華能某電廠(chǎng)回油窗爆破引起爆燃
一、主要設備情況:
華能某電廠(chǎng)為2×300MW機組,鍋爐為東方鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)制造,型號為D G1000/17.6-Ⅱ,燃煤,亞臨界自然循環(huán)汽包鍋爐;汽輪機為俄羅斯列寧格勒金屬工廠(chǎng)制造,型號為к-300-170-3,亞臨界一次再熱、單軸、三缸三排汽、凝汽式汽輪機;發(fā)電機為俄羅斯列寧格勒電力工廠(chǎng)制造,型號為T(mén)BB-320-2EY3,冷卻方式:水-氫-氫。#1機1996年12月20日投產(chǎn),最近一次大修時(shí)間:1998年12月1日至1999年1月19日;#2機1996年11月30日投產(chǎn),最近一次大修時(shí)間:2001年11月20日至2002年1月2日。
二、事故前工況:
#1機組負荷260MW,#2機組負荷300MW;220kV雙母線(xiàn)并聯(lián)運行,220kV四條出線(xiàn)正常運行,220kV起動(dòng)備用變壓器空載運行;6kV廠(chǎng)用電母線(xiàn)由本機高廠(chǎng)變工作電源供電,其備用電源由220kV起動(dòng)備用變壓器供電,處于熱備用;#1機組循環(huán)水泵A、B運行,#2機組循環(huán)水泵A運行,B泵備用,#1、2機組循環(huán)水泵出口母管聯(lián)絡(luò )門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)。
三、事故發(fā)生、擴大和處理情況:
7:42 運行三值#2機主值班員劉××換盤(pán)后,在#2機監盤(pán)位置上透過(guò)集控室玻璃窗,看到#1機汽機大罩內(#5軸承箱處)內冒煙,且看到火光,立即報告值長(cháng)張××。值長(cháng)張××一邊命令#2機長(cháng)張美貴電話(huà)通知廠(chǎng)消防隊,一邊與#1機長(cháng)李××一起前往現場(chǎng)。值長(cháng)張××跑到#1機大罩擴建端小門(mén)(#5軸承箱處),看到#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油觀(guān)察窗上方,有一個(gè)火焰在燃燒,其火焰高度沒(méi)有超過(guò)#5軸承箱巡檢平臺(高度1.1米),立即轉身拿滅火器準備滅火。此時(shí),一聲爆燃聲,一團火球沖向主廠(chǎng)房屋頂,隨即大罩內壁局部著(zhù)火。值長(cháng)張××和機長(cháng)李××沒(méi)有受到人身傷害。
7:45值長(cháng)張××立即回到集控室,下令#1機緊急停機。#1機機長(cháng)李××手動(dòng)MFT,汽輪機跳閘,發(fā)電機跳閘,廠(chǎng)用電自投不成功,廠(chǎng)用電失去;#1機組循環(huán)水泵A、B失電。#2機機長(cháng)張××在#1機立盤(pán)上準備關(guān)閉#1、2機循環(huán)水泵出口聯(lián)絡(luò )門(mén),發(fā)現操作指示燈不亮。
7:47 #2機主值班員劉××啟動(dòng)#2機備用循環(huán)水泵B成功,6秒鐘后,#2機真空低保護動(dòng)作跳閘,鍋爐MFT,發(fā)電機跳閘,廠(chǎng)用電自投不成功。值長(cháng)張××匯報中調值班員蘇××。
7:48 廠(chǎng)消防隊員趕到現場(chǎng),參加滅火戰斗。同時(shí)廠(chǎng)領(lǐng)導和檢修、運行等部門(mén)的人員很快趕到現場(chǎng),指揮和參加事故處理。
7:50 運行部電氣專(zhuān)工單×檢查發(fā)現220kV220kV起動(dòng)備用變壓器差動(dòng)保護動(dòng)作信號繼電器KH8掉牌,跳閘。電氣值班員江××啟動(dòng)事故柴油發(fā)電機。
7:51 #1機大罩內壁明火撲滅,消防人員保護現場(chǎng)。
7:52 #1機轉速到零,手動(dòng)盤(pán)車(chē)。
