水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范

水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范

【论文摘要】水泥生产企业余热发电是利用烧制水泥熟料过程中产生的高温烟气来进行热力发电的，在发电过程中，他的生产运行特点是随窑工况的变化而变化，是一个动态且及不稳定的运行工况，所以，水冲击事故是余热发电生产过程中最易发生的生产安全事故。

汽轮机水冲击是造成汽轮机设备严重损坏的最恶性事故之一。为防止水冲击事故的发生，参考有关专业资料、热电厂汽轮机运行规程及本公司汽轮发电机组运行规程，结合我厂实际情况编写本措施。教育运行人员认识水冲击的严重危害，认真学习和执行技术措施中的各项规定。技术措施中未尽事宜执行运行规程中规定。

【论文关键词】汽轮机水冲击事故  危害  防范措施 

一、汽轮机水冲击的概念

汽轮机水冲击，是蒸汽带水或冷蒸汽（低温饱和蒸汽）进入汽轮机而引起的事故，是汽轮机运行中最危险的事故之一。此类事故时有发生，会造成严重后果，因而要求余热发电运行人员予以高度重视。一旦发生此类事故，必须正确、迅速、果断地处理，以免造成汽轮机设备的严重损坏。

汽轮机发生水冲击事故的现象有：

（1）主蒸汽温度10分钟内下降50度或50度以上。

（2）主气门法兰处汽缸结合面，调节气门门杆，轴封处冒白汽或溅出水珠。

（3）蒸汽管道有水击声和强烈振动。

（4）负荷下降，汽轮机声音变沉，机组振动增大。

（5）轴向位移增大，推力瓦温度升高，差胀减小或出现负差胀。

二、水冲击的危害

①动静部分碰磨

汽轮机进水或冷蒸汽，使处于高温下的金属部件突然冷却而急剧收缩，产生很大的热应力和热变形，使相对膨胀急剧变化，机组强烈振动，动静部分轴向和径向碰磨。径向碰磨严重时会产生大轴弯曲事故。

②叶片的损伤及断裂

当进入汽轮机通流部分的水量较大时，会使叶片损伤和断裂，特别是对较长的叶片。

③推力瓦烧毁

进入汽轮机的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在喷嘴内不能获得与蒸汽同样的加速度，出喷嘴时的绝对速度比蒸汽小得多，使其相对速度的进汽角远大于蒸汽相对速度进汽角，气流不能按正确方向进入动叶通道，而对动叶进口边的背弧进行冲击。这除了对动叶产生制动力外，还产生一个轴向力，使汽轮机轴向推力增大。实际运行中，轴向推力甚至可增大到正常情况时的10倍，使推力轴承超载而导致乌金烧毁。

④阀门或汽缸接合面漏气

若阀门和汽缸受到急剧冷却，会使金属产生永久变形，导致阀门或汽缸接合面漏汽。

⑤引起金属裂纹

机组启停时，若经常出现进水或冷蒸汽，金属在频繁交变的热应力作用下，会出现裂纹。如汽封处的转子表面受到汽封供汽系统来的水或冷蒸汽的反复急剧冷却，就会出现裂纹并不断扩大。

三、水冲击的原因及预防

汽轮机发生水冲击的原因总结下来主要有以下几个方面:

1：锅炉方面

①窑工况突然大范围变化，造成锅炉蒸发量过大或不均。

②锅炉过热器减温减压阀泄漏(紧急排汽阀)或调整不当，气压调整不当。

③并网升负荷过程中，升负荷操作过快，造成锅炉运行工况失调。

④锅炉启动过程中升压过快，或滑参数停机过程中降压降温速度过快，使蒸汽过热度降低，甚至接近或达到饱和温度，导致管道内集结凝结水。

⑤化学水处理不当引起汽水共腾。

⑥运行人员误操作以及给水自动调节器的原因造成锅炉满水。

⑦蒸汽管线过长，疏水阀装置故障，不能有效地排除管线内的积水，导致蒸汽带水。

2：汽轮机方面

①汽轮机启动过程中，主蒸汽管线和并汽缸暖管时间不够，疏水不净，运行人员操作不当或疏忽，使冷水汽进入汽轮机内。

②启动时，轴封管道未能充分暖管和疏水，也可能将积水带到轴封内。

③停机时，切换备用轴封汽源，因处理不当使轴封供汽带水。

3：其他方面

①炉水取样分柝不准确，使炉水含盐量超标，引起汽包水位居高不下并未及时排污，导致蒸汽带水。

②设备缺陷，导致在开停机过程中汽机进水。

四、防止汽轮机水冲击的防范措施

（一）设计方面

①正确设置疏水点和布置疏水管。在锅炉出口至并汽缸间的主蒸汽管道上，每个最低点处均应设置疏水点。

②汽封供汽管应尽可能短，在气封调节器前后以及汽封供汽联箱处均应装疏水管。

③疏水管应有足够的通流面积，以排尽疏水。

④凝汽器设置可靠的水位监视和报警装置。

   （二）运行维护操作方面

①在机组启、停过程中要严格按规程规定控制升(降)速、升(降）温、升(降)压、加(减)负荷的速率，并保证蒸汽品质合格且过热度不少于50℃。

②锅炉主蒸汽管道和主汽门前蒸汽系统投用前，应充分暖管，疏水，严防低温水汽进入汽轮机。

③启机前，要加强轴封供气管道，和导汽管疏水。

④生产运行期间，要加强与窑中控的协调沟通，及时了解窑生产这行工况，严密监视锅炉汽包水位，注意调整汽压和汽温。

⑤运行时，注意监视除氧器，凝汽器水位，防止满水。

⑥定期检查高水位报警装置，确保设备正常可靠。

⑦定期检查蒸汽管线疏水阀是否正常并按规程规定进行定期疏水。

⑧机组热态启动前应检査停机记录和停机后汽缸金属温度记录。若有异常应认真分析，查明原因，及时处理。

⑨启、停机过程中，应认真监视和记录各主要参数。包括主汽温，压力，各缸温度，法兰、螺栓温度，缸差，轴向位移，排汽温度等。

⑩机组冲转过程中因振动异常停机而必须回到盘车状态时，应全面检查，认真分析，查明原因，严禁盲目启动。当机组已符合启动条件时，应连续盘车不少于4h，才允许再次启动。

当汽轮机发生水冲击时，应立即破坏真空、停机。在停机过程中应注意机内声音、振动、轴向位移、推力瓦温、上下缸温差及惰走时间，并测量大轴幌度。如无不正常现象，在经过充分疏水后，方可重新启动。在重新启动过程中，若发现汽机内部或转动部分有异音，或转动部分有摩擦，应立即拍机，并进入人工盘车。

  （三）汽轮机发生水冲击的处理措施

①启动润滑油泵，打闸停机。

②停射水泵，破坏真空。

③联系窑中控，全开锅炉旁路，隔离锅炉。

④全开所有疏水门。

⑤上报凋度和部门主管领导。

⑥停机过程中，倾听机内声音，测量振动，记录惰走时间，盘车后测量转子弯曲数值，盘车电动机电流应在正常数值且稳定。

⑦惰走时间明显缩短或机内有异常声音，推力瓦温度升高，轴向位移，差胀超限时，不经检查不允许机组重新启动。

⑧待主管领导和专业技术人员确认机组状况，按规程进行处置。

五 结束语

汽机水冲去事故时有发生，其造成的后果是设备损坏和机组非计划停运，企业生产成本增加。事故产生的原因是多方面的，但并不是不可预防。除必要的监控和保护系统，运行人员的监控和采取及时且正确的处置措施，将很大程度上防止事故的发生或降低设备的损坏程度。

提升运行人员的专业技能和知识，加强责任心，严格遵守各项章制度，按规操作才能避免事故的发生。