电厂锅炉管系事故案例.ppt
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1、电厂锅炉管系事故案例,一.制造、基建及调试阶段发生的事故,共介绍四例二.机组投入商业运行后发生的事故,共介绍十二例,廿世纪八十年代以来,全国电业安全形势不容乐观。在锅炉、压力容器和管系范畴内发生了不少起严重事故,如结焦、塌焦、除氧器爆破、主汽管和炉外管频繁爆破,还有锅炉断水烧干锅和安全门拒动等。上述事故导致厂房、设备严重损坏并人身伤亡。廿世纪末、廿一世纪初炉外管道和支吊架事故更呈上升趋势。上述典型事故案例供参考、借鉴,以吸取事故教训,举一反三,采取措施,防止同类事故重演,确保电网安全可靠运行。,第一节制造、基建及调试阶段案例一,引进美国CE技术的控制循环汽包炉(600 MW),配置三台锅水循环
2、泵。电机线圈允许承受的最高额定跳闸温度为65(承受的极限温度为120)。,平圩电厂 锅水循环泵电动机线圈烫损事故两例,基建事故案例一 平圩电厂炉水循环泵事故,冷却要求:启动初期,用低温除盐水冷却。压力升至2 MPa后,切换为自身闭式循环。冷却水经过冷却进入电动机腔室,升压后对线圈进行闭式循环冷却。冷却水升压泵的作用是使电动机腔室内的压力能略高于泵体内压力。正常时高温水不会窜至电机腔室内(45)。设备及系统布置见图。,制造、基建及调试阶段案例一,事故概况例一:#1号炉启动调试阶段,过滤器前后压差超过额定值,更换了过滤器滤芯,但未更换端盖钢制垫片。在校验锅炉安全阀时,锅筒内压力升高,导致过滤器端盖
3、法兰泄漏,随即该泵电动机线圈温度突升,线圈烫损。例二:#2号炉投用初,冷却水系统管道上胀管式压力表铜制胀管破裂漏水,造成电动机线圈烫损。,制造、基建及调试阶段案例一,原因分析冷却水系统某一部件发生泄漏,则冷却水系统内除水量减少外,其压力亦会随之下降;当电动机腔室内冷却水压力小于泵体锅水压力时,高温锅水即会窜入电动机腔室,线圈温度瞬间就会升高,直至线圈烫损,绝缘破坏。预防措施凡经拆卸过的钢制齿形垫一律不能重新使用。将易发生泄漏的胀管式压力表更换成可靠的隔膜式压力表。*烫损后,电机修理费要近百万元人民币(多为英国泰勒泵和德国KSB泵),制造、基建及调试阶段案例二,冲管目的:去除炉管内表面氧化物及杂
4、物,清洁炉管,保护汽机。冲管要求:温度要变化、冲管系数1、靶板上不允许有0.8mm的点;此外,0.2 0.mm的点点,0.2mm的点不计。冲管方式:稳压直流炉(以利水动力分配)、降压汽包炉,要保持水位。冲管方法:现多采用一、二次系统串联直接冲洗,其可防再热器干烧,节约能源,缩短冲管时间。冲管时,再热器入口要加集粒器,以收集杂物。300600MW机组冲管费用约100万元左右。,吴泾电厂八期工程蒸汽吹管时损坏再热器水压试验专用门事故,制造、基建及调试阶段案例二,概况 两台600 MW亚临界发电机组,低再入口两侧设计配置两只永久性再热器水压专用门。水压试验时关闭,吹管和运行前开启(手动板式逆止门)。
5、系统 一、二次汽系统串联直接吹洗,基建事故案例二 吴泾电厂吹管事故,事故情况 2000年3月,第一台锅炉吹管。吹管后发现右侧门传动装置与阀体断开脱落,板式门芯因失去锁定力顺气流方向处于开启位置,有了通路,压差降低,另一门仍处于关闭状态未受损。,制造、基建及调试阶段案例二,原因分析 施工单位在再热器水压前手动关闭两只专用门,吹管前无人去操作,故仍处于关闭状态。吹管时,由于蒸汽的冲动力大于阀门传动装置的自锁力,传动装置与门芯脱开,导致门芯自行开启。吹管时发现异常后,试运转指挥组决定将另一只门开启后继续吹管,此乃边界问题分工不明确所造成(吹管属于分系统调试,是安装方负责还是运行调试方负责未明确)对策
6、 明确职责,建立、制定各类操作卡,逐条检查,逐项操作。,制造、基建及调试阶段案例三,华能上海石洞口二厂超临界进口锅炉集箱存在的严重的制造焊接缺陷为两台600 MW超临界机组,锅炉由CESULZER公司供货,部分设备返包国内制造。其主要参数为过热器出口压力25.4 MPa,温度为541/569。89、90年经安装前安全性能检验,两台炉共有50只集箱的短管角焊缝存在严重的焊接缺陷,包括裂纹、未焊透、密集型气孔、夹杂物及焊缝和热影响区硬度偏高。经统计,No.1炉返修率高达80%左右;No.2炉则为30%左右。分别在国内外进行了返修。返修的主要技术关键除焊接工艺之外,还在于预热、焊后热处理工艺和变形的
