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一起高加事故疏水管焊口断裂造成真空低跳机事件

字号+作者:admin 来源:油旋片真空泵 2021年11月28日

本起跳机本来是一次普通的高加泄漏,但后来导致了机组跳闸。由后来的事故分析看,该机组的三号高加之前也频繁泄漏,电厂为减少3号高加事故疏水阀门的泄漏,特意加装了电动隔离...


本起跳机本来是一次普通的高加泄漏,但后来导致了机组跳闸。由后来的事故分析看,该机组的三号高加之前也频繁泄漏,电厂为减少3号高加事故疏水阀门的泄漏,特意加装了电动隔离闸阀;其实,这是个危险的做法,本来漏泄就很频繁,事故事故疏水可起到一定的保护作用,这个闸阀一加,高加满水的可能性增加很多。可以设想,如果没有这个闸阀,当高加水位升高时,事故疏水调节阀逐渐开启,事故疏水管路可能就不会振动这么大,焊口断裂的可能性也会小一点,或许也就没有了这次真空低跳机。当然,设备安装质量的问题是硬伤,早晚会暴露出来。类似的情景偶尔可以碰到:一次普通的设备异常,导致相关联设备的运行状态发生巨大变化,而这个相关联的系统与设备本身有设计或质量缺陷,就会造成了事故的扩大。
材料来源:汽机监督(ID:qijijiandu)
一、事件经过
2019年2月21日,天津某电厂3号机组负荷420MW,高加系统正常投入,疏水逐级自流。
2月21日05:07,运行人员监盘发现3号高加正常疏水调门开度由74%升高到100%,总疏水量约280吨/小时(较对应负荷高加疏水量高约130吨/小时),1、2号高加正常疏水调门开度无变化,判断3号机组3号高加泄漏。3号高加调门开度与疏水流量曲线如下:

注:红色线为3号高加正常疏水调门开度,蓝色线为高加疏水流量。
12:35,准备隔离高加进行查漏工作。操作前1号高加水位-27mm,正常疏水调门开度37%,事故疏水调门开度0%。
12:42:10,关1号高加抽汽电动门至70%。
12:42:26,开1号高加事故疏水调整门前电动门。
12:42:40,1号高加水位由-27mm开始下降。
12:42:43,1号高加事故疏水调整门反馈至106%,指令为0%(操作员站未给开度指令)。
12:42:43,监盘发现主机真空由-99kPa开始快速下降。
12:43:22,DCS软光子报大机真空低-89kPa,备用1号、3号真空泵联启,手动启动2号真空泵(正常真空喷射器运行,真空泵备用状态)。
12:44:44,关1号高加事故疏水调整门前电动门(12:45:15关到位),真空仍持续下降,快速降低机组负荷,并派人就地检查。
12:45:20,真空下降到-79.7kPa,汽轮机跳闸,跳闸首出为“机组真空低”,MFT联锁动作正常。逆功率保护动作联跳发电机,按正常停机执行。
就地检查发现1号高加事故疏水调整门与手动门之间管道焊口处整体断裂,大量水汽喷出,立即隔绝调门后手动门。
12:56:21,调门后手动门关闭后启动真空泵,重新建立真空。
13:04:05,启B磨等离子点火成功。
13:47:27,汽轮机冲车至3000rpm,具备并网条件。
17:37:26,经中调同意后发电机重新并网。
二、原因分析
(一)现场情况
1.系统简介
3号机组于2001年12月18日投产,截至到2019年02月21日累计运行时间约12.5万小时。高加疏水系统正常疏水采取逐级自流形式,由1号高加经2号高加进入3号高加后至除氧器。每级高加均设置事故疏水,并单独进入凝汽器。
2.设备参数
1号高加事故疏水调整门为KENT进口阀门,规格:门体接口直径Ф158mm,调整门后大小头与调整门连接部位尺寸为Ф138mm,壁厚11mm,门后手动门为PN10MPa,DN250mm手动闸阀。为了治理阀门内漏,于2014年1月在6.9米立管处加装了电动闸阀(Z941Y-100DN250mm),至故障点约30米。
断裂部位图片如下:

(二)直接原因
1.从断口情况看,由于门体内径(158mm)与大小头内径(138mm)尺寸不一致,采取插接焊接形式,焊口根部未熔合,焊接质量存在严重缺陷。
2.焊口为基建期间焊接(天津电建),由于焊口质量有重大缺陷,根部整圈未熔,存在裂纹源,在运行期间不断扩展,疏水调门打开,产生水击,导致断裂。
(三)间接原因
1.1号高加电动门与调整门距离较远,阀门打开后,系统冲击力大,管道系统的薄弱点发生断裂。
2.3号高加泄漏频繁,隔离次数多,造成焊口疲劳,强度下降,也是管道发生断裂的原因之一。在3号机组大修中,对3号高加进行更换。
3.管道振动造成1号高加事故疏水调门定位器反馈杆断裂,阀门全开,是造成焊口断裂的间接原因。

注:红色线为凝汽器真空,蓝色线为1号高加事故疏水调门开度。
三、暴露问题
1、隐患排查不到位,历经多次大小修,管道异形连接焊口问题未能及时排查到位。
2、金属监督不到位,金属检测方法不全,虽做了着色探伤,但未发现缺陷,应探索其它检测方式。
3、技改方案论证不严谨,未能考虑加装电动阀门与调门距离远造成管道冲击问题。
4、焊接工作过程管理不到位,未能及时发现焊接结构缺陷。
四、防范措施
1、将调整门前手动门更换为电动门,缩短疏水系统的管道距离,减少阀门操作时对系统的冲击。
2、利用机组检修机会,对高加疏水阀门存在的同类焊口进行割口检查。
3、借助科研院、设备厂家、设计院技术力量,加强技改方案论证工作。
4、对高加疏水系统支吊架及焊口进行检查,及时发现处理存在的缺陷。
5、加强金属监督工作,全过程监督焊接质量。
6、加固事故疏水调门定位器、反馈杆,防止误动。
7、对4号机组相同设备进行检查。
五、责任考核
按照相关制度进行考核(略)。

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