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        凝汽器泄漏導(dǎo)致汽水污染事故分析

        2017-11-28 15:41:23程志磊
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年23期

        程志磊

        摘 要:某電廠某機(jī)組進(jìn)行C級檢修,檢修后于5月4日11時58分并網(wǎng),5月9日12時21分打閘停機(jī)。期間發(fā)生了一起由于設(shè)備檢修質(zhì)量不良、汽機(jī)低壓葉片斷裂的主設(shè)備損壞并導(dǎo)致凝汽器泄露事故。事故導(dǎo)致某電廠機(jī)組主給水回路、主蒸汽回路、再熱蒸汽回路、汽輪機(jī)通流部分等設(shè)備嚴(yán)重結(jié)鹽積垢,鍋爐金屬部件受到嚴(yán)重腐蝕,造成了無法挽回的嚴(yán)重?fù)p害。

        關(guān)鍵詞:凝汽器泄露;積鹽;腐蝕

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.024

        0 前言

        凝汽器是凝氣式汽輪機(jī)的重要組成部分,其工作的好壞直接影響設(shè)備運(yùn)行的可靠性。目前電廠使用的主要是表面式凝汽器[1],凝汽器外殼兩端連著端蓋,內(nèi)部用管板隔開,管板上裝有很多銅管,銅管內(nèi)側(cè)通冷卻水,銅管外是蒸汽通道[2]。汽輪機(jī)排汽進(jìn)入凝汽器,循環(huán)水泵把冷卻水送入凝汽器,吸收凝結(jié)水放出的熱量,蒸汽被冷卻至凝結(jié)水,凝結(jié)水被凝結(jié)水泵抽出,送往鍋爐作為鍋爐給水。在凝汽器中,蒸汽與冷卻水的熱量是通過冷卻水管來傳遞的,如果管壁腐蝕穿孔,冷卻水就會漏入對凝結(jié)水污染,對鍋爐、汽輪機(jī)造成嚴(yán)重?fù)p壞。

        1 汽水系統(tǒng)污染事故

        某臺機(jī)組按計(jì)劃進(jìn)行C級檢修,檢修后于5月4日11時58分并網(wǎng),5月9日12時21分打閘停機(jī)。在此期間,發(fā)生了一起由汽機(jī)低壓葉片斷裂導(dǎo)致凝汽器泄露事故。

        凝汽器由外包單位進(jìn)行高壓水沖洗,由于設(shè)備部沒有事先制訂“凝汽器清洗技術(shù)方案”,也沒有履行三級驗(yàn)收手續(xù),在凝汽器高壓水沖洗結(jié)束后,施工隊(duì)也沒有進(jìn)行水室鈦管的全面查漏。檢修結(jié)束,鍋爐上水進(jìn)行再熱器水壓試驗(yàn)時,凝結(jié)水水質(zhì)異常超標(biāo),鈉含量為1410μg/L。汽機(jī)專業(yè)人員提出進(jìn)行凝汽器汽側(cè)灌水查漏,設(shè)備部認(rèn)為灌水查漏工作量較大,要現(xiàn)場加支撐點(diǎn),不同意灌水查漏方案,主張開機(jī)過程用真空查漏方式查漏。

        起機(jī)及運(yùn)行過程中,凝結(jié)水含鈉量最高達(dá)到100000μg/L,是標(biāo)準(zhǔn)值15μg/L的6千多倍。對凝汽器進(jìn)行隔離,察漏檢查,發(fā)現(xiàn)并處理了3個漏點(diǎn),凝結(jié)水泵出口鈉離子降至1000~2000μg/L,繼續(xù)進(jìn)行排補(bǔ)。后機(jī)組負(fù)荷帶至300MW,水質(zhì)化驗(yàn)情況:凝結(jié)水鈉含量為28.8μg/L(標(biāo)準(zhǔn)值≤10μg/L),主蒸汽鈉含量為33.2μg/L(標(biāo)準(zhǔn)值≤5μg/kg),繼續(xù)排補(bǔ),運(yùn)行中凝結(jié)水泵出口陽電導(dǎo)率突然上升,2分鐘后頂表,隨后,凝結(jié)水泵出口、省煤器入口和主蒸汽陽電導(dǎo)率急劇上升,省煤器入口和主蒸汽等監(jiān)測點(diǎn)的水汽監(jiān)測指標(biāo)也嚴(yán)重惡化,機(jī)組發(fā)出“嗡嗡”沉悶響聲,調(diào)節(jié)級壓力、軸向位移、推力軸承溫度等參數(shù)均異常,打閘停機(jī)檢查。

