鍋爐汽包滿、缺水事故案例與分析

1、鍋爐汽包滿、缺水事故案例與分析鍋爐汽包滿、缺水事故是鍋爐運行的惡性頻發(fā)事故。據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)電鍋爐事故統(tǒng)計分析，19821985年的四年期間發(fā)生缺水事故27次，滿水事故45次，每年總有13臺鍋爐因缺水造成水冷壁管大面積損壞?！巴怀鲈蚴撬挥嬍ъ`、指示不正確，引起誤判斷和誤操作，或水位保護拒動”；19861989年的三年間統(tǒng)計上來的汽包滿、缺水事故高達121次，占鍋爐運行責任事故的11.2%。1990年1月新鄉(xiāng)電廠2號鍋爐滿水造成汽輪機軸系斷裂和1997年12月秦皇島熱電廠4號鍋爐缺水造成水冷壁大面積爆破突出反映了鍋爐汽包滿、缺水事故的嚴重性。針對上述情況，國家電力公司于2000年9月28日以國電

2、發(fā)(2000)589號文下發(fā)了防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求，其中增加了第八項“防止鍋爐汽包滿水和缺水事故”，接著又于2001年12月20日以國電發(fā)(2001)95號文印發(fā)了國家電力公司電站鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)配置、安裝和使用若干規(guī)定(試行)。這些文件為防止鍋爐汽包滿、缺水事故發(fā)揮了重要作用。但是，由于這些文件是在原有測量技術基礎上制訂的，因此，各種汽包水位計的測量誤差大和不確定性的問題仍然沒有解決；不投入鍋爐汽包水位保護不許啟動的規(guī)定也無法執(zhí)行；控制和保護獨立性的安全原則也未作規(guī)定等等，再加上有些電廠對上述文件中一些行之有效的規(guī)定沒有真正理解和認真貫徹，因此，近年來滿、缺水事故仍然不

3、斷，有些電廠雖沒有發(fā)生事故，但潛在危險仍然存在，這類重大事故隨時可能發(fā)生?，F(xiàn)在，有的電廠沒有真正理解各種汽包水位測量技術的原理和誤差形成，沒有從改進和完善汽包水位測量技術入手，當各水位計示值不一致時，人為的通過調整差壓水位計零位、修改補償公式等方法，使差壓水位計和云母水位計間保持一致，這樣不僅有可能把很多潛在的導致測量誤差的安裝因素掩蓋了。而且，帶傳統(tǒng)單室平衡容器的差壓式水位計和云母水位計在偏離汽包額定壓力時誤差變化的方向是相反的，因此之間的偏差會愈來愈大，再加上云母水位計在偏離零水位時還會產(chǎn)生附加誤差。這常常導致在低參數(shù)時運行人員無所適從，甚至產(chǎn)生誤判斷。從事故統(tǒng)計分析，汽包滿缺水事故50%

4、以上發(fā)生在機組啟動過程中。啟動過程中水位測量誤差大，各水位計間示值不一致是其根本原因；正因為如此，過去許多文件和規(guī)定要求“鍋爐水位保護未投入，嚴禁鍋爐啟動”。但是，過去的一些測量技術無法確保啟動時汽包水位測量的可*性和準確性以及投入水位保護的安全性，因此，實際上大多沒有投入，從而增大事故的危險性?，F(xiàn)在列舉部分鍋爐汽包滿、缺水事故(異常)的案例，以便從中吸取教訓和啟示，正確理解電力行業(yè)熱工自動化標準化技術委員會在修訂上述文件基礎上制訂和頒發(fā)的火力發(fā)電廠鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)技術規(guī)定(DRZ/T01-2004)。1  案例一：參比水柱管不恰當拌熱和低水位保護定值離最低量程裕量小導

5、致嚴重缺水爆管事故1997年12月16日秦皇島熱電廠4號爐(1025t/h)高壓加熱器保護動作。由于高壓加熱器旁路電動門連接鍵脫落，導致出口水門關閉，而旁路門未打開，致使鍋爐給水中斷，汽包嚴重缺水，實際水位降至-400mm以下。此時，就地雙色水位計(量程+200-200mm)見不到水位，電極式水位計(量程+300-300mm)最后一個燈(-300mm)顯示綠色，三臺差壓水位計顯示(量程+400-400mm)卻停留在-320-330mm之間，因差壓水位計輸出達不到保護設定值(-384mm)，故低水位保護信號一直未發(fā)，保護拒動。汽包水位計量程小和測量誤差大是造成汽包水位低保護拒動，事故擴大的主要原

