锅炉满水造成汽轮机轴系断裂事故（附水位调整秘笈）

事故经过： 

03：20，在2号锅炉灭火后，在恢复过程中，因给水调整门漏流量大（漏流量达120T/H），运行人员未能有效控制汽包水位，导致汽包水位直线上升，汽温急剧下降，造成汽轮机水冲击。

事故原因分析：

运行人员未能及时发现汽温急剧下降，使低温蒸汽较长时间进入汽轮机。低温蒸汽进入汽轮机，造成汽缸等静止部件在温差应力作用下变形，转轴弯曲，动静部件发生径向严重碰磨，轴系断裂。

水位表失灵和指示不正确、锅炉水位保护拒动、给水系统故障、违反运行规程、误判断、误操作等是造成锅炉汽包满水和缺水事故的主要原因。

事故总结：

从汽包水位测量系统的配置、安装和使用以及给水系统的维护等方面出发，制定相应的反事故技术措施。

各种工况下的水位变化，详解如何调整汽包水位？

 锅炉汽包水位的调整直接关系到整个机组的运行安全，调整操作不当将造成两种事故，一种是汽包满水事故（高三值锅炉MFT，机组掉闸），严重超过上限水位，使蒸汽带水严重，温度急剧下降，发生水冲击，损坏蒸汽管道和汽轮机组；另一种是汽包 缺水事故（低三值锅炉MFT）；即水位低于能够维持锅炉正常水循环的水位，蒸汽温度急剧上升，水冷壁管得不到充分的冷却而发生过热爆管。

1、汽包水位的变化机理

1.1、锅炉启动过程中的汽包水位变化

    锅炉点火初期，由于冷风带走的热量和燃油燃烧释放的热量相等，汽包水位无大的变化，当0.8t/h或1.7t/h的油枪增投至2支及以上时 ，炉水开始产生汽泡，汽水混合物的体积膨胀文库  ，汽包水位开始缓慢上升产生暂时的虚假水位，当水冷壁内水循环流速加快后，大量汽水混合物进人汽包进行分离，饱和蒸汽进入过热器，使汽包水位开始明显下降。当到达冲转参数(主蒸汽压力3.5-4.2 MPa,主蒸汽温度320-360℃)、关闭30%旁路的过程中，蒸发量下降，很多已生成的蒸汽凝  结为水，汽水混合物的体积缩小，促使汽包水位迅速下降，造成暂时的虚假水  位，这时在给水量未变的情况下由于锅炉耗水量下降汽包水位会迅速回升。在挂闸冲转后水位的变化相反。机组并网后负荷50 -70MW给水主、旁路阀切换时，由于给水管路直径的变大使给水流量加大，汽包水位上升很快。其它阶段只要给水量随负荷的上升及时增加，汽包水位的变化不太明显。

1.2、引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位变化

      上述四大转动机械任意1台跳闸，相当于锅炉内燃烧减弱，水冷壁吸热量减少，汽泡减少，炉水体积缩小  ，使水位暂时下降。从实际事故中观察，跳1台引风机后的10S内，给水自动以2 t/s的速度增加，汽包水位下降速率仍然高达5-6mm/s。  同时，汽压下降，饱和温度降低，炉水中汽泡数量又增加，水位又上升，即水位先低后高。

1.3、高加事故解列后汽包水位变化

      高加事故解列，即汽轮机的一、二、三段抽汽量突然快速为  0。对于锅炉而言，蒸汽流量减少，主汽压力升高，同时给水温度降低，汽包水位将先低后高。

1.4、突然掉大焦和一次风压突升后汽包水位变化 

 这种情况相当于燃烧加强的结果，水冷壁吸热量增加，炉水体积膨胀，汽泡增多，使水位暂时上升。同时，汽压升高，饱和温度相应升高，炉水中气泡数量减少，水位又会下降。随后蒸发量增加但给水未增加时，水位又进一步下降，即水位先高后低。从实际生产中观察，上升不明显，但下降较快，事故发生10S后，虽然给水以1-2 t/s的速度增加，水位仍以1.5-1.7 mm/s的速度下降。 

