论热工阀门的安装及操作对电厂安全运行的重要性

朱喜璠，邹 俊，宗志平

（中国电建集团江西省电力建设有限公司，江西 南昌 330001）

0 前言

一台300 MW机组中，热工阀门约二、三千只，它包括一次门、二次门（三阀组）、平衡门、排污门等，虽然热工阀门的安装一般都是按设计施工的，操作看起来也非常简单，但是对一些重要测点的热工仪表阀门，如果从设计到安装，再到操作有一个环节不当的话，往往会给机组的安全稳定运行带来严重的后果。下面就从所承建机组中碰到的一些情况，列举几例热工阀门的安装及操作对机组运行所产生的危险因素作一剖析，并提出相应的解决办法和制定防范措施。

1 现场操作情况和针对问题制定防范措施

1.1 锅炉高温、高压管道热工排污门的操作

1.1.1 事例

某电厂1号机组汽包水位变送器指示失误。

原因分析：汽包水位变送器仪表管的电伴热带烫坏，无法拌热，造成汽包水位变送器“+”、“-”导压管结冻，变送器水位信号输出错误，易造成运行人员误判断。

1.1.2 剖析

汽包水位变送器导压管的伴热带按设计图纸是这样施工的：伴热带夹子一端卡在导压管上，一端卡住伴热带，夹子的材料是硬塑料的，伴热带及夹子的最高承受温度为300℃。由于排污门的操作不当，排污时间又过长，导压管温度不断升高，久而久之造成伴热带夹子烫坏断裂，伴热带失去固定支点，从而贴靠在导压管上，造成电伴热带局部烫坏短路，使伴热装置停止工作。在气温低于零度的情况下，致使导压管内凝结水结冻，汽包水位变送器无法测量到准确水位。

在很大程度上，人们会根据经验（有时甚至是毫无理论根据的经验）处理一些工作。当一台新的发电机组建成后，进入运行阶段，我们常常发现一些专业热工人员，在仪表测量值与当时工况运行参数有误差时，尤其是变送器测量，往往不加分析，就操作排污门对导压管路进行冲洗排污，且排污时间往往较长，这样不仅影响阀门本身的特性、寿命，同时造成导压管道的金属疲劳，而且伴热装置也会不同程度的受到损伤，这些潜在危险因素也就自然而然带入到电厂今后的生产运行。并且这种潜在危险因素，又不易被发现，最终导致事故发生。

1.1.3 防范措施

防冻措施：在仪表管、工艺阀门和管道安装完毕、水压试验合格、并进行防锈、防腐处理后，才可以进行电伴热带的敷设工作，当管路排污冲洗，其表面温度有可能大于电伴热带的最高允许承受温度时，宜采用间隙敷设。硅酸铝隔热棉，以伴热带的安装位置区分内、外保温层。伴热管线上的所有管件（阀门、弯头等）以及伴热带安装附件接口处均需预留一定长度的伴热带，以便维修、更换等工作，仪表管电伴

热施工要求详见表1仪表管保温伴热对照表及图1伴热带与仪表管相对位置图：

表1 仪表管保温伴热对照表

图1 伴热带与仪表管相对位置图

管路冲洗措施：根据参考文献[1-2]等国家颁布的规程条例中都未对高温、高压系统热工测点排污门的排污时间作出具体规定，根据经验认为：缓慢开启一次门，待导压管内充满凝结水后，才可缓慢开启排污门1/2开度进行管路冲洗，待排污口出现“呼、呼、呼”的气体声，有少量蒸汽冒出，快速关闭排污门即可。一般机组在稳定运行时，禁止在高温、高压情况下进行排污。若发现测量值有误差时，可从其他方面查找一下原因或开具工作票将该测点隔离后再处理。

1.2 发电机氢水差压三阀组的安装及操作

1.2.1 事例

某电厂1号机组发电机氢气系统中进入少量定子冷却水，由于氢气系统设计有干燥装置，未造成任何事故。

原因分析：发电机氢水差压压控三阀组平衡门被操作，致使定子冷却水沿氢测导压管进入氢气母管。

1.2.2 剖析

发电机氢水差压压控三阀组按设计施工后，在投入该差压仪表时，由于操作不当，致使少量定子冷却水进入氢管道。

首先我们来看常规差压仪表的投入步骤：第一步先开启三阀组平衡门，第二步打开一次门，第三步打开三阀组二次门，第四步关闭三阀组平衡门。从中我们将不难分析出问题发生的原因：当我们完成差压仪表投入的第一、二、三步时，由于在正常运行工况下，定子冷却水压力为0.38 MPa，氢气压力为0.3 MPa，定子冷却水压力＞氢气压力，定子冷却水势必通过平衡门进入氢侧导压管，最终进入氢气母管，造成氢气湿度增大和该差压仪表不能准确测量真实氢水差压的结果，更为严重的是，若大量定子冷却水进入氢气管，可能造成发电机氢侧进水。