6、因。該爐雖有3種水位計，但當水位變化到-300mm以下時，就地水位計和電接點水位計已失去了監(jiān)視作用，差壓式水位計的量程雖然可以達到-400mm，低水位保護定值也在其量程范圍內，但由于參比水柱溫度變化造成的誤差而使實際水位低于-400mm后，水位計仍停留在-328mm左右小幅度波動。其原因分析如下：根據(jù)DCS組態(tài)，差壓式水位計壓力補償計算是在平衡容器下參比水柱溫度假設為50的情況下進行的，但是，由于該廠不確當?shù)貙⒈人懿扇×吮匕锜岽胧率箿囟冗h高于設定值，經(jīng)測試約升至130，受此溫度影響，可使水位虛高108mm左右，因此，當汽包水位降到水位計量程下限值(-400mm)及以下的嚴重缺水情況

7、下時，水位計就始終停留在上述范圍內不變化了，從而導致保護拒動。詳情參見附件四。2  案例二：一臺變送器泄漏，影響另外兩臺變送器指示偏高，導致低水位保護拒動2002年12月×日，河南省×電廠一臺1025 t/h鍋爐，因一臺變送器損壞泄漏，噴射到相鄰的兩臺汽包水位變送器上，使這兩臺汽包水位變送器的指示偏高，引起給水自動減少，汽包嚴重缺水。由于汽包水位保護信號也取自這幾臺變送器，因此，低水位保護也拒動。幸虧運行人員分析判斷正確，手動MFT停爐，雖未釀成重大爆管事故，但已造成爐水循環(huán)水泵嚴重汽蝕。3  案例三：電極式水位計一次門泄漏，導致鄰近

8、差壓水位計平衡容器壓力下降以及參比水柱溫度升高而引發(fā)缺水事故2002年11月×日，安徽省某電廠3號爐(1025t/h)電極點水位計一次門泄漏，使鄰近兩個差壓水位計的平衡容器壓力下降以及參比水柱溫度升高。導致水位指示不正常升高，控制系統(tǒng)接受錯誤信號，不斷減少給水流量，造成嚴重缺水。由于汽包水位保護信號也取自這兩個差壓變送器，因此，低水位保護也拒動。幸虧運行人員發(fā)現(xiàn)2個電極點水位計均顯示無水，經(jīng)多方面判別后，確認已缺水，及時手動MFT，才避免一起重大事故，事后檢查發(fā)現(xiàn)，爐水循環(huán)水泵已經(jīng)汽蝕(爐水循環(huán)水泵差壓低停爐保護也未動作)。4  案例四：差壓水位計排污門檢修后，無

9、法立即投入，強制信號時有誤，導致滿水事故2004年2月2日，河南省某電廠一臺爐的兩臺測量汽包水位的差壓變送器排污門泄漏，消缺處理后，因單室平衡容器參比水柱形成和正、負壓管溫度平衡需要一段時間，故將該兩變送器至控制器的信號強制在一個確定值(8mm)，在此期間，由于運行人員誤把自動調節(jié)信號切為該兩信號的“平均”模式，因水位設定值為18mm，于是給水指令連續(xù)增加給水量，最終導致汽包滿水，幸虧運行人員及時發(fā)現(xiàn)，手動MFT停爐，事故未進一步擴大。5  案例五：汽包壓力補償參數(shù)設置有誤，造成汽包滿水、主汽帶水2004年6月1日，河南省某電廠根據(jù)國家電力公司發(fā)布的電站鍋爐汽包水位測量系統(tǒng)

10、配置、安裝和使用若干規(guī)定(試行)要求，改進原有單室平衡容器，并取消連通管，參比水柱高度由原來的860mm擴大到1130mm，在修改DCS組態(tài)時，對水位測量和壓力補償參數(shù)修改有誤，導致差壓水位計的測量誤差隨汽包壓力升高而加大，電極點水位計和云母水位計顯示水位已達+300mm(實際還要高)，汽包已滿水，但三個差壓水位計顯示分別為-99.5mm，-82.4mm，-166mm，滿水保護不動作，控制系統(tǒng)不斷增大給水流量，幸虧運行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)給水流量比蒸汽流量大260t/h，并看到電極式水位計和云母水位計均顯示滿水，手動打閘停機，雖已造成汽包滿水，主蒸汽帶水和汽溫急劇下降，但事故沒有進一步擴大。6  案例六：啟動時水位計不正常，導致嚴重缺水爆管事故1982年7月25日，山西省某電廠2號爐(670t/h)啟動過程中，負荷60t/h，壓力1.21.8Mpa，差壓水位計不能正常投入，電極式水位計測量筒水臟顯示不正常，*司水聯(lián)系，因未能準確報告水位，導致鍋爐長時間缺水，燒壞246根水冷壁管，構成重大損壞事故。7 案例七：長期低水位運行導致蒸汽品質惡化，連續(xù)排污作用喪失山東省某廠2臺美國Foster Wheeler公司2020t/h鍋爐，由于汽包水位測量儀表誤差，使鍋爐長期處于低水位