7、控制。返修后,焊缝经100%UT、MT或PT以及硬度检验,均一次合格。上述问题证实了进行安全性能检验、把好全过程管理第一关,即制造质量关的重要性。,制造、基建及调试阶段案例四,北仑发电厂NO.2炉因基建阶段在高温过热器管内遗留螺栓造成连续二次爆管事故 机组额定出力为600 MW,由加拿大B&W公司制造。96年连续两次发现高温末级过热器泄漏,检查发现二次爆破在相同部位。割管后用内窥镜检查发现管内有一只M16100的螺栓。事故暴露的问题:制造与安装验收把关不严,未认真通球,以致把该螺栓遗留在管内,导致管内蒸汽通流面积减少,使过热蒸汽得不到充分冷却而引起管子过热爆破。防止对策:应认真执行“电建施工验
8、收规范”,做好通球和验收工作。监造时,应确保承压部件和受热面管内无杂物。安装时,对焊口敞开部位应用木塞或铁皮罩封堵。系统封闭前,应重点对减温器等集箱内部用内窥镜做检查。总之,通过严把关、层层把关,该类事故是可以避免的。,第二节机组投入商业运行后发生的事故案例一,概况 上海南市电厂220 t/h的自然循环汽包炉,86年投产,至2000年事故发生日累计运行逾八万小时。00年8月18日,汽机房m标高、汽12-9阀门处主汽管爆裂,即停机、停炉。爆前一3人巡检小组经过事发处,这一“时间差”避免了一次恶性人身伤亡,为恶性未遂事故。,上海南市电厂NO12炉主汽管道焊缝爆裂险酿人身伤亡重大事故,生产事故案例一
9、 南市电厂主汽管爆破事故,事故情况 停机、停炉后检查发现,主汽管道开裂位置在汽12-9阀和三通之间的不等边连接焊缝处,开裂缝靠阀门一侧,已有约4/5圆周开裂。阀门材料为15Cr1Mo1V,规格27328mm;三通材料为12Cr1MoV,规格为323.950mm。,机组投入商业运行后发生的事故案例一,原因剖析(1)熔合线和热影响区金相组织异常,与正常的回火索氏体组织差异大;(2)该区域显微硬度偏高,说明焊后回火热处理工艺措施不完善。(3)布氏硬度偏高,和上一条结果相吻合,说明该部位有较大的脆性,易导致早期脆性开裂。(4)此外,要特别关注支吊架状态(要普查)和管系应力水平(要计算),因这对管道使用
10、寿命和失效方式影响较大。事故后已由上海电力检修公司做了支吊架普查工作,证实支吊架情况基本正常。,机组投入商业运行后发生的事故案例一,教训(1)要按“金属监督规程”(DL4382000)办,其中规定弯头、三通、阀门5万小时后应作检查,直管段则为10万小时检查;(2)事故后分析要到位,除爆破部位母材、焊缝、热影响区的金相、硬度试验外,还要考虑支吊架状态及管系应力;(3)必要时,要对爆口附近焊口进行UT和表面探伤,以利综合分析、评价。,机组投入商业运行后发生的事故案例二山东莱芜电厂NO.2机组主蒸汽管道爆破重大事故,机组容量为125 MW,98年管道爆破时已累计运行了约15.8万小时。该管道设计规格
11、为27325,材质为F11。爆破部位采用的直管规格为27320。爆破导致设备、厂房受到不同程度的损坏。原因:(1)由于爆破管段为薄壁管,且其内表面有缺陷,构成薄弱点,产生应力集中,长期在高温高压下运行导致强度不足。(2)长期运行后金相组织变化,性能下降;且运行已10万小时,未及时安排普查,对薄弱环节更未能跟踪监检。(3)管内壁有蠕变裂源,并向外壁扩展,导致失效爆管。,机组投入商业运行后发生的事故案例二,教训:(1)应禁用薄壁管。已用但暂不能更换的,应限期解决;在暂用期内应采取相应措施和加强监督。(2)对管系弯头、三通、阀门、直管及焊缝(包括热影响区)应按“金属监督规程”及时安排普查,对薄弱环节
12、更应跟踪监检。(3)应考虑支吊架的非设计工况对管道一次弯曲应力的影响,要充分重视支吊架的检验和调整。,机组投入商业运行后发生的事故案例三,北京第一热电厂主蒸汽管联络管和上海吴泾热电厂主蒸汽管的防腐管爆破事故 97年9月和10月上述二厂NO.3和NO.4机先后发生与主汽管相连的小管道(766 mm)的弯头爆破,事故使厂房、设备严重受损,该二台机组至爆破时分别运行了15年和33年。原因:这两起事故均充分暴露了目前金属监督工作中存在的漏洞,即对这类管道重视不够,监督不力,尤其对运行时间已超过设计使用寿命的小管道没及时检修更换。,机组投入商业运行后发生的事故案例三,教训:(1)应举一反三,提出防范措施
