热力设备水冲击的原因分析及防范措施
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汽轮机水冲击的危害及预防汽轮机是一种常见的一种能源转换设备,它通过燃烧燃料产生的高温高压气体来驱动涡轮旋转,从而产生机械能。
在汽轮机的运行过程中,特别是在燃气发电厂等工业领域中,其内部的水冲击问题十分常见。
本文将详细介绍汽轮机水冲击的危害以及预防措施,以提高设备的安全性和可靠性。
首先,我们来了解一下水冲击的定义。
汽轮机水冲击指的是在汽轮机内部,由于某些原因导致大量水蒸汽或水液进入机组,与燃气混合产生爆炸性的冲击力。
这种冲击力会给汽轮机的设备和构件带来严重的损坏,同时还可能引发爆炸事故,给人员和设备带来巨大的安全隐患。
那么,水冲击带来的危害主要有哪些呢?首先,由于水冲击产生的冲击力非常大,可能会导致汽轮机发生机械断裂、涡轮叶片破裂等严重的机械故障。
这些故障可能会导致设备停机、损失产能,甚至需要进行大规模的维修和更换。
其次,水冲击还会产生高温高压的冲击波,这会导致机组中的管道和容器发生爆炸,造成严重的人员伤亡和财产损失。
此外,水冲击还可能污染汽轮机的传热、传质和流体系统,降低设备的热效率和可靠性。
为了预防汽轮机水冲击的发生,需要采取一系列的预防措施。
我们可以从以下几个方面进行思考和实施。
首先,制定严格的安全操作规程。
操作人员在操作汽轮机时应该遵循严格的操作规程,包括正常启停机和异常情况下的操作流程。
操作人员应该掌握汽轮机的运行原理和各个部件的功能特点,能够快速应对各种异常情况并采取相应的措施。
其次,加强设备维护和监控。
定期对汽轮机进行维护保养,并进行必要的故障诊断和故障预测。
通过检查润滑、冷却和密封等系统的正常运行,及时发现并解决可能引起水冲击的潜在问题。
同时,通过安装适当的防护装置来减少或防止水冲击的发生。
这些装置包括水蒸汽过热器、凝汽器、泄放水器和疏水系统等。
水蒸汽过热器可以将过热水蒸汽冷却成饱和水蒸汽,减少水冲击的可能性。
凝汽器可以将蒸汽冷凝成水,并排出系统。
泄放水器和疏水系统能够及时排除产生的冷凝水,减少水冲击的风险。
300MW机组汽轮机水冲击的现象、原因及处理?现象:1、主、再热汽温急剧下降并报警.2、汽轮机上下缸温差增大并报警.3、汽轮机或蒸汽管道内有水击声,机组或蒸汽管道振动加剧.4、负荷波动且减小,差胀减小,轴向位移增加,推力轴承温度升高.蒸汽管道法兰、阀杆、汽缸结合面、轴封等处冒白汽或溅出水滴.5、盘车状态下盘车电流增大原因:1、汽包满水或蒸汽流量突增过大产生汽水共腾.2、锅炉燃烧调节不当或失控.3、锅炉主、再热蒸汽减温水调节不当或失灵.4、机组启动时暖管疏水不彻底或疏水不畅通.5、加热器或除氧器满水倒入汽轮机内.6、轴封汽系统疏水不畅,积水或疏水进入汽缸.7、主蒸汽或再热蒸汽温度指示失常.处理:1、发现主蒸汽或再热蒸汽温度不正常下降时,应立即核对有关表计,确认汽温真实下降.2、确认机组发生水冲击,应立即破坏真空紧急停机.3、运行中主蒸汽或再热蒸汽温度突降超过规定值,应立即破坏真空紧急停机.4、主蒸汽或再热蒸汽温度不正常下降时,应加强对汽轮机上、下缸金属温度及温差的监视,当下缸温度比上缸温度低41.7℃时,应开启汽轮机本体所有疏水阀及主蒸汽、再热蒸汽管道疏水阀;当下缸温度比上缸温度低55.6℃时,应打闸停机.5、检查汽机本体及有关蒸汽管道疏水阀打开,充分进行疏水.6、查明并彻底消除水冲击的原因或隔离故障设备.7、正确记录并分析惰走时间,及时投入连续盘车,测量大轴弯曲,倾听机内声音.如惰走时间、推力轴承温度、轴向位移、差胀、振动、上下缸温差均正常,机内动静之间未发生磨擦及异音,在消除水冲击原因并对本体、主再热蒸汽管道及抽汽管道彻底疏放水后,可联值长重新启动.8、如发生水冲击,轴向位移、推力轴承温度超限、惰走时间明显缩短或机内有异音、动静部分发生磨擦,应揭缸检查.9、汽轮机盘车中发现进水,必须保持盘车运行一直到汽轮机上下缸温差恢复正常.同时加强汽轮机内部声音、转子偏心度、盘车电流等的监视.。