        凝汽器內(nèi)外側(cè)各查到2根泄漏鈦管。凝結(jié)水泵停運(yùn),打開兩個凝汽器喉部檢查汽側(cè)鈦管,在凝汽器高壓側(cè)發(fā)現(xiàn)有7根鈦管受到嚴(yán)重?fù)p傷(見圖1),并發(fā)現(xiàn)有2塊金屬塊(見圖2),光譜分析,其化學(xué)成分同汽輪機(jī)低壓缸次末級葉片材質(zhì)相近,懷疑汽輪機(jī)葉片損傷,對汽輪機(jī)高、中、低三缸揭缸檢查。拆缸后發(fā)現(xiàn)葉片損傷、以及汽輪機(jī)流通部分嚴(yán)重積鹽。

        2 事故分析

        對垢樣進(jìn)行分析:

        爐水壁管垢樣主要成分為:FeO(OH)、Fe2O3、Fe3O4、SiO2 、CaO。

        汽輪機(jī)葉片垢樣主要成分為:FeO(OH)、Fe2O3、Fe3O4、NaCl。

        垢主要成分為鐵的氧化物,水冷壁管、汽輪機(jī)葉片鐵垢沉積主要是由于鐵的腐蝕沉積。腐蝕原因主要由機(jī)組啟動期間水質(zhì)差、正常運(yùn)行期間凝汽器腐蝕泄漏、鍋爐運(yùn)行燃燒調(diào)整及排污控制等引起。

        爐水管壁垢樣成分中有鈣的沉積,是凝汽器的泄漏,循環(huán)冷卻水進(jìn)入給水系統(tǒng),循環(huán)冷卻水中的碳酸鹽進(jìn)入給水,爐水溫度高,發(fā)生下列反應(yīng):

        Ca(HCO3) →CaCO3↓+ CO2↑+H2O

        CaCO3 → CaO↓+ CO2↑

        垢成分中硅、鈣含量大,說明凝汽器泄漏導(dǎo)致凝結(jié)水、給水和爐水變差,通過加大磷酸鹽處理形成水渣排污才能保證爐水水質(zhì)合格,硅、鈣的沉積表明鍋爐排污的及時性不夠。

        在事故過程中,鍋爐磷酸三鈉加藥量增加了4~7倍,才能維持鍋水磷酸根含量在合格的范圍內(nèi),除水質(zhì)硬度增加,磷酸三鈉消耗量增加外,懷疑磷酸三鈉質(zhì)量也有問題。

        對所用的磷酸三鈉進(jìn)行取樣分析,分析數(shù)據(jù)如下:

        根據(jù)分析結(jié)果,計(jì)算得出:Na3PO4占55.8%,Na2SO4(包括氯化物)占43.20%,雜質(zhì)含量高,不符合工業(yè)磷酸三鈉質(zhì)量98%的要求。

        事故的原因:

        (1)機(jī)組檢修后期,特別是鍋爐上水時已發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo),設(shè)備部門沒能及時對凝汽器鈦管進(jìn)行有效的檢查和徹底的處理,導(dǎo)致水質(zhì)在整個機(jī)組啟動過程中一直不合格,這是導(dǎo)致機(jī)組檢修后首次開機(jī)過程中反復(fù)查漏和反復(fù)沖洗排補(bǔ)水質(zhì)仍嚴(yán)重超標(biāo)的直接原因。

        (2)在汽水品質(zhì)已嚴(yán)重超標(biāo)的情況下,強(qiáng)行進(jìn)行機(jī)組啟動和并網(wǎng)運(yùn)行,在已經(jīng)確認(rèn)凝汽器鈦管嚴(yán)重泄漏、汽水品質(zhì)已得不到有效控制的情況下,沒能按規(guī)定及時停機(jī),也是這是造成水汽系統(tǒng)嚴(yán)重污染的直接原因。

        事故暴露的問題:

        (1)檢修過程的質(zhì)量監(jiān)督和項(xiàng)目驗(yàn)收不到位。機(jī)組汽器鈦管清洗只完成了清洗工作,沒有在機(jī)組啟動前進(jìn)行查漏就投運(yùn)。

        (2)制造質(zhì)量存在重大隱患。汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子葉片運(yùn)行中斷裂,檢修質(zhì)量低劣,使設(shè)備缺陷未能及時發(fā)現(xiàn),危及機(jī)組主設(shè)備安全運(yùn)行。

        (3)化學(xué)藥品質(zhì)量不合格,化學(xué)監(jiān)督工作不到位,要特別加強(qiáng)凝結(jié)水質(zhì)、蒸汽品質(zhì)等技術(shù)監(jiān)督。

        參考文獻(xiàn):

        [1]肖增弘,盛偉.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京: 中國電力出版社,

        2014.

        [2]火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量[S].GB/T12145-2016.endprint

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