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1、发电设备事故分析与预防 刘俭教授级高级工程师Tel010 8358396313910887757Emaillj81589 1 主要内容 1 事故分析预防理论概述2 发电厂典型设备事故分析与对策3 设备事故的预防 2 1 事故分析预防理论概述 1 1事故学理论是安全科学理论体系的基础1 1 1工业发展史就是与事故作斗争的历史从简单的事故分析到系统安全工程 从事后型的 亡羊补牢 到预防型的本质安全 从事故致因理论到安全科学原理 3 1 事故分析预防理论概述 1 1 2牢固树立事故是可以预测预防的观念生产事故的发生虽然有其突发性和偶然性 但事故是可以预测 预防和控制的 我们相信 除人力不可抗拒的自然
2、灾害外 通过我们的努力 所有事故都应当可以预防 任何隐患都应当可以控制 4 1 事故分析预防理论概述 1 2事故预防理论的发展1 2 1事故学理论以事故为研究对象1 2 2危险分析与风险控制理论以危险和隐患为研究对象1 2 3安全科学原理以安全系统为研究对象 5 1 事故分析预防理论概述 1 3发生事故的原因人类从事的生产过程都是利用能量作功的过程 一旦能量失控 就可能引发人身或设备事故 因此生产系统存在固有危险 事故的直接原因 人的不安全行为机 物 的不安全状态环境的不安全因素事故的间接 根本 原因 安全管理不到位 管理 6 1996 1 19北京西部停电事故简介 245MW 50MW 16
3、0MW 4MW 7 事故直接责任者 肇事吊车 需移动的汽车 1996 1 19北京西部停电事故简介 8 1996 1 19北京西部停电事故简介 1 事故直接原因 人的不安全行为 违章操作 吊车碰线物的不安全状态 电网结构薄弱电厂全停保厂用电问题220kV开关缺陷低周减载容量不足通讯电源消失等等环境的不安全因素 电网运行环境恶劣 外力破坏严重 2 事故间接 根本 原因 施工管理 电网管理 设备管理等等均不到位 9 1 事故分析预防理论概述 1 4设备事故的特点设备寿命周期内故障变化规律 浴盆曲线 第一阶段 故障初发期第二阶段 故障偶发期第三阶段 故障频发期设备是基础人员是根本管理是关键 事故的原
4、因有技术问题也有管理问题 主要是管理问题 有设备问题也有人的问题 主要是人的问题 管理问题和人的问题集中反映了领导者的管理思想问题 10 1 事故分析预防理论概述 1 5电力设备事故分类根据事故影响电力系统正常运行和社会正常供电的严重程度或者直接经济损失的数额等情形 事故等级分为特别重大事故 重大事故 较大事故和一般事故 特别重大事故 造成1亿元以上直接经济损失的 重大事故 一次减少出力占电网负荷12 以上 或者装机容量1800兆瓦以上的发电厂 因一次故障造成全厂对外停电 或者造成5000万元以上1亿元以下直接经济损失的 11 1 事故分析预防理论概述 较大事故 1 装机容量1200兆瓦以上1
5、800兆瓦以下的发电厂 因一次故障造成全厂对外停电 2 发电机组因一次故障造成非计划停运时间超过45天 3 供热机组装机容量200兆瓦以上 装机数量2台以上的热电厂 在当地人民政府规定的采暖期内 发生全厂对外停止供热且持续时间36小时以上 4 造成1000万元以上5000万元以下直接经济损失的 12 1 事故分析预防理论概述 一般事故 1 装机容量600兆瓦以上1200兆瓦以下的发电厂 因一次故障造成全厂对外停电 2 发电机组因一次故障造成非计划停运时间超过30天 3 供热机组装机容量200兆瓦以上 装机数量2台以上的热电厂 在当地人民政府规定的采暖期内 发生全厂对外停止供热且持续时间24小时
6、以上 4 造成300万元以上1000万元以下直接经济损失的 13 1 事故分析预防理论概述 1 6安全工作应该以什么为中心 是以事故控制为中心还是以风险预控为中心 是以减少事故为目的还是以安 健 环为目的 个人观点 安全工作应该以风险预控为中心 以安全健康环保为目的 原因 理念 以人为本 风险预控 方法 关口前移 超前控制 现实 事故标准差异 信息不畅 14 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 1锅炉事故2 1 1炉膛爆炸炉膛煤粉化学爆炸 三要素 同时存在 l 炉膛内积存高挥发份的煤粉与空气积存 含氧量 16 如 点火前炉膛内燃料积聚过多 炉膛漏风严重 炉膛灭火保护装置故障或退出运行等 2