汽轮机水冲击的危害及预防汽轮机水冲击,即水或冷蒸汽(低温饱和蒸汽)进入汽轮机而引起的事故,是汽轮机运行中最危险的事故之一。
此类事故在国内外时有发生,会造成严重后果,因而要求锅炉和汽机运行人员予以高度重视。
一旦发生此类事故,必须正确、迅速、果断地处理,以免造成汽轮机设备的严重损坏。
1水冲击的危害1.1动静部分碰磨汽轮机进水或冷蒸汽,使处于高温下的金属部件突然冷却而急剧收缩,产生很大的热应力和热变形,使相对膨胀急剧变化,机组强烈振动,动静部分轴向和径向碰磨。
径向碰磨严重时会产生大轴弯曲事故。
1.2叶片的损伤及断裂当进入汽轮机通流部分的水量较大时,会使叶片损伤和断裂,特别是对较长的叶片。
1.3推力瓦烧毁进入汽轮机的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多,因而在喷嘴内不能获得与蒸汽同样的加速度,出喷嘴时的绝对速度比蒸汽小得多,使其相对速度的进汽角远大于蒸汽相对速度进汽角,汽流不能按正确方向进入动叶通道,而对动叶进口边的背弧进行冲击。
这除了对动叶产生制动力外,还产生一个轴向力,使汽轮机轴向推力增大。
实际运行中,轴向推力甚至可增大到正常情况时的10倍,使推力轴承超载而导致乌金烧毁。
1.4阀门或汽缸接合面漏汽若阀门和汽缸受到急剧冷却,会使金属产生永久变形,导致阀门或汽缸接合面漏汽。
1.5引起金属裂纹机组启停时,如经常出现进水或冷蒸汽,金属在频繁交变的热应力作用下,会出现裂纹。
如汽封处的转子表面受到汽封供汽系统来的水或冷蒸汽的反复急剧冷却,就会出现裂纹并不断扩大。
2水冲击的原因及预防2.1锅炉方面(1)锅炉蒸发量过大或不均,化学水处理不当引起汽水共腾。
(2)锅炉减温减压阀泄漏或调整不当,汽压调整不当。
(3)启动过程中升压过快,或滑参数停机过程中降压降温速度过快,使蒸汽过热度降低,甚至接近或达到饱和温度,导致管道内集结凝结水。
(4)运行人员误操作以及给水自动调节器的原因造成锅炉满水。
2.2汽轮机方面汽轮机启动过程中,汽水系统暖管时间不够,疏水不净,运行人员操作不当或疏忽,使冷水汽进入汽轮机内。
汽轮机、锅炉等水冲击的产生原因及预防措施水冲击产生的原因:1、锅炉方面(1) 锅炉蒸发量过大或不均,化学水处理不当引起汽水共腾。
(2) 锅炉减温减压阀泄漏或调整不当,汽压调整不当。
(3) 启动过程中升压过快,或滑参数停机过程中降压降温速度过快,使蒸汽过热度降低,甚至接近或达到饱和温度,导致管道内集结凝结水。
(4) 运行人员误操作以及给水自动调节器的原因造成锅炉满水。
2 、汽轮机方面汽轮机启动过程中,汽水系统暖管时间不够,疏水不净,运行人员操作不当或疏忽,使冷水汽进入汽轮机内。
如某厂一台200 MW汽轮机组启动过程中发生大轴弯曲事故,其原因为:(1) 根据汽缸壁温记录,从09:49:00汽机冲转开始高压上下缸温差开始拉大,到09:59:00达到42℃,结合运行人员操作情况综合分析认为:夹层加热装置暖管疏水不充分,开机投夹层加热时高压缸进水或冷蒸汽,而机组此时又突然掉闸,使继续进入汽缸的水或冷蒸汽不能及时被较高温度的蒸汽带走,造成上下缸温差增大,汽缸变形,导致动静碰磨,机组振动,大轴弯曲。
(2) 冲转过程中没有及时监视到汽缸温度以及上下缸温差的变化,没有及时发现高压缸进水或冷蒸汽;汽机跳闸后没有全面检查,没发现缸温已超标,就再次挂闸冲转,且升速过快,没有及时发现机组振动异常增大。
(3) 在机组停运状态下由于阀门泄漏而使汽缸夹层联箱积水,而运行人员提前投入夹层加热装置,且夹层加热系统暖管至投夹层加热的时间较短,造成夹层加热系统暖管疏水不充分。
3 、其他方面(1) 再热蒸汽冷段采用喷水减温时,由于操作不当或阀门不严,减温水积存在再热蒸汽冷段管内或倒流入高压缸中,当机组启动时,积水被蒸汽带入汽轮机内。