7:57 #2機轉速到零,手動(dòng)盤(pán)車(chē)。
8:00 檢修部電氣專(zhuān)工和運行部電氣專(zhuān)工對220kV起動(dòng)備用變壓器本體檢查未見(jiàn)異常,瓦斯繼電器內油質(zhì)正常;#2發(fā)電機故障錄波器錄下啟備變低壓側開(kāi)關(guān)(061和062)電流波形,分析發(fā)現啟備變低壓側電流大,且含較大直流分量, 初步認為220kV起動(dòng)備用變壓器無(wú)內部故障,差動(dòng)保護誤動(dòng)。經(jīng)廠(chǎng)領(lǐng)導同意,暫時(shí)退出220kV啟備變差動(dòng)保護,啟備變試送電成功。
8:15 #1、2機組廠(chǎng)用電恢復。
8:16 #2機投入連續盤(pán)車(chē)。逐步啟動(dòng)輔助設備。
8:31 #1機投入連續盤(pán)車(chē),偏心率55微米(標準小于70微米)。
13:11 #2爐點(diǎn)火。15:30 #2機并網(wǎng),機組運行正常。
4月29日6:20 #1爐點(diǎn)火。4月29日9:15 #1機并網(wǎng),機組運行正常。
(事后核對#1與#2機計算機上時(shí)間相差1分42秒,計算機SOE記錄:#1機組7:44:53跳閘,#2機組跳閘時(shí)間為7:49:19,因此,#2機組實(shí)際跳閘時(shí)間:7:47:37。#1、2機組跳閘時(shí)間間隔2分44秒。)
四、事故原因及擴大原因
1、事故原因:#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗鏡面(φ12)爆破,發(fā)電機內部0.39Mpa壓力的氫氣通過(guò)該回油窗噴射,發(fā)電機氫壓急劇下降,機組手動(dòng)緊急停機。
事故現場(chǎng)勘查發(fā)現與15米汽機運行層平齊的#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗及連接管道,以及相鄰#1發(fā)電機汽側密封瓦空側密封油回油管,均沒(méi)有被火焰燒過(guò)的痕跡,且管道黃色油漆依然清晰;#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗東北兩側#1機#5軸承箱巡檢平臺立面面板有被高溫火焰燒過(guò)的痕跡,但表面發(fā)白沒(méi)有炭化物質(zhì),且其上臺面鋁板被部分熔化;#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗上安裝的照明燈罩依然在該回油窗上,其燈頭及電纜線(xiàn)與油窗上燈座脫離,燈泡破碎;該回油窗鏡面向下,其鏡面上有一個(gè)與該油窗照明燈罩前部形狀一樣的呈三角狀縫隙;該照明燈罩對應燈泡處發(fā)現罩體穿孔;該油窗南側汽機大罩內部連接橡膠密封條(寬10cm)被燒壞,大罩內面局部油漆被燒。
第一個(gè)到現場(chǎng)目擊者運行三值值長(cháng)張××發(fā)現在#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗沒(méi)有爆破前看到其上方有火焰。
根據上述現象分析,事故調查分析認為:由于#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗法蘭先滲漏氫氣,其照明燈具突然故障爆裂引發(fā)明火點(diǎn)燃,氫氣燃燒溫度可以達到2777℃,火焰烘烤到該油窗鏡面(有機玻璃),使其強度下降,在發(fā)電機內部369kPa的氫壓作用下,鼓包頂到已被烤熱的燈罩,燈罩前部的三角形將有機玻璃鏡面烙了一個(gè)三角形的縫隙致使大量氫氣外漏,引起氫氣爆燃,同時(shí)噴濺在汽機大罩內壁上的密封油引起大罩內壁局部燃燒。
