低压加热器满水位事件原因分析及防范措施

李志国

摘 要：某电厂12号机6号低压加热器运行期间，由于凝结水泵定期试验，引起凝结水流量突变，6号低压加热器汽水换热量增加，汽侧形成真空，引起水位变化，正常疏水疏水不畅，事故疏水調节阀开关没有反应，导致6号低压加热器满水位，低压加热器系统解列；通过对比分析：运行过程中，6号低压加热器汽侧水位变化与凝结水流量及相邻低压加热器水位、疏水调节阀开度相关关系，分析低压加热器疏水不畅原因，最终，经过检修事故疏水调节阀，发现阀芯掉落，是造成低压加热器满水位解列的主要原因。

关键词：低压加热器 水位 调节阀 解列 泄漏

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）08-0-02

一、设备概况

某电厂12号机组为湿冷汽轮发电机组，汽轮机为型号为N300-16.7/537/537-8型，型式为亚临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽凝汽式汽轮机。12号机组为高中压合缸布置，高压和中压进汽口布置在高中压缸中部，高压通流部分为反向流动，低压缸为对称分流双层缸结构。蒸汽由低压缸中部进入通流部分，分别向两个方向流动，做功后向下排入凝汽器。在1～4级后依次设有五～八段抽汽口，分别供5～8号低压加热器用汽。

低压加热器是利用汽轮机的抽汽来加热锅炉给水的主要设备之一，是汽轮机回热系统的重要组成部分，它能有效地提高锅炉给水温度和回收热量及工质，对提高电厂的经济效益具有重要意义。加热器汽侧和水侧设有高位点放空气接管及低位点放水接管。低加设有放气系统，即启动排汽和正常运行排汽，该放气系统能排除蒸汽停滞区内的不凝结气体，从而使加热器不被腐蚀。5号、6号低加汽侧设置有全启式安全阀，水侧也设置有安全阀，以防超压。

12号机组凝结水系统串联布置了四台低压加热器，采用卧式表面U型凝结式换热器，由水室、管系、壳体等部件组成。 6号低加型号为：JD-600-III，设计压力：壳程：0.6MPa，管程：4.0MPa，设计温度：壳程：250℃，管程：150℃。

二、事件经过

2016年1月19日上午10点30分左右，运行人员切换凝结水泵做定期切换实验，在启动B凝结水泵过程中，凝结水出口母管压力瞬间由1.4MPa突涨至3.0MPa，随后，各台低压加热器汽侧液位都有突升，5、6、7、8号低加正常疏水调门开度均有增大。10点42分左右，运行人员开始远方操作凝结水系统相关阀门，开启凝结水再循环调门后，6号低加液位由203.84mm回落至147.75mm。

10点44分B凝结水泵转速继续升高，凝结水流量由600t/h突然增加至954t/h（此时，凝结水再循环调门没有开启），6号低压加热器汽侧液位失去平衡，逐渐升高。11点左右，检修人员接运行通知：6号低压加热器满水位，液位无法调节，需要就地进行检查低压加热器系统。随即，检修人员配合运行隔离六段抽汽电动门，开启6号低压加热器事故疏水调门，开始尝试放水，检修人员就地检查事故疏水调门指示全开到位，观察6号低压加热器汽侧水位没有变化。

12点30分左右，运行人员开启汽侧放水门，准备利用可见放水点进行放水，就地放不出水，微微开启动排气门后，放水口处有水流出，放水接近2小时，液位无变化；怀疑就地液位计卡死，上票检查就地液位计，液位计浮子活动正常，发现往里面吸气，里面形成真空区域。随后，进行连续放水，18时左右，6号低压加热器汽侧水已放尽，恢复措施，投水侧，汽侧放水门有水流出，怀疑管束泄漏。20时30分左右，检修人员办理工作票，联系运行隔离6号低压加热器，准备打开人孔门，检查6号低压加热器管束，22时10分，开始放水做隔离措施。20日01时左右，运行单元长建议投汽侧再试验一次，开启6号低压加热器水侧出、入口门后，逐渐开启6段抽汽电动门，正常疏水调门、事故疏水调门均打开，液位开始上升，02时04分，液位升至156mm，正常疏水调门开度达到52%时，事故疏水调门关闭，液位逐渐稳定下来，恢复正常；接下来，5号低压加热器逐渐投运，02时45分，12号机组低压加热器系统投运正常。

三、原因分析：

1.运行人员启动凝结水泵，导致凝结水压力突然升高，流速增加，单位时间内，流过加热器内部的凝结水量增加，单位换热量迅速增加，抽汽急剧凝结为水，6号低压加热器汽侧形成真空区域，5、6号低压加热器液位均出现“虚假”水位，影响调门自动判断，开度增大，导致5号低压加热器至6号低压加热器疏水量增加，6号低压加热器形成“真空区”，疏水无法从6号低加正常疏水调门处排出，导致6号低压加热器满水位运行。如图（1）所示：