1.2.3 防范措施

由于国家有关规定规范对该系统阀门的安装未作任何要求，设计院在作相关系统设计时，可以考虑在差压开关的安装中，仅设计两个二次门，不设平衡门和排污门；详见图2：

图2 仪表阀门施工示意图

1.3 凝汽器真空排污门的安装及操作

1.3.1 事例某电厂1号机组真空低，造成汽轮机组跳闸。

原因分析：检修人员打开凝汽器真空排污门，使凝汽器真空低低压控动作，造成保护动作，汽轮机组跳闸。

1.3.2 剖析

如何确保凝汽器真空测量准确性，一直是热工专业人员攻关的课题。由于是安装首台300 MW机组，经验不是很丰富，热工安装人员是这样安装凝汽器真空测点的：从凝汽器喉部引测点至仪表箱一扩大管处，所有凝汽器真空压力变送器，压控信号都从这根扩大管上取样，并根据设计图纸在扩大管上安装了一个焊接式排污门。

该机组整套启动期间，运行人员发凝汽器真空变送器信号不准确，就联系热工人员去处理，热工人员判断造成变送器不准的原因肯定是导压管内积有凝结水，于是毫不犹豫地打开排污门进行排污，虽然凝结水是排掉了，但也同时破坏了所有导压管内的真空，结果造成真空低低压控动作，整个汽轮机跳闸，酿成一次误操作停机事故。

1.3.3 防范措施

通过几台机组的不断总结和改进，我们对凝汽器真空测点和设备的安装，有以下几点建议（详见图3）。

图3 凝汽器真空仪表管路安装示意图

1）取消排污门的安装，排污管可接至低于设备布置标高的凝汽器内正常水位线以下。

2）为消除导压管内的凝结水，取样点应低于设备布置标高，导压管向取样点有向下倾斜的坡度，且导压管不应有U形弯，设备安装在导压管最高处。

3）凝汽器真空测量设备如压力表、变送器、压控应分开取样布置，最好一根导压管接一台设备。

4）参考文献[3]中进行了详细论述。

1.4 烟气系统的阀门安装及操作

1.4.1 事例某电厂1号机组炉膛负压低，造成锅炉熄火。

原因分析：运行人员或检修人员打开炉膛负压排空阀，使炉膛负压导压管内积满灰尘，造成炉膛负压低低压控动作，锅炉熄火。

1.4.2 剖析

该机组锅炉设备全部由美国FW公司供货，炉膛压力取源部位设置在燃烧室火焰中心的上部，厂家预留测孔位置，该机组12台炉膛负压变送器及压力开关均设计安装了一只两通阀（即一只二次门，一只排空门），由于检修人员操作不当，误打开排空门，当炉膛内正压运行时，炉膛内灰尘必然会进入导压管，从而导致导压管堵塞，造成炉膛负压低低压控动作，锅炉熄火。

1.4.3 防范措施

炉膛负压测点装设排空门是不合理的，应予以取消，如果由于厂家供货原因使排空门无法取消，针对这种情况，建议将排空阀关死，并挂“严禁操作”警告牌，以提醒操作人员不得打开此排空门，此外还可以加工一些可拆卸的堵头将排空口堵住，以确保机组的运行安全；同时炉膛负压导压管焊口要确保无泄漏，投用之前要对导压管进行压缩空气吹扫干净，用0.1 MPa～0.15 MPa（表压）压缩空气试压无渗漏后降至6 kPa压力进行试验，5 min压力降低值不大于50 Pa，管路及阀门严密性试验合格，从而保证炉膛负压测点测量的准确性，详见图4。

图4 仪表管路安装示意图

2 结语

以上仅仅列举了几个比较重要的事例来说明热工阀门的设计、安装及操作对电厂安全运行的重要性，要想杜绝类似事故的发生，消除事故隐患，必须从热工阀门的设计开始入手并纳入设计安装规范中，该需要的阀门必须安装，不需要的阀门坚决取消，同时对热工专业人员的技术培训应加强，明确每个阀门的操作步骤和方法，切忌乱操作阀门。通过科学的分析和判断，能够最大程度地避免运行期间的事故发生及相关热工阀门的损害。