2、事故擴大的原因:#1發(fā)電機解列后,廠(chǎng)用電自投過(guò)程中由于備用電源自投裝置的快切邏輯中無(wú)同期鑒定,手動(dòng)緊急停機時(shí),廠(chǎng)用備用電源與母線(xiàn)殘壓非同期,備用進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)合閘時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流(A相6.4KA rms,直流分量12.33KA),加上220kV起備變差保護(帶比例制動(dòng)和涌流制動(dòng))A相定值漂移導致誤動(dòng)跳閘,失去了備用電源,#1機組廠(chǎng)用電中斷。#1機組循環(huán)水泵A、B失電,造成兩機三循泵運行的#2機因單泵運行時(shí)凝汽器循環(huán)水壓力低,低真空保護動(dòng)作跳機,廠(chǎng)用電中斷,釀成全廠(chǎng)停電重大事故。詳見(jiàn)《起備變差動(dòng)保護裝置誤動(dòng)原因分析報告》
五、事故損失情況
事故及處理過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生人身傷害;#1機組設備未損壞,少發(fā)電量約650萬(wàn)kWh;#2機組設備未損壞,少發(fā)電量約216萬(wàn)kWh。
六、暴露問(wèn)題:
1、#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗法蘭面發(fā)生氫氣泄漏,其照明燈具燈泡破碎時(shí)引發(fā)明火,點(diǎn)燃周?chē)鷼錃?,火焰燒?zhù)附近化妝板油漆并引發(fā)煙霧,回油窗被火焰烘烤后鏡面受熱強度下降,管內369kPa的氫氣沖出,形成氫氣爆燃。
2、廠(chǎng)用電快切方式無(wú)同期鑒定,有可能產(chǎn)生較大的沖擊電流;220kV起動(dòng)備用變壓器差動(dòng)保護裝置(俄供 ДЗТ-21Y3型)不可靠,運行中定值發(fā)生漂移,廠(chǎng)用電切換時(shí)220kV起動(dòng)備用變壓器差動(dòng)保護誤動(dòng)作跳閘,廠(chǎng)用電中斷。
3、汽機與發(fā)電機之間的巡檢平臺為整塊鋁板結構,存在死角。在本次事故中,由于#1發(fā)電機汽側密封瓦氫側回油窗鏡面爆破后,溢出的氫氣擴散到巡檢平臺內部的死角,集聚的氫氣發(fā)生爆燃,從而使巡檢平臺臺面爆裂。
4、在事故處理過(guò)程中,運行人員執行三臺循環(huán)水泵供兩臺機組運行方式的安全技術(shù)措施不夠迅速、及時(shí)。
5、運行人員事故處理能力有待提高,事故預想不足。
七、防范措施:
1、立即拆除#1、2機軸承回油窗照明燈具;運行人員和檢修人員使用手電檢查軸承回油。
2、高度重視汽輪發(fā)電機組的漏氫、漏油缺陷管理工作,做到及時(shí)發(fā)現、及時(shí)消除;發(fā)電機漏氫率要達到廠(chǎng)家規定標準。
3、研究制定保廠(chǎng)用電的可行措施,對照有關(guān)標準要求,研究、制定廠(chǎng)用電切換(備用電源自投),確保廠(chǎng)用電切換的可靠性和安全性,將沖擊電流限制在安全的水平內。當一臺機組跳機廠(chǎng)用電自投不成功時(shí),要確保另一臺機組安全運行。
4、220kV起動(dòng)備用變壓器差動(dòng)保護裝置的檢驗周期,由俄羅斯規程規定的3年縮短為1年;每三個(gè)月測量差動(dòng)繼電器不平衡電壓(啟備變帶較大負荷);繼續加強對啟備變等主設備保護的日常巡檢工作;測試差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性。制訂220kV起動(dòng)備用變壓器差動(dòng)保護裝置改造方案。
5、組織研究確保循環(huán)水系統可靠運行的技術(shù)措施,在該措施制定之前,循環(huán)水系統按照單元制運行。
6、在汽機與發(fā)電機之間巡檢平臺臺面鋁板上開(kāi)通風(fēng)孔,防止局部集聚氫氣;現場(chǎng)改造工作應綜合考慮設備運行的安全性。
7、將本次事故編成典型事故案例,教育全廠(chǎng)職工,警鐘長(cháng)鳴。
8、加強運行人員反事故演習和事故預想的培訓,提高運行人員事故處理能力。運行部要總結本次事故經(jīng)驗教訓,制定切實(shí)可行的事故處理預案,并組織演習。