图（1）

经检查，12号机组低压加热器系统远传液位计均采用差压变送器式液位计，液位突然波动很容易会引起虚假水位，影响判断；这是导致6号低压加热器满水位的一个可能原因。

2.运行人员启动凝结水泵，导致凝结水压力升高，流速增加，单位时间内，流过加热器的凝结水量增加（除氧器水位在此期间升高），换热量增加，抽汽急剧凝结为水，6号低压加热器汽侧压力降低，6号低压加热器汽侧形成“真空区”，而5号低压加热器由于压力高，无法形成真空区域，导致5号至6号低压加热器疏水量增加，由于低压加热器系统疏水为逐级自流，此时，7号低压加热器汽侧压差略高于6号低压加热器汽侧压差，疏水无法排至7号低压加热器，导致6号低压加热器满水运行。

经过数据分析及现场观察对比：凝结水压力变化，引起6号低加汽侧压力迅速降低，形成真空区，由于压差原因，6号低加疏水无法排到7号低加，是导致6号低加满水位运行的主要原因。

图（2）

3. 10点55分，6号低加汽侧水位逐渐升高时，正常疏水调门因为“虚假”液位原因，没有迅速联锁动作，保持全开状态，疏水不畅，在11点05分时，远行人员将正常疏水调门全部关闭，导致6号低加内疏水无法及时排出，运行人员操作存在问题，是导致6号低加长时间满水位的主要原因。

4. 6号低加液位不断升高时，开启事故疏水调门，液位没有变化，说明事故疏水调门存在问题，检修人员檢查阀杆指示，显示已经开到位，没有做出进一步的判断，直接认定：事故疏水调门已全部开启，疏水畅通，被表面现象蒙骗，初步做出6号低加管束泄漏的错误判断。事后检查发现事故疏水调门阀芯掉落，阀杆完全开启后，阀芯没有动作，是导致6号低加满水位后，疏水无法顺利排出，保持长时间满水位运行的主要原因。

图（3）

四、暴露问题

1.运行人员操作方式不当，导致凝结水压力迅速升高，换热器量增加，6号低加汽侧压力急剧下降，引起6号低加汽侧形成真空区，由于压差减小，疏水无法自动排到下一级加热器，是此次事件的主要原因。

2.运行人员操作方式有问题，启动凝结水泵时，没有及时关注凝结水压力变化情况，没有对压力升高而引起低加液位变化造成的后果进行预判及制定相应防范措施，是导致此次事件的另一主要原因。

3. 12号机组大修期间，6号低加事故疏水调节阀解体检修，质检人员经验不足，没有对事故疏水调门重要部位（阀芯连接处销子）进行认真验收确认签字，把关不严，导致此次事件的发生，负有现场管理责任。

4.检修人员在就地检查事故疏水调门时，只相信阀杆指示情况，没有对门后温度进行测量对比，负有技术责任。

5.检修人员没有对低压加热器管束泄漏特征进行过认真梳理学习，现场没有逐条进行排除，检修人员基本技能掌握不到位，是此次误判事件的主要原因。

6.班组成员在对异常事件无法正确判断时，没有及时向上级管理人员进行汇报，导致现场信息没有准确得到反映，工作负责人负有现场责任。

五、防范措施

1.检修人员发现问题，若不能准确判断时，应立即向上级进行详细汇报，寻求帮助，做出进一步的准确判断，为检修工作赢得足够时间和充足理由。

2.加强对班组成员技术技能的培训工作，使其能够对设备状况有全面了解，集思广益，全员、全方位、全面地了解及掌握设备出现故障的明显特点，出现问题时，人人都能够及时做出准确判断，给设备故障处理赢得足够时间。

3.利用每次停机机会，针对销子固定阀芯的调节阀，有针对性地进行解体检查，发现销子有磨损情况，立即进行更换，防止运行过程中，发生销子断裂，导致阀门开关，阀芯无法动作，从而，影响液位调节。

4.运行人员应对事故疏水调门进行定期试验，确认阀门是否处于正常工作状态，避免类似事件发生。

六、结束语

低压加热器可以减少了汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量，降低能源损失，提高了热力系统的循环热效率，低压加热器的投运率是考核机组经济指标的一个重要因素；在机组运行期间，要尽量确保低压加热器100%投运。经过此次事件，班组成员全面学习了调节阀的构成形式，掌握了调节阀是否真正开启的确认方法，系统学习了表面式换热器管束泄漏的明显特点，为以后检修工作做好了充分的技术准备。

参考文献

[1]林广德. 300MW汽轮机组低压加热器故障分析与对策[J].科技资讯，2006年12期

[2]曹兰敏，曹银觥，朱峰. 600MW汽轮机低压加热器疏水不畅问题的解决[J].东北电力技术，2011年04期

[3]黄武松.除氧器虚假水位引发机组跳闸的原因分析及防范措施[D].江西电力职业技术学院学报，2009年03期