7、煤粉与助燃气体混合浓度达到爆炸浓度范围 3 炉膛内有足够的点火能源产生明火 炉膛物理爆炸 1 炉内大面积承压部件爆破引发炉膛外爆炸 2 炉膛压力 送吸风机联锁保护拒动引发炉膛内爆炸 15 2 发电厂典型设备事故分析与对策 对策 1 防止煤粉爆炸 三要素 在炉膛内同时存在 2 制定防止锅炉灭火放炮的措施 并严格执行 3 确保锅炉燃烧监控装置 FSSS 正常运行 4 加强燃煤的监督管理 对燃煤应逐批分析 合理调用燃煤比例 5 严格执行锅炉运行操作规程 6 当炉膛已局部灭火 濒临全部灭火及全部灭火时 严禁投油助燃 当锅炉灭火后 要立即停止燃料供给 严禁用爆燃法恢复燃烧 重新点火前必须对锅炉进行充分通
8、风吹扫 以排除炉膛和烟道内的可燃物质 16 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 1 2炉内 四管 爆漏受热面管壁超温运行 磨损造成承压管壁减薄 管内化学腐蚀或管外高温腐蚀 膨胀受阻 管壁被拉裂泄漏 材质不良或错用钢材 焊接质量缺陷 吹灰器疏水不畅造成冷激龟裂泄漏 汽水品质恶化 水冷壁结垢 造成管壁腐蚀 过热 安全阀失灵造成超压 17 2 发电厂典型设备事故分析与对策 对策 1 锅炉在设计 制造 安装时应严格执行相关标准 2 加强管理 制定完善的操作规程并严格执行 严禁超温运行 3 加强设备的检测与维修 确保安全阀 压力表 水位表炉管测温元件和其他安全装置的完好运行 4 承压部件管材在购置 安
9、装及检修时严把质量关 5 安装先进的炉管泄漏检测自动报警装置 以提前发现泄漏点 并采取有效接施 防止承压部件爆漏事故的扩大 6 严格控制锅炉汽水品质 18 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 1 3炉外汽水管道 阀门 联箱 管座爆漏主蒸汽再热汽管道故障爆漏 承压设备管道热疲劳漏泄 管道 管件焊口有裂纹 夹渣 管道疏水不充分 发生水击 材质不良或错用钢材 管壁厚度不符合要求 19 2 发电厂典型设备事故分析与对策 对策 1 对采用特种耐热合金钢材的管道设计和管材的定货 验收 制造 存放 安装 焊接 热处理和探伤检测要求严格 2 在施工 维护 检修中严格执行金属监督规程 材料在使用前应查验合格证
10、及材质化验单 材料在存放时 应进行分类保管 避免混淆 防止错用 3 及时发现泄漏点 采取有效措施 防止承压部件爆漏事故的扩大 4 合理设计管道支吊架 保证管道足够的膨胀裕度 5 经常检查个管道膨胀情况 并做好记录 并定期对记录分析 发现问题 及时采取对策处理 20 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 1 4汽包满 缺水事故汽包水位计失灵 水位保护拒动 给水调节系统故障 运行人员疏忽大意 处理不及时 对策 1 锅炉汽包应配备2套就地水位表和3套差压式水位测量装置 2套就地水位表中的1套可用电极式水位测量装置替代 2 锅炉汽包水位的调节 报警和保护应分别取自3个独立的差压变送器进行逻辑判断后的信
11、号 并且该信号应进行压力 温度修正 21 2 发电厂典型设备事故分析与对策 3 每个水位测量装置都应具有独立的取样孔 不得在同一取样孔上并联多个水位测量装置 以避免相互影响 降低水位测量的可靠性 4 锅炉汽包水位保护的设置 整定值和延时值随炉型和汽包内部部件不同而异 具体数值由锅炉制造厂负责确定 各单位不得自行确定 5 锅炉汽包水位的监视应以差压式水位测量装置显示值为准 6 差压式水位测量装置进行温度修正所选取的参比水柱平均温度应根据现场环境温度确定 并且应定期根据环境温度变化对修正回路进行设定 7 锅炉水位保护未投入 严禁锅炉启动 8 加强运行人员应急处理能力培训 22 2 发电厂典型设备事