(2) 汽轮机回热系统加热器水位高,且保护装置失灵,使水经抽汽管道返回汽轮机内造成水冲击。
(3) 除氧器发生满水事故,使水经除氧器汽平衡管进入轴封系统。
(4) 启动时,轴封管道未能充分暖管和疏水,也可能将积水带到轴封内;停机时,切换备用轴封汽源,因处理不当使轴封供汽带水。
汽轮机水冲击与处理分析
摘要:
汽轮机是一种重要的能源转换设备,在其运行过程中,可能会受到水冲击等异常情况的影响,进而导致设备的故障和安全事故。
本文旨在对汽轮机水冲击进行详细分析,并提出相应的处理方法。
首先,文中介绍了水冲击的概念、原因和类型。
然后,对汽轮机在受到水冲击时的可能影响进行了分析,并对可能导致的故障模式进行了介绍。
接着,本文针对不同类型的水冲击提出了相应的处理方法,包括增加抗水冲击能力的设计改进、安装水冲击防护设备以及制定应急处理措施等。
最后,本文总结了水冲击处理的重要性,并提出了未来研究的方向。
1.引言
1.1背景
1.2目的
1.3研究方法
2.水冲击的概念及原因
2.1水冲击的定义
2.2水冲击的原因
2.3水冲击的分类
3.汽轮机受水冲击影响分析
3.1水冲击对汽轮机的影响
3.2水冲击引起的故障模式
4.汽轮机水冲击处理方法
4.1设计改进
4.1.1确定关键部件
4.1.2增加材料强度和密封性能4.1.3优化流体力学设计
4.2安装水冲击防护设备
4.3制订应急处理措施
4.3.1停机检查
4.3.2清理水分
4.3.3检查设备损坏
4.4培训和意识教育
5.汽轮机水冲击处理的重要性5.1设备安全性
5.2维护成本
5.3生产效率
6.未来研究方向
7.结论
附录:案例分析,相关图表
请注意,以上仅为一个大纲示例,实际撰写过程中可能需要根据具体情况作相应的调整和补充。
另外,具体的分析和处理内容应根据已有的研究和实际经验进行,以提高文档的内容完整性和可信度。
一、水击现象及其危害当水或汽等流体在压力管道中流动时,当遇到突然关闭或开启阀门,水泵突然停机或启动,温度急剧变化时,流体的流动速度会发生突然变化,由于流体的惯性和压缩性,引起管道中流动的流体压力发生反复的、急剧的周期性变化,这种现象称为水击(或水锤)。
发生水击现象时管道内压力会有一个急剧的升高,其数值可能达到正常工作压力的几倍甚至数十倍,使管壁材料及管道上的设备及附件承受很大的压力,并伴随着管壁的扩张和收缩,发出强烈的振动和噪音,有如管道受到锤击的声音。
同时,高频交变应力作用在管壁上,加之强烈的振动和流体的冲击,会使金属表面打击出许多麻点。
如果此时管道系统存在缺陷,则有可能对管道或热力设备造成破坏,导致事故的发生。
所以水击不仅增加流体的流动阻力,而且也严重危及到管道系统及有关设备的安全运行。
特别是大流量、高流速的长管中以及输送温度高、压力大的水泵中更为严重。
电厂中常见的管道水击现象多发生在蒸汽管道、给水管道、循环水管道、疏水管道等汽水管道中,但在蒸汽、给水管道中发生水击现象时具体现象有所不同,相应的处理防范措施也有所不同。
二、蒸汽管道的水击与防范处理1、常见蒸汽管道的水击现象及特征在热力发电厂中水击现象最容易在蒸汽管道中发生,以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍:(1)蒸汽管道由冷态备用状态投入运行,因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足;或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时,管道比较容易发生水击。
如蒸汽管网供暖和停暖时。
(2)汽轮机或锅炉负荷增加速度过快,或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故,使蒸汽带水进入管道。
