间接空冷塔扇区全部泄水事故分析

秦 敏

（阳城国际发电有限责任公司，山西 晋城 048000）

1 间接空冷系统简介

某电厂600 MW 空冷机组采用间接空冷系统，其原理为：循环水进入表面式凝汽器的水侧，通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽；受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器的冷却元件(冷却三角)与空气进行表面换热；被空气冷却后的循环水再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，从而构成了密闭循环。

间接空冷系统的空冷塔内设有高位膨胀水箱，用以保持系统内的压力稳定。系统共有8 个冷却三角扇区，分成2 组，每组由1 个旁路阀进行水压平衡控制。每个扇区有22 个冷却三角，冷却水的温度通过冷却塔周围百叶窗的打开和关闭进行控制。

空冷塔拥有完整的自动充排水系统，利用充泄水子组可对扇区进行自动充水和泄水，以满足运行和检修需求。

2 事故经过

事故前设备运行状况：机组协调方式，负荷350 MW，空冷塔1，2，3，6，7，8 号扇区运行， 4，5 号扇区备用，环境温度-8 ℃。

事故当日空冷塔8 号扇区11 号冷却三角2 号散热器热端膨胀节裂缝漏水，计划在13:00 环境温度升高后对8 号扇区泄水检修。

13:15，集控人员启动充泄水子组开始执行8号扇区泄水操作。在8 号扇区供、回水阀全部关闭后，自动开启8 号扇区泄水阀开始泄水，但在规定的时间(5 s)内泄水阀的关反馈信号未消失，DCS发出泄水阀故障信号，充泄水子组判断为泄水失败。为了防止扇区冻坏，充泄水子组重新启动扇区充水步序。由于此时泄水阀关反馈信号仍然存在，充泄水子组在执行扇区充水步序时不再执行关闭泄水阀的命令，直接发出开启供、回水阀的指令。供、回水阀开启，导致8 号扇区供、回水阀与泄水阀同时处于开启状态，循环水系统内的水通过8 号扇区供、回水阀及泄水阀向地下储水箱外泄，空冷塔膨胀水箱水位以及1，2，3，6，7 号5 个扇区直立管水位急剧下降，约在40 s 内全部下降为0。

13:16， 1，2，3，6，7 号扇区因“扇区直立管液位低”保护泄水。空冷塔无扇区运行，循环水温快速升高，机组凝汽器压力快速上涨，最高至36 kPa。为了控制凝汽器压力上升速度，进行紧急降负荷处理，同时进行就地操作对扇区充水。

14:50，空冷塔1，2，3，6，7 号扇区全部充水，凝汽器压力逐渐回降，负荷升至350 MW，投入机组协调。

3 原因分析

3.1 泄水过程泄水阀故障

8 号扇区泄水阀在接到充泄水子组开启命令后开始打开，但泄水阀关反馈信号在5 s 内未消失，DCS 因此判断泄水阀故障，是导致此次事故的根本原因。

正常泄水程序应是：充泄水子组发出关闭扇区供、回水阀的指令，待扇区供、回水阀关反馈全部返回后，子组发出开启扇区泄水阀的指令，待扇区泄水阀开反馈返回后，泄水结束。若子组执行过程中，供、回阀及泄水阀任何一个阀门故障，子组判断泄水失败后自动执行充水程序，以防止扇区冻坏。

正常充水程序应是：充泄水子组发出关闭扇区泄水阀的指令，待扇区泄水阀关反馈返回后，子组发出开启扇区供、回水阀的指令，待扇区供、回水阀开反馈全部返回后，充水结束。若子组执行过程中，供、回阀及泄水阀任何一个阀门故障，子组判断充水失败后自动执行泄水程序，以防止扇区冻坏。

3.2 泄水阀关反馈信号异常

导致8 号扇区泄水阀关反馈信号不能及时消失的原因，可能是阀门轻微卡涩或者是行程开关整定不合适，原有的泄水阀关反馈信号消失设定时间(5 s)不合适。

事故处理结束后，对8 号扇区泄水阀进行开关试验，发现其在接到开启命令12 s 后关反馈信号才能消失，在接到关闭命令2 s 后开反馈信号即可消失，阀门全行程时间约为35 s。

4 防范措施

(1)将8 号扇区泄水阀接到开启命令后关反馈信号消失设定时间由5 s 改为15 s。利用停机检修机会对全部扇区进、出水阀和泄水阀开关信号重新整定。

(2)泄水操作前，将“空冷塔膨胀水箱水位低跳循环泵”保护动作延时修改为30 min。泄水完成后，再将延时时间恢复为原有值。

(3)将扇区直立管液位测量装置由1 个增加为3 个，以保证直立管液位信号的可靠性。

(4)鉴于空冷塔扇区供、回水阀的重要性，根据阀门可靠性现状规定：单个扇区充、泄水操作改为就地手动操作。就地手动操作顺序为：

① 画面上退出该扇区的“充泄水子组”，将该扇区百叶窗全部关闭；

② 将膨胀水箱水位补水到约2 000 mm；

③ 画面上检查扇区进水阀、回水阀在“全开位”，泄水阀在“关闭位”；

④ 联系就地操作人员，确认阀门状态和画面显示状态一致后，将进、回水阀和泄水阀切至“就地”位；

⑤ 通知就地操作人员开始泄水操作；

⑥ 由2 名操作人员同时按动“进、回水阀”电动头上的“关闭”按钮，阀门全关后，检查阀门机械指示在关闭位；

⑦ 按动“泄水阀”电动头上的“开启”按钮，检查阀门打开开始泄水，阀门全开后，检查阀门机械指示在全开位；

⑧ 将回水管道上手动放水门打开，监视放水管水量，待水管全部放完水后操作完成。