水泥生產企業餘熱發電汽輪機水衝擊事故危害與防範

水泥生產企業餘熱發電汽輪機水衝擊事故危害與防範

【論文摘要】水泥生產企業餘熱發電是利用燒製水泥熟料過程中產生的高温煙氣來進行熱力發電的，在發電過程中，他的生產運行特點是隨窯工況的變化而變化，是一個動態且及不穩定的運行工況，所以，水衝擊事故是餘熱發電生產過程中最易發生的生產安全事故。

汽輪機水衝擊是造成汽輪機設備嚴重損壞的最惡性事故之一。為防止水衝擊事故的發生，參考有關專業資料、熱電廠汽輪機運行規程及本公司汽輪發電機組運行規程，結合我廠實際情況編寫本措施。教育運行人員認識水衝擊的嚴重危害，認真學習和執行技術措施中的各項規定。技術措施中未盡事宜執行運行規程中規定。

【論文關鍵詞】汽輪機水衝擊事故  危害  防範措施 

一、汽輪機水衝擊的概念

汽輪機水衝擊，是蒸汽帶水或冷蒸汽（低温飽和蒸汽）進入汽輪機而引起的事故，是汽輪機運行中最危險的事故之一。此類事故時有發生，會造成嚴重後果，因而要求餘熱發電運行人員予以高度重視。一旦發生此類事故，必須正確、迅速、果斷地處理，以免造成汽輪機設備的嚴重損壞。

汽輪機發生水衝擊事故的現象有：

（1）主蒸汽温度10分鐘內下降50度或50度以上。

（2）主氣門法蘭處汽缸結合面，調節氣門門杆，軸封處冒白汽或濺出水珠。

（3）蒸汽管道有水擊聲和強烈振動。

（4）負荷下降，汽輪機聲音變沉，機組振動增大。

（5）軸向位移增大，推力瓦温度升高，差脹減小或出現負差脹。

二、水衝擊的危害

①動靜部分碰磨

汽輪機進水或冷蒸汽，使處於高温下的金屬部件突然冷卻而急劇收縮，產生很大的熱應力和熱變形，使相對膨脹急劇變化，機組強烈振動，動靜部分軸向和徑向碰磨。徑向碰磨嚴重時會產生大軸彎曲事故。

②葉片的損傷及斷裂

當進入汽輪機通流部分的水量較大時，會使葉片損傷和斷裂，特別是對較長的葉片。

③推力瓦燒燬

進入汽輪機的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在噴嘴內不能獲得與蒸汽同樣的加速度，出噴嘴時的絕對速度比蒸汽小得多，使其相對速度的進汽角遠大於蒸汽相對速度進汽角，氣流不能按正確方向進入動葉通道，而對動葉進口邊的背弧進行衝擊。這除了對動葉產生制動力外，還產生一個軸向力，使汽輪機軸向推力增大。實際運行中，軸向推力甚至可增大到正常情況時的10倍，使推力軸承超載而導致烏金燒燬。

④閥門或汽缸接合面漏氣

若閥門和汽缸受到急劇冷卻，會使金屬產生永久變形，導致閥門或汽缸接合面漏汽。

⑤引起金屬裂紋

機組啟停時，若經常出現進水或冷蒸汽，金屬在頻繁交變的熱應力作用下，會出現裂紋。如汽封處的轉子表面受到汽封供汽系統來的水或冷蒸汽的反覆急劇冷卻，就會出現裂紋並不斷擴大。

三、水衝擊的原因及預防

汽輪機發生水衝擊的原因總結下來主要有以下幾個方面:

1：鍋爐方面

①窯工況突然大範圍變化，造成鍋爐蒸發量過大或不均。

②鍋爐過熱器減温減壓閥泄漏(緊急排汽閥)或調整不當，氣壓調整不當。

③併網升負荷過程中，升負荷操作過快，造成鍋爐運行工況失調。

④鍋爐啟動過程中升壓過快，或滑參數停機過程中降壓降温速度過快，使蒸汽過熱度降低，甚至接近或達到飽和温度，導致管道內集結凝結水。

⑤化學水處理不當引起汽水共騰。

⑥運行人員誤操作以及給水自動調節器的原因造成鍋爐滿水。

⑦蒸汽管線過長，疏水閥裝置故障，不能有效地排除管線內的積水，導致蒸汽帶水。

2：汽輪機方面

①汽輪機啟動過程中，主蒸汽管線和並汽缸暖管時間不夠，疏水不淨，運行人員操作不當或疏忽，使冷水汽進入汽輪機內。

②啟動時，軸封管道未能充分暖管和疏水，也可能將積水帶到軸封內。

③停機時，切換備用軸封汽源，因處理不當使軸封供汽帶水。

3：其他方面

①爐水取樣分柝不準確，使爐水含鹽量超標，引起汽包水位居高不下並未及時排污，導致蒸汽帶水。

②設備缺陷，導致在開停機過程中汽機進水。

四、防止汽輪機水衝擊的防範措施

（一）設計方面

①正確設置疏水點和佈置疏水管。在鍋爐出口至並汽缸間的主蒸汽管道上，每個最低點處均應設置疏水點。

②汽封供汽管應儘可能短，在氣封調節器前後以及汽封供汽聯箱處均應裝疏水管。

③疏水管應有足夠的通流面積，以排盡疏水。

④凝汽器設置可靠的水位監視和報警裝置。

   （二）運行維護操作方面

①在機組啟、停過程中要嚴格按規程規定控制升(降)速、升(降）温、升(降)壓、加(減)負荷的速率，並保證蒸汽品質合格且過熱度不少於50℃。

②鍋爐主蒸汽管道和主汽門前蒸汽系統投用前，應充分暖管，疏水，嚴防低温水汽進入汽輪機。

③啟機前，要加強軸封供氣管道，和導汽管疏水。

④生產運行期間，要加強與窯中控的協調溝通，及時瞭解窯生產這行工況，嚴密監視鍋爐汽包水位，注意調整汽壓和汽温。

⑤運行時，注意監視除氧器，凝汽器水位，防止滿水。

⑥定期檢查高水位報警裝置，確保設備正常可靠。

⑦定期檢查蒸汽管線疏水閥是否正常並按規程規定進行定期疏水。

⑧機組熱態啟動前應檢査停機記錄和停機後汽缸金屬温度記錄。若有異常應認真分析，查明原因，及時處理。

⑨啟、停機過程中，應認真監視和記錄各主要參數。包括主汽温，壓力，各缸温度，法蘭、螺栓温度，缸差，軸向位移，排汽温度等。

⑩機組衝轉過程中因振動異常停機而必須回到盤車狀態時，應全面檢查，認真分析，查明原因，嚴禁盲目啟動。當機組已符合啟動條件時，應連續盤車不少於4h，才允許再次啟動。

當汽輪機發生水衝擊時，應立即破壞真空、停機。在停機過程中應注意機內聲音、振動、軸向位移、推力瓦温、上下缸温差及惰走時間，並測量大軸幌度。如無不正常現象，在經過充分疏水後，方可重新啟動。在重新啟動過程中，若發現汽機內部或轉動部分有異音，或轉動部分有摩擦，應立即拍機，並進入人工盤車。

  （三）汽輪機發生水衝擊的處理措施

①啟動潤滑油泵，打閘停機。

②停射水泵，破壞真空。

③聯繫窯中控，全開鍋爐旁路，隔離鍋爐。

④全開所有疏水門。

⑤上報凋度和部門主管領導。

⑥停機過程中，傾聽機內聲音，測量振動，記錄惰走時間，盤車後測量轉子彎曲數值，盤車電動機電流應在正常數值且穩定。

⑦惰走時間明顯縮短或機內有異常聲音，推力瓦温度升高，軸向位移，差脹超限時，不經檢查不允許機組重新啟動。

⑧待主管領導和專業技術人員確認機組狀況，按規程進行處置。

五 結束語

汽機水衝去事故時有發生，其造成的後果是設備損壞和機組非計劃停運，企業生產成本增加。事故產生的原因是多方面的，但並不是不可預防。除必要的監控和保護系統，運行人員的監控和採取及時且正確的處置措施，將很大程度上防止事故的發生或降低設備的損壞程度。

提升運行人員的專業技能和知識，加強責任心，嚴格遵守各項章制度，按規操作才能避免事故的發生。