1.5、锅炉安全门动作和负荷突变后汽包水位变化 

      当锅炉安全门动作或负荷突增时，汽包压力将迅速下降，这时一方面汽水比容增大，另一方面饱和温度降低，促使生成更多的蒸汽，汽水混合物体积膨胀，形成虚假高水位。但是由于负荷增大，炉水消耗增加，炉水中的汽泡逐渐溢出水面后，水位开始迅速下降，即先高后低。当安全门回座或负荷突降时水位变化过程相反。 

2、汽包水位的调整 

2.1、锅炉启动过程中汽包水位的调整 

(1)、锅炉冷态启动，经过高加水侧上水正常后，投人炉底部加热之前，给电子水位计测量筒灌水，使电子水位计能正确显示（冬季要求热工检查伴热带投运情况），防止在启动过程中水位误差过大造成汽包水位保护无法投入和MFT误动事故。 

(2)、锅炉点火后，根据汽包水位的变化和给水泵转速的大小及定排量的大小，连续给锅炉上水，稳定汽包水位（今后机组启动阶段没有特殊安排不得开启省煤器再循环），在启动初期直至并网带负荷50-70MW前，原则上汽包水位手动调整，不得随意投运单冲量自动运行。 

(3)、当汽轮机冲转前关闭高压旁路时，先将汽包水位稳定在较高水位80-100 mm，用点动的方式关闭高压旁路，汽包水位下降较快时，立即停止操作，待稳定后继续操作，直至高压旁路全部关闭，若汽包水位和主汽压力在关闭旁路阶段波动较大，可配合开启对空排汽门，在冲转时逐步关闭。 

(4)、汽轮机升速过临界转速时，产生虚假高水位，应立即降低给水流量，当汽包水位显示值的小数点后第1位数字开始下降时，立即加大给水流量，当该数字再一次开始上升时，立即将给水流量降至平衡值，稳定汽包水位。 

(5)、给水旁路切换至主路过程中，应先适当降低给水泵出口压力，使给水泵出口压力大于汽包压力2-3 MPa左右，然后开启主给水电动门并及时调节给水泵转速，保持给水流量和汽包压力不变，防止水位扰动，在确证主给水管路过水正常，阀门开启到位，水位调节稳定后方可关闭给水旁路门，然后将主给水电动门上锁；在主阀开启后，要牢记只有给水泵转速能调整汽包水位，要及时注意水位变化趋势和给水流量的变化趋势。 

给水主路切换至旁路过程中，应先开旁路调节阀前后电动截止门，待旁路调节阀前后电动截止门全开，旁路调整门开启30-50%后关闭主给水电动门，同时调节给水泵转速和给水旁路调节阀，保持给水流量和省煤器入口压力不变，防止水位扰动；为防止主给水电动门开关中挠动过大，应密切注意给水流量和汽包水位的变化趋势，应及时调整给水泵转速和旁路调整门。 

(6)、负荷大于100MW应尽早启动另1台电动给水泵，机组负荷120 MW时若一台给水泵运行必须停止升负荷，否则将造成缺水停机事故。若一台给水泵维持机组负荷困难，应及时降低机组负荷，必要时停止定排和连排排污，以维持汽包水位，以防发生水位事故。其它各负荷阶段按照汽水平衡调节即可。 

2.2、正常运行中汽包水位的调整 

(1)、正常运行时保持给水压力高于汽包压力1. 5 -- 2. 0 MPa，汽包水位达到+150 mm时自动开启事故放水门；汽包水位降至+100mm时自动关闭事故放水门。 

(2)、给水泵再循环门正常情况下应投入自动，当给水泵入口流量小于150 t/h时超驰开再循环门；再循环门自动位时，入口流量大于420 t/h时逐步自动关再循环；在自动故障的情况下，应密切注意给水泵入口流量，若给水流量低于150t/h未及时强开启再循环门，应立即手动开启，防止给水泵轴向推力过大或给水泵汽化。 

(3)、在任何情况下，水位调节必须有专人负责调节，并且有1台CRT为水位调节专用，不得有其它画面将水位调节画面覆盖，影响水位及给水泵运行工况监视。在正常情况下水位调节应以电子水位计为准，在事故或电子水位计故障情况下应以就地双色水位计为准。 

