摘要：本文通过对锅炉冷段再热管道发生水冲击的实例，总结分析了事故发生的原因、危害和预防措施，对电厂的安全运行有很强的借鉴作用。
关键词：再热冷段 水冲击 高压旁路阀 高旁阀减温水
0前言
近年笔者曾参与几起再热冷段管道水冲击事件的分析和处理，几次事件造成了再热冷段管道碰撞变形和移位、高压旁路阀损坏、支吊架脱落、疏水管焊缝开裂的严重后果，机组被迫停运检修，检修工作包括旁路阀门更换及管道部件抢修等工作，事件造成直接经济损失数百万元。本文分析了此类事故发生的现象和原因，描述了事件的危害程度，总结了事故的预防措施，对防止相关事故的重复发生有很强的借鉴意义。
发电厂300MW-600MW容量等级的锅炉再热冷段管道材质一般为20号碳钢，此类材质作为蒸汽导管时一般限制温度在450℃以下，在锅炉启动和停运过程中，当汽轮机高压旁路阀开启期间，旁路阀减温水要将主蒸汽温度降到360℃后引入再热冷段，实现蒸汽的循环加热。由于再热冷段管道入口与汽轮机高压缸的排汽逆止阀相连，因此安装位置在所有蒸汽管道中最低，稍有操作失误或保护失灵，容易发生再热冷段管道运行中水冲击甚至汽轮机高压缸进水的恶性事故。
常见的主再热蒸汽及旁路系统流程图如下：
1再热冷段管道的水冲击产生现象
再热冷段管道水冲击一般发生在锅炉启动或停止过程中，此时汽轮机高压旁路阀处于开启状态，高旁阀减温水投入运行以控制再热冷段入口蒸汽温度。再热冷段管道发生水冲击的现象有：
1）汽轮机厂房发出巨大的管道水锤音，冷再管剧烈晃动，并伴随着水锤声震动。
2）高旁阀开度波动或增大，减温水阀开度异常，阀后蒸汽温度过低。
3）蒸汽过热度不足，蒸汽压力与温度不匹配，蒸汽中带水。
4）高旁阀前后疏水不畅，疏水器高液位报警，疏水阀未正常开启。
5）高旁阀后蒸汽压力高于高压缸排汽压力，高旁通风阀未完全开启。
6）锅炉房再热冷段管道剧烈晃动，支吊架变形或脱落，蒸汽管道撞击钢梁，疏水管道破裂漏汽等。
7）再热蒸汽入口温度急剧下降，各疏水罐高液位报警。
2再热冷段管道水冲击产生的原因分析
再热冷段管道在运行中发生水冲击的原因是蒸汽管道有积水和水塞现象，当带压的蒸汽流经管道后，蒸汽在水的阻碍下，压力周期变化，管道产生水锤，由此发出震动声音并剧烈晃动。发生再热冷段水冲击的原因是多种因素综合后形成的，分析有如下几种情况：
1）高压旁路阀调整不当，开启速度过快导致蒸汽流速变化，减温水跟踪不及时，蒸汽中带水。
2）高压旁路阀减温水调整不当，蒸汽过热度低，减温水沉积在管道内未及时排除。
3）高压旁路阀后疏水阀未及时开启，或者疏水管堵塞，造成管道积水无法排除。
4）减温水阀门内漏严重，疏水管道无法及时排除积水，导致水冲击。
5）人员误操作，突开高压旁路阀或者未及时关闭减温水，导致管道内蒸汽压力变化过大。
6）再热冷段管道疏水阀未及时开启，或开启失败，导致再热冷段疏水回流，产生振动。
3再热冷段管道的水冲击的危害
再热冷段管道发生水冲击危害极大，主要有以下几点：
1）高压旁路阀作为管道中最精密的设备，通常只能从国外采购，在管道震动中极易造成变形或损坏，直接经济损失人民币近200万元。
2）再热冷段受到水冲击剧烈震动，会造成固定管道的支吊架，阻尼器损坏脱落。
3）作为震动源的再热冷段管道，在失去支吊架固定后，巨大的撞击力会使管道与锅炉钢架发生碰撞，导致管道磨损变形、三通管拉裂、整体变形沉降。
4）再热冷段管道附属疏水管道、减温水管道和测温测压仪表断裂脱落。
5）在机组停运期间，发生再热管道水冲击，可能造成汽轮机高压缸进水，盘车跳闸，大轴弯曲的事故。
4处理方法
发生再热冷段管道水冲击，应立即查找出事故原因，及时进行处理。
1）水冲击发生后，应立即关小高压旁路阀直到0，为防止主蒸汽压力变化过快，应根据情况及时开启主蒸汽向空排汽阀，同时调整锅炉燃料量，必要时停机处理。
2）检查并关小减温水阀开度，提高蒸汽温度。
3）检查并开启高压旁路阀后疏水，加强管道积水的排放量，如果发现疏水管道堵塞，应立即停止机组运行，防止事故的扩大。
4）加强对汽轮机本体高、中压缸金属温度的监视，发现金属温度明显下降时应开启本体相关疏水阀，必要时停运汽轮机。
5）当再热冷段蒸汽温度恢复到正常范围且震动消除时，应就地检查设备是否完好，视情况决定是否停机。
5防止再热冷段管道发生水冲击的措施
预防再热冷段管道发生水冲击的措施主要有以下方面：
1）在机组启停和运行阶段，密切监督高压旁路阀的运行状态，禁止大幅度开关高压旁路阀，防止再热冷段管道蒸汽压力大幅变化。
2）准确调整高压旁路阀减温阀的开度，维持阀后温度在允许的较高范围，避免阀后蒸汽过热度过低，造成蒸汽带水或管道积水。
3）定期对高压旁路阀后疏水阀进行试验，保证疏水阀灵活可靠，疏水管通畅。
4）加强设备维护，防止高压旁路阀和减温水阀门内漏，消防设备安全隐患。
6总结
在电厂热力系统中，保证再热冷段管道安全运行的关键因素是维持再热管道入口蒸汽压力平稳，蒸汽温度有足够的过热度。高压旁路阀承担着再热冷段管道入口蒸汽温度和压力的调整任务，控制高压旁路阀开关速度，严密监视旁路阀减温水的投入量，保持疏水系统通畅，使减温后的蒸汽温度保持在允许的较高值附近运行，能够有效地避免水冲击事故的发生。
参考文献：
[1]《发电厂热力设备及系统》 严俊杰 主编 /2003-09-01 /西安交通大学出版社
[2]《金属材料及热处理（第二版）》罗会昌/欧阳熙/邹茜茜 /2005-05 /机械工业
[3]《上海锅炉厂SG-1913/25.4型锅炉使用说明书》2006-09 上海锅炉厂有限公司
作者介绍：
周兴宏（1974.10.10），性别：男；籍贯：四川资中；民族：汉；学历：本科、学士；职称：工程师；职务：项目管理主任；研究方向：电厂运营；单位：中国华电集团发电运营有限公司；
论文作者:周兴宏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/5
标签：管道论文; 旁路论文; 蒸汽论文; 疏水论文; 高压论文; 温水论文; 生水论文; 《电力设备》2018年第31期论文;