一次机组启动过程中的跳机事故分析

1事件简述

2017年7月21日09:09,#2机组启动带初负荷80Mw,AB层油枪运行,2B磨煤机运行,主蒸汽压力8.1MPa(81bar）,此时轴封由主蒸汽供汽。

09:10,2B燃油泵跳闸(检查为热偶动作）,2A燃油泵联动,AB层油枪退出运行:手动减负荷,主汽压力由8.1MPa(81bar）降至5.9MPa(59bar）后稳定在6.1MPa(61bar）。

09:23,2A燃油泵跳闸(检查为热偶动作）,就地检查供油的#2燃油罐油位偏低。

09:25,由于主蒸汽供轴封系统压力跌至5.5MPa(55bar）,轴封供汽由主蒸汽切换至辅汽,在此过程中,轴封蒸汽压力跌至0,此时凝汽器压力达到13.5kPa(135mbar）,2A真空泵联动,通知机组操作员现场强制开启主汽供轴封电动门UV001。

09:28,凝汽器压力达19.5kPa(195mbar）,机组跳闸。

2原因分析

2.1本机组燃油系统的构成情况

在机组启动初期,炉膛需要助燃时,本机组的助燃能源依靠燃油提供。全厂共有三个燃油储存罐,单罐容积为2000m3。燃油通过燃油管道连接到燃油泵房的燃油泵入口,通过燃油泵加压至所需油压,再由燃油泵的出口接至炉前燃油站。燃油站设置有燃油过滤器,经过滤后,燃油最后到达油枪处。燃油泵是三螺杆泵,出口压力可达1.9MPa(19bar）,流量为31.26m3/h。每台机组配有两台燃油泵,一台运行,一台备用。

2.2本机组轴封供汽系统的基本组成及切换逻辑

机组真空系统建立的重要前提是汽轮机的轴封已经送汽。该机组在启动过程中增加负荷时,因为机组所处状态不同,所以轴封的汽源可以分为两路:一路是来自机组的辅助蒸汽系统,当机组启动,本单元机组的主蒸汽压力未达到设定值8MPa(80bar）时采用辅汽作为轴封汽源:辅汽管道上依次有两个阀门,靠近汽源侧的是电动阀UV002,其作用为切断汽源,靠近轴封系统的是气动阀PCV011,起到调节作用。另一路来自机组的主蒸汽系统,当本单元机组的主蒸汽压力达到8MPa(80bar）时,便可用本机组的主蒸汽作为轴封汽源为机组的凝汽器建立真空状态提供必要条件:主蒸汽管道上依次也设置有两个阀门,靠近汽源侧,起切断汽源作用的是电动阀UV001,靠近轴封系统的是气动调节阀PCV003。

之所以将轴封汽源分为两路,是因为如此设计在机组启动过程中遇到突发事故时,能够平稳减掉机组所带负荷,还可以尽量避免机组事故跳闸,进而确保机组及其设备的安全。在减负荷过程中,当主汽压力低于设定值5.5MPa(55bar）时,原本由主汽提供汽源的轴封系统切换成由本机组的辅汽系统来提供汽源。

2.3导致事故的原因分析

机组跳闸的重要原因是机组启动初期,B燃油泵运行过程中分别于08:39及08:55连续出现"入口油压低报警"信号,在B燃油泵第二次出现入口油压低报警信号后至切换成A燃油泵运行前燃油泵出口压力一直存在大幅波动,09:13出现燃油炉前压力低报警。运行人员在使用#2油罐过程中没有注意该燃油罐的有效油位已经很低,不能满足正常供油,同时也没有及时留意燃油泵运行状况,没有及时将供油管路转换到#3油罐运行。油罐油位低导致运行油泵及备用油泵相继跳闸,锅炉失去油助燃,迫使机组紧急减负荷,从而诱发此次机组跳闸事件。

机组跳闸的直接原因是轴封系统的蒸汽来源在转换过程中(主蒸汽向辅助蒸汽转换),主蒸汽在辅助蒸汽未完全进入轴封系统、提供所需汽源时就被截止,致使本机组轴封系统的压力失去,短时间里不能恢复,真空压力高导致机组跳闸。

从系统阀门的动作顺序以及逻辑分析可得知:系统阀门动作是按照原设定程序正常进行的,控制逻辑也是正常作用。如图1所示,09:19:33,N0.1线为切换指令(主蒸汽切换为辅助蒸汽）,DCs随即对辅汽电动截止阀UV002发出开指令N0.2线,此时UV002为关闭状态,接到命令后该阀门动作开启。09:19:34,关到位反馈开关N0.3线脱扣动作,阀门往开方向动作。09:22:54,开到位反馈开关N0.4动作,阀门全开。当主汽参数降至5.5MPa(55bar）以下时,辅汽开启且全开成功,在主汽和辅汽同时并列供汽的情况下,轴封压力调节满足要求。在正常的控制逻辑作用下,由于主汽电动门开始快速关闭,主汽供轴封的汽源瞬间切断,而辅汽供轴封的调门跟随能力滞后于电动门,主汽参数比辅助蒸汽高,主汽电动门关闭的影响所占比重相对较大。同时,在主蒸汽参数不断下降的情况下,本体自封的能力不断下降,轴封减温水阀门处于全开状态,导致了主汽供轴封汽源切断后轴封压力瞬间失去,在短时间内不能建立,真空快速下降,最终导致机组真空高跳闸。

3暴露的问题

(1）运行人员没及时根据两次"入口油压低报警"采取相应措施。

(2）对机组启动阶段在低参数的条件下轴封汽源切换过程中系统可能存在的风险认识不足。

(3)机组启动前对消耗品的使用量评估不足,未能切实核查检验实际库存量,存在侥幸心理。

(4)工程及采购分部在燃油运输方式改变后没有及时修编燃料管理标准有关燃油入库验收方式,与其他接口部门的对接工作出现纰漏。

4反措及生产优化建议

(1)加强运行各参数的监视,认真分析报警原因,并及时处理突发事件。

(2)在机组启动初期或低负荷试验中,尽量避免轴封供汽由主蒸汽向辅汽的转换,如特殊情况需要转换,则应做好相应的技术措施,检查供汽管路上的阀门状态正常,可以及时操控到位。远程操控一些重要的阀门时,应安排运行人员在现场监视观察,一旦有远程操控不到位,可以及时现场操作,降低事故风险。

(3)针对轴封系统供汽汽源选择的设定逻辑,研究评估低负荷主汽压力低过5.5MPa(55bar)时仍然保持由主汽供轴封可行性。

(4)机组启动前,对常规的消耗品库存量进行评估,出现异常应以设备安全为重。

(5)鉴于燃油运行方式已经发生变化,应尽快修编燃料管理标准有关进厂燃油的验收与管理内容。

(6)移动办公系统增加机组运行信息,并将备品的库存及消耗加入信息平台,通过信息化平台加强库房管控,配合全厂的机组运行状况做出合理的数据分析,以提高管理的质量和效果,同时方便各部门生产人员及时了解机组运行状态。

5结语

机组启停对于运行人员是最基本的工作,对于最基本的工作不但要掌握其操作规程,还要通过每一次启停去积累经验、总结分析。本文对机组的一次跳机事故进行具体分析,总结所发现的问题,并提出了相应的反事故技术措施。