(4))、给水泵切换前应解列水位自动，进行手动调节；切换过程中水位调节应由一定水位调节经验的人员进行；备用泵启动后应空转检查运行10一30 min，正常后方可进行切换。在进行启动泵与预停泵负荷切换过程中，应保持两个不变，即保持锅炉负荷与给水总流量基本不变。缓慢增加启动泵转速，当启动泵出口压力与待停泵接近，其出口已有少量流量时，降低待停泵转速，使待停泵负荷转移至启动泵，同时增加启动泵出力保持汽包水位正常；在切换过程中，若三台泵同时运行，确证启动泵接带负荷，只要另一台非切换泵正常运行，也可将此泵投入水位自动运行，逐步调整启动泵出力与非切换泵出力一致，然后投自动将两台给水泵并列运行。 

2.3、异常工况汽包水位的调整 

2.3.1 2台泵运行、1台备用，单台给水泵跳闸后汽包水位的调整 

      首先应检查备用泵是否联启，若联启应立即将此泵投入运行；若水位维持困难，此时以适当速度降负荷(一般为20 MW/min)，在汽压开始上升时暂停，应特别注意，降负荷速度不易过快，否则，将造成虚假低水位引起事故扩大；在操作过程中要紧盯汽包水位计显示值的小数点后第1位数字，当水位回升时，应根据水位变化速度减小给水流量，防止给水流量过大造成锅炉满水事故；水位调节稳定后再进行负荷恢复操作。调整过程中应助于给水泵入口流量、压力和再循环开度情况，以防给水泵操作过量掉闸或因给水流量大幅波动引起再循环门开关，从而引起二次水位扰动，造成事故扩大，任何时候要牢记根据给水流量、主汽流量和汽包水位的变化趋势来调整，只要给水流量与主汽流量平衡（偏差小于50t/h）就不会出现大的水位波动。 

2.3.2、2台给水泵运行、1台检修，单台给水泵跳闸后汽包水位的调整 

      此时应立即增加运行给水泵出力。但必须注意给水泵的人口压力和给水泵最高转速，防止给水泵入口压力低跳闸和转速达最高值，造成事故扩大。应注意电动给水泵电流不能超限，直至通过以下操作水位回升：立即停止锅炉所有放水排污；以20 MW/min的降负荷速度将负荷降至120一130 MW，在汽压开始上升时暂停。如掉闸泵具备强合条件，应立即安排启动，投入运行。 

2.3.3、引风机、送风机、一次风机、磨煤机跳闸后汽包水位的调整 

       这是一个炉内发热量急剧减少的过程，根据其变化规律，先低后高进行紧急处理，才能防止发生机组非停。立即解列自动，以最快的速度加大给水量，同时密切监视汽包水位的下降速度，若开始趋于缓慢要适当地减少给水量但不能太多；当汽包水位显示值的小数点第1位数字开始回升时，立即快速降低给水量;当给水量比当时的蒸汽流量低50 t/h时观察汽包水位的变化趋势进行微调，使水位的变化走向缓慢，最终稳定。在事故处理过程中还要牢记，尽可能维持锅炉燃烧稳定，只要燃烧稳定、负荷稳定对汽包水位的影响就会降至最小。 

2.3.4、突然掉大焦和一次风压突升后汽包水位的调整 

       这是一个炉内发热量急剧增加的过程，根据其变化规律，按先高后低进行紧急处理。立即解列自动，以较快的速度减小给水量，同时紧紧监视汽包水位的上升速度，若开始趋于缓慢，要适当地增加给水量但不能太多；当汽包水位显示值的小数点第1位数字开始回降时，立即快速增加给水量;当给水量比当时的蒸汽流量大50 t/h时，观察汽包水位的变化趋势进行微调，使水位的变化走向缓慢，最终稳定。 

2.3.5、锅炉安全门动作和负荷突变后汽包水位的调整 

       当锅炉安全门动作或机组负荷突升时，水位先高后低，实际生产中多数情况下会使机组跳闸，但只要调整得当，可防止事故扩大。这种情况出现时大多汽包水位迅速上升，这时要立即解列自动，快速降低给水泵转速，减少给水量，紧紧监视汽包水位的上升数值。当汽包水位显示值的小数点后第2位数字开始回降时，立即以最快的速度增加给水泵转速至最大，加大给水量，紧紧监视汽包水位的下降数值；当汽包水位显示值的小数点后第2位数字开始回升时，立即快速降低给水量；当给水量比当时的蒸汽流量低50 t/h时，观察汽包水位的变化趋势进行微调，使水位的变化走向缓慢，最终稳定。