解析300MW机组汽轮机水冲击原因及预防
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摘 要：随着电力建设的不断发展，电厂中大型机组在运行的过程中一旦出现事故就影响整个机组的运行状况。本文对300mw机组发生的汽轮机水冲击的事故进行了分析，并根据多年的经验提出了安全可靠的事故处理方案以及预防措施，进而保证机组安全稳定的运行。
关键词：300MW机组；水冲击；汽轮机；措施
汽轮机的水冲击就是指在机组的运行中冷蒸汽或者水进入到了汽轮机而引起的事故，严重的影响了汽轮机的正常运行。虽然国内外已经采取一些措施去应对该种事故，但是此类事故的发生概率还是很高，一旦出现此类事故，要求锅炉和汽轮机的工作人员立即采取行动，做出果断的处理，避免汽轮机设备受到严重的损坏。
一、汽轮机水冲击的危害
300MW机组汽轮机水冲击主要的危害有以下几个方面：①动静部分碰磨。由于在汽轮机的运行中有水或者冷蒸汽的进入，导致运行状态下的高温金属原件突然遇冷收缩，在这一过程中就会产生很大的热应力和变形，机组内部的金属原件膨胀，导致机组强烈的振动，所以就会在径向的碰磨中产生大轴弯曲的事故。②叶片的损伤及断裂。在汽轮机中如果有较多的水量存在时，就会导致叶片在运行中受到损伤，较长的叶片可能会发生断裂。③推力瓦烧毁。由于汽轮机内部的蒸汽密度较小，而进入到汽轮机的水或者冷蒸汽密度较大，这就导致在喷嘴内与蒸汽的加速度不相同，所以气流不能按照正确的方向进入到动叶通道，就会对动叶周围的背弧造成了冲击，在这种附加的效果下，不仅增强了动叶的制动力，而且还产生了轴向力，提升了轴向推力。但是轴向推力超过常态的十倍以上就会导致乌金烧毁。④阀门货汽缸接合面漏气。同样由于受到水或者冷蒸气的影响，在阀门和汽缸的部位的金属急剧收缩，发生严重的变形，就会导致阀门或者汽缸接合面漏气，影响汽轮机的正常运行。
二、汽轮机水冲击原因分析
电厂汽轮机冷端优化的概念有两个，概念一立足于从汽轮机冷端设备优化热力设计角度，所谓汽轮机冷端优化就是在进行凝汽器热力设计的过程中，在确定汽轮机排气量以及排汽焓等汽轮机热力特性的基础之上，分别从技术角度以及经济性角度进行对比分析，从而将凝汽器压力、冷却水量以及冷却面积的最佳值确定下来；概念二则是立足于汽轮机冷端设备运行方式的角度，以某一机组汽轮机冷端为对象，换句话说，就是在确定了汽轮机冷端设备的前提之下，利用实验法将凝汽器在一定负荷及循环水进口温度条件下的排气压力最佳值以及涉及循环水泵运行方式以及叶片进口角度等内容的循环水量的最佳值确定下来，其中叶片进口角度所针对的主要是能够调节叶片动态的循环水泵。汽轮机低压缸末级组、冷却塔、凝汽器、循环水泵、空气抽出系统以及循环供水系统是发电厂冷端系统的主要组成部分。
1、锅炉方面
①锅炉出现汽水共腾。当锅炉内出现汽水共腾时，水表面产生泡沫，水位会发生波动，在这种情况下不能分清汽水的界限。造成这种事故发生的原因主要是由于压力变化太快。②在机组的启动过程中由于升压太快，或者在停机的过程中降温降压速度太快，使蒸汽降低的温度达到了饱和值，就会在管道内产生凝结水。③锅炉主、再热蒸汽减温水调节不当或者失灵。
2、汽轮机方面
在汽轮机启动的过程当中，由于工作人员的经验欠缺，疏水不净，导致冷水汽进入了汽轮机内，比如针对某厂300MW汽轮机组发生大轴弯曲的事故，主要的原因为：①在汽缸壁温度的记载下，有段时间内汽缸的温差较大，主要是在加热装置中的暖管疏水不充分，导致水或者冷蒸汽进入到了高压缸，而在此时间段内由于机组突然掉闸，使进入到气缸内的水或者冷蒸汽不能够及时的排出去，造成里面的气压不均匀，产生了温差，继续运行下去势必会造成汽缸发生形变，使机组产生振动，发生大轴弯曲的事故。②在冲转的过程中工作人员没有对汽缸的温度进行及时的监控和调整，高压缸进水和冷蒸汽没有察觉，同时汽机跳闸后没有对整个机组进行全面的检查，所以在此启动机组的过程中就会发生机组异常响应，产生振动的状况。③在锅炉的运行当中，出现长期或者短期超温爆管的主要原因包括杂物堵塞以及超温运行。而在这种状况下就容易出现阀门泄露的状况，导致汽缸夹层联箱积水，由于夹层加热装置的特性，暖管加热的时间不是很长，所以就会造成疏水不充分的现象。
3、其他反面
①对再热蒸汽冷端采用喷水进行降温的过程中，由于操作上的不规范或者阀门没有密封，会导致冷水进入到冷段管内。如果机组再次的运行，会将水变为蒸汽输送到汽轮机内，就会产生水冲击的事故。②除氧器满水，这就会造水流溢出，然后经过汽平衡管进入到轴封系统内。③汽轮机会热系统的加热器水位超高，与此同时保护装置出现失控的状态，所以超高的水流会返回汽轮机内，造成水冲击。
三、预防汽轮机水冲击的措施
1、设计方面
①对于疏水管的布置一定要合理，保证蒸汽管道的疏水管不能够与锅炉的任意一个输水管联箱链接，同时在主要的蒸汽管道上的最低点要设置一个疏水点，再热蒸汽管道上的最低点也要设置疏水点，这样才能够避免误操作中冷水进入到锅炉的汽轮机当中。②在设置汽封供汽管的时候能够满足系统的需求即可，不应过长，同时在汽封调节器的前后都要安装疏水管，保证疏水管有足够的流通面积，这样才能够将外界的水全不排出。③在加热器、凝汽器等地方都要安装响应的报警器以及监控器，这样才能够及时跟踪系统运行的状态，一旦出现故障及时的报警。同时遇到事故还能够自动关闭抽汽逆止门。
2、运行维护操作方面
①工作人员在控制机组的启动和停止的过程中，要按照规定不能过快的升温或者加压，同时在整个过程中要保证蒸汽的过热度不能超过80℃。②在安装完蒸汽管道后，还要对该设备进行充分的暖管和疏水，避免温度过低的水进入到汽轮机中。③对加热器以及相应的报警装置要定期的进行检查，并对机组热态启动的前后进行金属温度的记录，如果不在正常的范围之内，就要查明原因并进行及时的处理。④如果汽轮机出现水冲击的现象，应当立即采取停机的处理方式，然后对系统进行仔细的检查，包括机内声音、轴向位移以及推力瓦温等，确保没有问题后，经过充分的疏水就可以重新启动系统。
总而言之，虽然大型机组不断的被使用，但是在实际的运行中还是存在很多的问题。300MW机组在运行的过程中如果机内有异常的声音或者转动摩擦，就要立刻停止工作，揭缸检查。造成汽轮机水冲击的原因有很多，但是最基础的还是要降低误操作给机组带来的不良影响，同时在机组的运行请安做好事前的预防，将水冲击的事故降至最低，使机组安全、可靠的运行，这样才能给企业带来更多的经济效益。
参考文献
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