13、。应把此类管道与主汽管同样对待,要认真落实责任制,抓好金属监督工作。(2)上述事故后,当时电力部副部长陆延昌曾提出(并有部发文):对此类管道、弯头、三通和阀门,鉴于更换工期不长、费用亦不大,要求运行时间达10万小时的均应结合检修全部更换!(3)更换的部件、管材等应有合格证,更换前要复验。(4)更换时,应严格执行预热、焊接和热处理工艺,焊接热处理工作结束后应进行必要的NDT。,机组投入商业运行后发生的事故案例四,概况 89年8月29日晚,400 t/h炉,低压上水管爆破。,台州电厂NO2炉上水管爆破造成的人身死亡事故,生产事故案例四 台州电厂低压上水管爆破事故,事故情况及原因 上水管二只高压阀门
14、起隔绝作用。由于NO.2炉底部左侧排污节流孔堵塞及两只高压阀内漏,故高压、高温介质经高压上水门倒到低压上水管,加之设计时无疏水泄压和过压报警,导致超压爆破。(阀内漏原因为频繁排污、调停、热胀冷缩、振动、炉侧高温、高压介质冲击等)。,机组投入商业运行后发生的事故案例四,措施:(1)完善设计,高低压系统分开;(2)提高阀门质量;(3)上水完后应关紧、上锁并挂警告牌。(4)全面检查是否还有类似高、低压连接情况。,机组投入商业运行后发生的事故案例五,淮北发电厂NO.2炉紧急事故放水管阀门前管段爆破造成的人身死亡事故 机组容量为50 MW,爆破后因高温高压汽浪冲击,导致一司炉死亡。至爆破时该机组已运行了
15、17年。概况:爆破前,因汽包水位升高,即将给水自动切为手动,仍无效,于是开启事故紧急放水隔离阀,并在盘上开启电动阀放水。稍后水位正常,在关闭隔离阀时,该阀门前管段(设计为766mm)爆破,导致一司炉当场死亡。,机组投入商业运行后发生的事故案例五,原因分析:1直接原因:(1)管道规格和安装工艺不合要求:爆源在薄壁管(764mm)上,焊缝及弯头过多,二焊口间节距150 mm,不同管径和管壁厚度的管道对接时没采用大小头过渡。此外,紧急事故放水管布置不合理,且管系过长。(2)启闭隔离门速度过快。2 间接原因:(1)该厂基建阶段资料因火灾烧毁,故未能按要求移交生产,使运行单位对设备、管系等原始缺陷和验收
16、情况不清楚。(2)该厂对已保温好的炉外管道仅作水压试验而未定期拆除保温作进一步检查,于是原留下的缺陷就成了“被遗忘的角落”,于是,事故的发生就成必然。,鉴于炉外管道爆破频繁发生,现对确保其安全运行提出:一些个人的看法,1所有炉外管道不应存在“被遗忘的角落”,均应被编上号并上档案(并附简单的系统图)。2全面了解炉外管系上存在的超标缺陷。3因76 mm的本体管路电力设计院无具体安装图(只出系统图),故应检查支吊架的安装及管道疏水管坡度是否合理,阀门布置是否便于操作。4要特别重视高低压管路连接的隔绝情况,起隔绝作用的高压阀的质量,所能承受的压力及运行中是否挂警告牌或加锁。5可根据现场实际情况来确定合
17、理的检验周期,应利用大、小修分期分批进行,并把检验的情况登录、存档。切不可因拆装保温的工作量较大而忽略了该项工作。,鉴于炉外管道爆破频繁发生,现对确保其安全运行提出:一些个人的看法,6炉外管道的检验重点:(1)参数较高的部位。(2)管系中形状突变或应力集中的部位,即薄弱环节。(3)经常或可能要操作的部位。(4)人员要经过的部位等。7对高低压系统隔绝阀的操作要特别慎重,应由一人操作,一人监护。开一次门一定要缓慢,以便暖管并减少冲击。不合理的疏水坡度检修时应予更正。8对巡视中发现的管系振动、水击等,应分析原因并及时采取措施。,机组投入商业运行后发生的事故案例六,1.陕西秦岭电厂NO.1机组容量为1
18、25 MW,主汽管材质为F11,规格为27320 mm。至主汽管泄漏停机,该机组累计运行了4.7万小时。泄漏处为主汽管与电动隔离门对接焊缝母材一侧熔合线部位。停机检查发现,由于主汽管恒力吊架安装时弹簧压缩值调整不当,致使泄漏处主汽管轴向合成应力超过了该钢种在运行温度下累计运行了4.7万小时后的断裂应力。,管道支吊架失效引起管道开裂事故,机组投入商业运行后发生的事故案例六,2.上海杨树浦电厂NO.33炉为220 t/h锅炉,主汽管管材为12Cr1MoV,规格为27320 mm。该机组在99年大修检查时发现主汽管开裂,此时距机组投运约22.7万小时。大修检查时,发现焊缝熔合线处严重开裂(共二处)。
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