因辅机定期切换试验导致机组异常停运事件分析报告

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某电厂1号机组异常停运事件分析报告

机组编号	1号机组	停机时间	5月20日18:19:40
设备简况： 1号机组汽轮机为上海汽轮机厂生产的N300－16.7/538/538型，中间再热、高中压合缸、双缸双排汽、单轴反动、凝汽式汽轮机，2016年通流改造后，H156机型改为Q156型。锅炉为上海锅炉厂生产的SG1025/18.3－M845型亚临界控制循环锅炉。发电机为上海电机厂生产的QFSN-300-2型发电机。DCS系统为艾默生公司OVATION过程控制系统。热力系统设计有一套主路除氧器水位调阀和一套旁路阀，主路管阀包括1个气动调节阀(COPES-VULCAN，型号26-lcv-72-c2pc)及其进出口手动截止阀，旁路管阀仅安装1个电动球阀(常州电站辅机总厂，型号zb40-18/20)。正常运行时主路进出口手动截止阀、旁路球阀保持全开，通过凝泵变频器频率控制除氧器水位。
事前工况： 1号机AGC控制方式，负荷280MW，制粉系统1A、1B、1C、1D、1E运行，汽动给泵1A、1B运行，电动给水泵备用，凝泵1B变频运行，除氧器水位调及调旁均开足，除氧器水位依靠凝泵1B变频调节，除氧器水位2450mm，凝泵1B变频频率37.6Hz。机组运行参数正常。
事件经过及处理： 5月20日17:59分，1号机负荷280MW，按照电厂辅机定期切换试验要求，执行凝泵1A定期试开工作，将凝泵1B变频切至手动，投入除氧器水位调自动调节除氧器水位。运行人员手动缓慢增加凝泵1B频率至42.2 Hz，除氧器水位调自动关小至28%，除氧器进水流量由653t/h上升至826t/h，除氧器水位上升至2586mm。 18:06:06分，运行人员手动关闭除氧器水位调旁以控制除氧器水位。 18:06:27分，除氧器水位调自动关至20%。 18:06:41分，除氧器水位最高达到2624mm后快速下降，凝结水流量由827t/h快速下降，除氧器水位调自动快速开启，运行人员立即手动提高凝泵1B频率至50Hz，开除氧器水位调旁，但除氧器水位调旁无法开启；除氧器水位继续下降，运行巡检人员赶赴就地手动开除氧器水位调旁（未开启）并检查除氧器水位调状态，发现除氧器水位调阀杆脱落；运行监盘人员手动工频启动凝泵1A，同时将机组切BASE，快速减负荷，手动拍停磨煤机1E、1A，总煤量由137t/h减至最低75t/h，机组负荷由280MW减至最低130MW，期间除氧器水位持续下降。 18:17:05，除氧器水位降至1498mm，5s后小机A/B保护跳闸（定值1500mm），除氧器水位缓慢回升。 18:18:51，除氧器水位升至1580mm，手动启电泵1C，维持汽包水位。 18:19:40，汽包水位降至-308mm，机组跳闸（定值-300mm），横向连锁动作正常，厂用电切换正常；首触为“汽包水位低”。 机组跳闸后，电厂立即组织进行故障分析及抢修工作，重新连接除氧器水位调阀杆，除氧器水位调旁试开正常，机组于5月20日21:28点火,于23:42并网。
原因分析： 1号机组跳闸的直接原因是1号机组除氧器水位调阀杆脱落，在除氧器水位调旁关闭的情况下，除氧器水位低导致两台汽动给泵跳闸，进而触发汽包水位低MFT保护条件，机组跳闸。 1)除氧器水位调阀杆脱落原因：电厂1号机组配置的除氧器水位调为COPES-VULCAN，型号26-lcv-72-c2pc，设计通径8”（DN200mm）,气动头为上进气（失气开），凝结水管道通径为DN300mm，阀门水流方向为上进下出。阀杆为M19*2mm，阀杆依靠调节螺母、调节螺母紧固螺钉及法兰盘固定，调节螺母调整好行程后，由M5mm内六角螺钉锁紧。故障发生后，检查阀杆及调节螺母螺纹完好无损，由此表明，除氧器水位调阀杆脱落，是由于在阀门前后压差较大的情况下，阀门节流，在水流动力的作用下，形成旋转力，克服了螺母及紧固螺钉的紧力，在凝泵试开试验过程中，旋转脱落。见附图2、3、4、5。 2)除氧器水位调旁关闭后无法开启的原因：故障后对除氧器水位调旁检查及动作试验未见异常，分析为在除氧器水位调阀杆脱落关闭的情况下，除氧器水位调旁关闭后，造成除氧器水位调旁前后产生较大压差，作用于阀芯，靠手动和电动均无法开启，导致在事故抢救中，无法开启除氧器水位调旁。
暴露问题： 1.检修管理不到位。1号机组于2016年底进行了B+级检修，该阀门进行了解体检修，从故障情况看，修后除氧器水位调的调节螺母及紧固螺钉的紧固度不够，检修工艺及质量验收存在问题。 2.设备管理不到位。除氧器水位调阀杆脱落，说明调节螺母及其紧固螺钉存在松动的情况，阀杆在旋转力作用下松动无监视手段。 3.技术管理不到位。除氧器水位调及除氧器水位调旁在均关闭的情况下，由于前后压差作用无法开启除氧器水位调旁，该问题在技术角度未提前进行分析和预判，存在技术疏漏；从除氧器水位调旁电动头参数看，原阀门电动头选型偏小。 4.隐患排查不到位。为汲取兄弟电厂教训，江苏分公司2017年组织开展了关于对重要设备定位销、连接螺栓进行隐患排查的工作，我厂虽然组织了排查，但未排查出除氧器水位调阀杆调节螺母及其紧固螺钉存在松动的情况，隐患排查不够细致和深入。 5.人员培训不到位。检修人员对调节螺母及紧固螺钉的重要性及其危害程度认识不足，缺乏对工艺的检查和验收。运行人员对凝泵试开定期工作的危险点分析不足，应急处理能力不强，导致故障情况发生时未第一时间准确判断故障点。
防范措施： 1.进一步梳理检修文件包，对重要设备定位销、连接螺栓的检查、验收完善质量验收点，在检修时进行逐级验收。 2.对全厂同样结构的调门阀杆调节螺母及其紧固件开展全面检查和复紧，并增加阀杆及紧固件的相对位置标识，将对该标识的内容完善至巡检要求中，加强对阀杆位置的巡查，完善对重要调门故障的应急处理预案。 3.在除氧器水位调旁前后增加平衡管路及平衡门，消除压差较高情况下无法开启除氧器水位调旁的问题；更换除氧器水位调旁电动门（增大力矩），对全厂电动门力矩及限位参数进行比对核查。 4.深入开展重要设备定位销、连接螺栓隐患排查工作，尤其是定位销及连接螺栓松动将导致重要后果的设备，进行仔细的排查和整改。 5.加强人员培训，检修人员深入学习电厂机械设备内部部件的结构，分析部件失效可能导致的后果。运行人员对定期切换的各项操作进行危险点分析和评估，进一步完善操作票中的事故预想。

附件1：电厂1号机组凝结水系统图

附件2：故障时除氧器水位调状态图                     

附件3：连接阀杆后除氧器水位调状态图

附件4：除氧器水位调阀门结构图（一）

附件5：除氧器水位调阀门结构图（二）

附件7.故障跳闸过程曲线图

来源：火电资料收集