高加故障引起主给水断水事故分析及对策

高加故障引起主给水断水事故分析及对策

欧尔源

（神华亿利能源有限责任公司电厂内蒙古014300）

摘要：在当前大型火力发电厂的给水加热系统通常都会被配备三台高压加热器，除氧器以及四台低压加热。基于此，本文论述了高加故障引起主给水断水事故分析以及对策。

关键词：高加故障；给水断水；故障

引言

在超超临界机组中，常将汽轮机高压缸、高排（冷段）、中压缸三个部位的抽汽，输入3台高压加热器以加热锅炉给水。机组运行时，常因高加故障而让高加退出运行。高加退出运行后，改变了回热系统的运行方式，降低了机组的热效率，增加了煤耗，影响了发电效益。高压加热器突然跳闸后，会在短时间内引起机组负荷、给水温度、蒸汽温度的剧烈变化，这种变化尤其对直流锅炉的影响更大。

1、事故分析

某机组负荷250MW，汽泵正常运行，给水流量545t/h，主蒸汽流量666t/h。21：30，隔离高加处理三号高加水侧安全门内漏，工作结束后恢复高加运行。23：11，高加水侧注水完毕，开启一号高加出口电动门正常，开启三号高加入口三通门未动。次日01：41，检修人员处理三号高加入口三通门，“关”反馈信号误发（实际阀门刚脱离开位，高加未切到旁路），联锁高加出口门关闭，主给水断水。汽包水位迅速下降，运行人员立即停运D磨煤机并减少给煤指令至66t/h，关闭大机阀位至59%，降低机组负荷至230MW。手动开启电泵，勺管开度69%，此时电泵出口压力低于给水母管压力，所以电泵基本未出力。01：42，就地手动开启高加出口电动门，给水流量恢复后汽包水位快速回升，运行人员停运电泵，手动调整汽包水位，降低汽泵转速并开启再循环门，受减速率限制，实际转速由4598rpm降至4542rpm（历时25s），给水流量由834t/h降至766t/h。01：45，汽包水位仍然上升很快，最终至高三值联锁锅炉MFT。

2、原因分析

①事故预想不到位。处理高加入口三通门前，未充分考虑防止高加出口阀门突然关闭的安全措施，造成给水中断；②高加阀门组逻辑不合理。高加出口电动门关联锁条件为，三号高加入口电动三通门关反馈延时1s，是引起此次“关”反馈误发后同时切除高加主路、旁路的根本原因（高加入口三通门“开”定义为走给水主路，“关”定义为走给水旁路）；③在给水中断后，运行人员给水流量调整不当，造成事件的扩大。

3、相关影响

当高加出系时高压缸的抽汽关闭，大量本该加热给水的蒸汽继续涌入汽轮机的后续部分做功，导致出现负荷变动过大、每单位质量的新汽做功能力上升、整个机组的效率下降等；同时由于主汽压波动及给水温度的下降，造成汽包虚假水位变化，致使给水系统难以满足正常的调节要求；另外，高加出系对锅炉燃烧，主再蒸汽温度，凝结水系统以及汽轮机本体各参数都存在较大影响。

3.1、对汽温的影响

高加出系后，省煤器进口给水温度会降低100多度，进入汽包的给水温度也会下降很多。较低温度的炉水蒸发成饱和蒸汽势必需要在水冷壁中增加循环次数，为维持蒸发量必须增加燃料供应量，锅炉燃烧的增加使炉膛出口烟气温度升高，从而导致过、再热汽温上升，为维持汽温，必须加大减温水。目前过热器一、二级减温水总量已达200T/H左右，再热器烟气挡板开度也由原来的55%左右关小至40%左右。过量的减温水不但降低了锅炉经济性，也增加了锅炉在低负荷时局部管段形成“水塞”的可能性。

3.2、对燃烧的影响

高加出系后，因给水温度的降低，省煤器从烟气中吸热量增加，省煤器出口烟温下降了50℃左右，这直接导致空预器进出口烟温的下降。据观察，一、二次风温各下降了35℃，排烟温度下降了10℃左右，一次风温的下降对磨煤机干燥出力有影响，尤其是磨制水分较高的煤种时影响较为明显，磨煤机出口温度也将下降；二次风温的下降使燃烧区烟温下降，煤粉着火、燃烧将变缓，在煤种挥发份含量低，灰份高及低负荷时，这种影响将变得显著；排烟温度下降则将使空预器冷段低温腐蚀的可能性增加。