12、故分析与对策 2 2汽轮机事故2 2 1油系统火灾管道 阀门 法兰等破裂泄漏 油档 轴承箱渗油 漏油遇高温管道 汽缸体或电火花 明火 对策 1 设计安装方面 汽轮机油系统管道应尽可能装在蒸汽管道下方 管道的连接少用法兰 螺栓 尽可能使用焊接 2 使用套装油管路 抗燃油 3 法兰严禁使用胶皮垫 塑料垫 或其它不耐油 不耐高温的垫料 4 加强热力管道的保温 保温层外应加装白铁皮 5 汽轮机主油箱应装设事故放油门和事故油箱 6 加强管理 严防外来火种 采取防静电措施 7 消防措施齐全 配置足够的消防器材 并保持厂房内通道畅通 23 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 2 2汽轮机超速调速系统未能维
13、持汽轮机在正常转速下运行 调速系统故障门杆卡涩 汽门不严 转速超过危急保安器动作值 保护未动作 电超速保护拒动 机组转速表等重要监视仪表显示不正确或失灵 发电机汽轮机靠背轮螺栓断裂 引起汽轮机超速 试验人员误操作 24 2 发电厂典型设备事故分析与对策 对策 1 调节系统具有良好的静态特性和动态特性 2 各种超速保护均应正常投入运行 3 机组要在有效监视转速手段的情况下 如转速表 运行 4 加强汽轮机油的油质监督 5 加强汽水品质的监督 6 定期进行调节保安系统的试验 包括保护装置试验 阀门严密性试验和关闭试验等 保护装置应迅速准确动作 主汽阀 再热主汽阀 调节气阀 抽汽逆止阀应保持严密 7
14、严禁正常停机时机组带负荷解列 8 新投入的机组必须进行甩负荷试验 25 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 2 3汽轮机轴系断裂汽轮机严重超速 汽轮机进水或汽温突降 轴承强烈振动 振动跳机保护未投入 转子存在严重材质缺陷 联轴器螺丝松动或螺栓发生断裂 发电机非同期并列 轴系失稳 通流部分严重损坏 26 2 发电厂典型设备事故分析与对策 对策 1 机组的保护装置 如超速保护 胀差和串轴保护 低油压保护及轴承和轴的振动超限跳机保护 汽轮机进水保护等均应调试正常投入运行 2 转子应按规程规定定期进行检查 包括转子表面 中心孔探伤 金相探伤等项 3 新机组安装时必须对转子等进行探伤检验并确保各联轴器
15、螺丝的紧固和配合完好 4 新机组投运前应对焊接隔板的主焊缝进行认真检查 5 防止发电机非同期并网或由电气设备及其系统引发的激振和汽轮机轴系引发共振 6 设计轴承失稳转速 125 工作转速 7 汽轮机内 外缸和上 下缸金属温度测点应准确齐全 27 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 2 4大轴弯曲机组振动 冷 热态启动控制不当引起机组振动 大轴晃动 轴向位移 胀差 低油压和振动保护未正常投入 机组重要仪表未投或不正常 高压缸上 下温差超过50 主蒸汽温度低 过热度未达到50 启 停机未按规定投入盘车装置 汽轮机进水或进冷汽 转子局部受到急剧冷却 汽缸和轴承箱滑销系统卡涩 人员未执行规程而操作失
16、误 28 2 发电厂典型设备事故分析与对策 对策 1 设计制造汽轮机时 要保证机组结构合理 动静间隙合适 疏水装置完善 2 安装检修时 按要求调整汽封间隙 3 机组要有良好的保温措施 4 严格按照运行规程进行启停操作 加强对振动 胀差 轴向位移等的监测保护装置必须投用 5 严格做好防止汽轮机进冷 热 汽 冷 热 水的措施 及时疏水 6 机组的膨胀 大轴晃度 轴或轴承振动 轴向位移 汽缸壁温等设置测点和测量表计 工作要正常 指示要正确 7 转子在不转动情况下 禁止向轴封供汽和进行暖机 29 2 发电厂典型设备事故分析与对策 2 2 5汽轮机轴瓦烧损汽轮机推力轴承过负荷 润滑油温过高 润滑油压降低 润滑油油质不合格 致使轴承油膜破坏 机组在振动不合格的情况下运行 转子接地不良 轴电流击穿油膜 油系统切换时发生误操作 使轴瓦断油 油泵工作失常 或厂用电中断 30 2 发电厂典型设备事故分析与对策 对策 1 防止汽轮机发生水冲击和通流部分发生动静摩擦 防止轴向推力过大或转子异常振动 2 加强润滑油运行参数的监测 并保证油净化系统的正常工作 3 油系统切换时防止发生误操作 4 轴封系统正常工作
