除氧器进汽母管逆止门故障造成机组跳闸的原因分析与控制措施

纪晓明

（国家能源集团华北电力有限公司廊坊热电厂，河北廊坊065000）

0 引言

目前350 MW超临界机组均设置除氧器作为锅炉给水热力除氧装置，以确保给水品质符合机组需求，防止受热面腐蚀。机组在降负荷或甩负荷过程中，除氧器易发生闪蒸，产生大量饱和蒸汽，使得除氧器内部压力高于四抽供汽压力，蒸汽从除氧器内向四抽反向流动，若四抽至除氧器进汽母管逆止阀阀板脱落，关闭不严，除氧器内闪蒸的饱和蒸汽就会返至四段抽汽管道，造成四抽供小机用蒸汽品质下降，小机出力不足，造成给水流量低，引发锅炉MFT。

1 设备概况

某厂一期工程采用2×350 MW供热机组，汽轮机为超临界、单轴、一次中间再热、双缸双排汽、抽汽、湿冷、凝汽式汽轮机，型号为C350-24.2/0.4/566/566；设置八段抽汽，其中四段抽汽经两道抽汽逆止门后，为小汽轮机和除氧器提供工作汽源。

除氧器采用内置卧式除氧器，其加热蒸汽有四段抽汽和辅助蒸汽两路汽源，四段抽汽为正常运行汽源，辅助蒸汽为机组启停时的备用汽源。四段抽汽和辅助蒸汽均是送入除氧器水箱水面以下的蒸汽排管进行混合加热，以实现二次除氧效果。两路汽源进汽母管均设有逆止门，直接接至除氧器顶部的汽侧空间，作为一级防护保护。除氧器正常跟随机组滑压运行，其启动初期由辅汽加热，正常运行中由四段抽汽与三号高加正常疏水共同加热。

给水泵组系统设置一台100%容量的汽动给水泵，无备用泵运行，一台30%容量的电动给水泵，且两个机组共享一台电动给水泵，只作为机组启停时使用。给水泵小汽轮机汽源由三路构成：辅汽供小机调试用汽、四段抽汽至小机正常供汽和冷再至小机高压供汽。机组正常运行的工作汽源来自主机四段抽汽，备用汽源来自再热器冷端蒸汽，启动汽源为辅汽联箱供汽。

2 事故经过

事故机组运行情况如图1所示，事故机组在AGC方式下正常运行，机组负荷300 MW，单台100%容量汽动给水泵运行正常，A、B、D、E磨煤机运行，汽动给水泵汽源为本机四段抽汽，再热冷段至小机的高压汽源电动门开启（高压汽源热备用），来自辅汽联箱的小机调试用汽电动门关闭（自动关闭后，运行人员再次手动校验），辅汽联箱汽源为本机四段蒸汽。

某日21：52接调度令机组跟踪AGC指令降负荷至175 MW，降负荷速率7 MW/min。

22：07负荷降至233 MW，除氧器水位2 378 mm。除氧器压力与四抽压力出现偏差，之后有增大趋势。

22：08负荷降至214 MW，除氧器水位2 381 mm。四抽至除氧器进汽温度346 ℃，此时四抽供除氧器蒸汽温度开始骤降。

22：12：27负荷降至189 MW，除氧器水位2 406 mm，四抽至小汽机蒸汽温度365 ℃，小机进汽温度348 ℃，小机前汽缸金属壁温281 ℃，此时四抽供小机蒸汽温度及小机进汽温度开始骤降，汽泵转速、小机进汽流量、四抽压力开始波动。

22：12：51四抽逆止门2全关信号返回，此时四抽压力0.503 MPa，四抽供除氧器蒸汽压力0.538 MPa，压差0.035 MPa。

22：14：22负荷降至175 MW。给水流量550 t/h，小汽机转速4 281 r/min，LCV开度33%，小机进汽压力0.51 MPa、温度193 ℃，小机前汽缸金属壁温256 ℃，LCV开度明显变大，除氧器水位2 421 mm。

22：14：50给水流量364 t/h，小汽机转速4 127 r/min，LCV开度97.8%，汽泵再循环联开，切换阀联开。小机进汽压力0.46 MPa、温度176 ℃，小机前汽缸金属壁温224 ℃。

22：14：55锅炉MFT动作，首出“锅炉给水流量低”信号，大联锁动作正常。

3 原因分析

机组在降负荷过程中，四段抽汽压力严格按照滑压曲线下降，而除氧器由于容积较大，压力变化相对缓慢，除氧器发生闪蒸，产生大量饱和蒸汽，使得除氧器内部压力高于四抽供汽压力，蒸汽从除氧器内向四抽反向流动，此时，除氧器进汽母管逆止门和汽侧平衡管逆止门应正常运行，处于全开状态，使除氧器内蒸汽通过平衡管进入四抽供汽管道，四抽供汽压力与除氧器内部压力相平衡。而本次事故中，四抽至除氧器进汽母管逆止阀阀板脱落，未能有效关闭，使得除氧器内闪蒸的饱和蒸汽返至四段抽汽管道，造成四段抽汽母管逆止门2关闭，四抽供小机用汽进汽温度骤降，进汽压力下降，小机出力不足，造成给水流量低，引发锅炉MFT。

4 控制措施

（1）控制负荷变化速度不宜过快，降负荷过程中，根据机组设备参数变化及时调整负荷变化率。

（2）在四抽供除氧器电动门与逆止门之间加装温度测点，运行值班员将该测点与逆止门与除氧器之间的温度测点作为日常运行调整的重点监视测点。

（3）在机组甩负荷或快速减负荷时，密切监视“四抽至除氧器进汽温度、压力”“四抽至小汽机蒸汽温度”的变化趋势，发现异常时及时稳定机组负荷，采取控制措施。

（4）增加声光报警“除氧器入口蒸汽温度下降”：当“四抽至除氧器进汽温度”与“四段抽汽温度”偏差超过20 ℃触发报警。增加声光报警“除氧器入口蒸汽压力上升”：当“四抽至除氧器进汽压力”与“四段抽汽压力”偏差超过0.015 MPa触发报警。以上声光报警作为重要判断依据。

（5）在机组减负荷过程中，当声光报警“除氧器入口蒸汽温度下降”发出、声光报警“除氧器入口蒸汽压力上升”发出或“四抽至除氧器进汽温度”测点下降达20 ℃（据减负荷时初始温度下降达20 ℃）时，应立即稳定负荷；若“四抽至除氧器进汽温度”测点仍持续下降达25 ℃（据减负荷时初始温度下降达25 ℃），应立即增加10 MW机组负荷，观察温度是否回升；若温度仍下降，继续升负荷直至温度回升。

（6）日常运行维护调整中，对逆止门经常进行检查、维护，保证其动作可靠性。

（7）利用停机停备或检修期，对四抽至除氧器逆止阀进行解体检查，更换可靠性高的阀门。

5 结语

本次事故中除氧器进汽母管逆止阀阀板脱落，造成湿蒸汽反流，导致小汽轮机蒸汽焓降下降，机组出力下降。本文通过对上述事故的分析，从运行监视角度提出了几点措施，通过初期的监视、运行调整，在降负荷时，加强对四抽至除氧器温度和压力、小汽轮机进汽温度和压力等参数监视，一旦出现异常，及时提高负荷，提高四抽压力，以防止蒸汽闪蒸反流事故的发生。本文提出的运行控制措施，旨在将事故隐患遏制于初期，尽可能避免机组非停。