3.3、对凝结水系统的影响

高加出系后，原先进入三台高加的高加出系现象分析及处理。

4、高加出系的优化调整

4.1、合理控制机组负荷和主汽压力

高加出系后，考虑到对以上分析的各方面影响，应控制机组负荷不过高，一般不应超过270MW，适当降低主汽压力设定值（可比原来设定值降低0.5~1Mpa左右）。理由有三：一是可以适当增加屏过、高过等高温受热面的工质流量，以提高对管壁冷却能力防止过热，另外管内流速的增加对过量减温水可能造成的“水塞”也有益处；二是能降低工质参数还能起到降低#1高加水侧人孔门处的给水压力，从而减少泄漏量，有利安全；三是可以提高蒸汽过热度，提高安全性。

4.2、加强燃烧调整

根据目前的排烟温度及环境温度，适当加大暖风器的供汽量，提高空预器进口风温，以减少低温腐蚀。由于一、二次风温的降低，对燃烧及磨煤机出力带来不利影响，此时燃烧调整的目的是促使煤粉快速着火，迅速燃烧，尽量降低火焰中心，使水冷壁吸收更多的热量，加快产汽速度提高循环倍率。同时水冷壁吸热增加也使炉膛出口烟温降低，使过多的对经济性不利的减温水量减少一些。可采取以下措施：1）适当增加下层A、B磨的给煤量；2）增加磨煤机加载油压力，使煤粉变细更易着火；3）适当降低磨煤机一次风量、提高磨煤机出口温度；4）控制锅炉总风量及炉膛负压不过高；5）在可能的情况下不燃烧水份过高、挥发份过低、灰份过高的煤种。

4.3、加强对汽机各相关系统的监视

加强对汽机凝结水系统凝泵电流、进口滤网差压、轴承温度等参数的监视；经常观察DEH画面种汽机轴向位移、差胀、瓦温、振动等参数是否有异常变化。总之，对高加出系后汽轮机的运行要更多地关注。

4.4、对汽轮机本体参数的影响

三台高加抽汽停止后，这部分蒸汽在汽缸内继续做功，因此汽缸内蒸汽流量也将增加。因为抽汽口位置的关系，对各汽缸的影响不尽相同。我公司每段抽汽约为50T/H，则高压缸1号抽汽口后增加了50T/H汽量，中压缸3号抽汽口前增加了100T/H汽量，中压缸3号抽汽口后及低压缸部分增加了150T/H汽量，因低压缸对向布置，所以流量增加影响不大，而高中压缸虽是对向布置，但增加流量相差很多，因此所受的轴向推力也将变化，由此产生的轴向位移、差胀、瓦温等参数也将随之变化。

若正常疏水管道振动是由高加疏水段包壳泄漏引起的，且由于电厂运行维护的实际情况，暂时没有大修安排，那么这时可以采取一些临时的解决措施。1）将高加正常疏水调节阀完全关闭，打开事故疏水调节阀，通过事故疏水调节阀来调节高加水位。这一临时解决措施将高加正常疏水的热能完全浪费了，对机组经济性影响较大，会导致整个机组的煤耗增大，但正常疏水管道则不会振动。2）根据实际运行情况，适当调整高高加的正常水位及高一、高二水位，高三水位保持不变。调高高加水位可能使水位淹没高加疏水段的泄漏处或减少进入正常疏水管道的蒸汽量，使高加的疏水管道不振动或振动减弱。这一临时解决措施不会浪费正常疏水的热能，但会使高加壳侧换热管被大量淹没，可能会导致高加的给水温升降低，但由于高加的换热面积一般留有10%左右的裕量，所以对给水温升的影响不会特别大。还有高加的换热管被给水淹没，在液面处对换热管的腐蚀和冲刷会加剧，而疏水段的换热管受到汽液两相流的冲击，也影响换热管的使用寿命，所以只作为临时解决措施。

4.5、加强燃烧调整

根据目前的排烟温度及环境温度，适当加大暖风器的供汽量，提高空预器进口风温，以减少低温腐蚀。由于一、二次风温的降低，对燃烧及磨煤机出力带来不利影响，此时燃烧调整的目的是促使煤粉快速着火，迅速燃烧，尽量降低火焰中心，使水冷壁吸收更多的热量，加快产汽速度提高循环倍率。同时水冷壁吸热增加也使炉膛出口烟温降低，使过多的对经济性不利的减温水量减少一些。可采取以下措施：1）适当增加下层A、B磨的给煤量；2）增加磨煤机加载油压力，使煤粉变细更易着火；3）适当降低磨煤机一次风量、提高磨煤机出口温度；4）控制锅炉总风量及炉膛负压不过高；5）在可能的情况下不燃烧水份过高、挥发份过低、灰份过高的煤种。（3）加强对汽机各相关系统的监视。加强对汽机凝结水系统凝泵电流、进口滤网差压、轴承温度等参数的监视；经常观察DEH画面种汽机轴向位移、差胀、瓦温、振动等参数是否有异常变化。总之，对高加出系后汽轮机的运行要更多地关注。

参考文献：

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