(3)运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足,在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下,漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中,在一定时间后,管道将发生水击。
蒸汽管道发生上列水击现象时,主要的现象是管道系统发生振动,管道本体、支(吊)架及管道穿墙处均有振动,水击越强烈振动也越强烈;二是管道内发出刺耳的声响,但不同情况下的水击时发出的声响各有特点,如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响;而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声;停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。
水冲击的原因及防范2006-10-12 19:26:15 作者:来源:互联网浏览次数:955 文字大小:【大】【中】【小】1 水冲击产生的机理水冲击又称水锤,是由于蒸汽或水突然产生的冲击力,使承载其流动的管道或容器发生声响和震动的一种现象。
水冲击是工质在管道流动不畅的情况下产生的。
电厂中的水冲击大多是由于蒸汽管道积水或疏水不畅而形成空气塞、水塞障碍,以致高速蒸汽不能顺畅通过,于是蒸汽冲击这些水塞,从而发出巨响和强烈的震动,甚至造成设备的严重损坏。
< AN lang=EN-US>2 水冲击的危害性< AN lang=EN-US>水冲击事故是电厂的大敌,轻则引起管道的强烈震动,重则破坏管道的支吊架,拉裂管道弯头焊接口,若水冲击事故发生在汽轮机内部,其造成的危害将更大:损伤汽轮机叶片,冷水冲击热态汽轮机会使汽缸、大轴产生巨大的热应力,直接导致汽缸和转子发生变形、弯曲,出现或扩展裂纹,严重损害汽轮机,甚至导致整台机组报废。
< AN lang=EN-US>(1969年,美国西屋公司生产的机组有7台汽轮机发生12次水冲击事故,6次造成严重损坏,需整体返修)3 水冲击事故一般较容易发生在再热器冷段< AN lang=EN-US>蒸汽管道发生水冲击的前提条件是管道形成水塞。
造成水塞的原因一方面是因为积水,另一原因是疏水不畅。
< AN lang=EN-US>a、积水:< AN lang=EN-US>1)#2高加水位失调、水位高疏水倒灌;2)高压旁路减温水门关不严、误开或失控;3)再热减温水失控;4)主再热器蒸汽管道在暖管过程中,暖管不充分,操作过快,大量蒸汽遇冷凝结成水积于管道中;b、疏水不畅:< AN lang=EN-US>(1) 疏水管道堵塞或疏水阀故障(如阀芯脱落);(2) 疏水口安装过高,未安装在管道的最低点;(3) 疏水管径过小;(4) 疏水阀前后压差过小;(5) 疏水管出口与其他高压疏水管连接时高压疏水倒灌至低压疏水管。
什么是水冲击及如何防止水冲击?答:水冲击又称水锤,是由于蒸汽或水突然产生的冲击力,使承载其流动的管道或容器发生声响和震动的一种现象。
水冲击是工质在管道流动不畅的情况下产生的。
电厂中的水冲击大多是由于蒸汽管道积水或疏水不畅而形成空气塞、水塞障碍,以致高速蒸汽不能顺畅通过,于是蒸汽冲击这些水塞,从而发出巨响和强烈的震动。
预防:机组启动时,一定要对主再热汽管道充分疏水。
冲转时蒸汽参数的选择至少要有50℃的过热度,且要高于缸温最少50℃。
启动时轴封蒸汽的温度要与缸温相对应,充分疏水,防止轴封母管带水。
正常运行中严密监视汽包水位和过热汽温的自动调节,发现不正常是及时切至手动调节,防止由于汽包满水和减温水量过大造成气缸进水。
正常运行中确保高旁减温水隔离门关闭严密。
正常运行中对各加热器和除氧器水位重点监视,利用停机机会进行水位试验,确保可靠。
定期对汽机防进水保护进行试验。
4.简述锅炉结焦的危害。
答:1,结焦会引起过热汽温升高,并导致过热汽温、再热汽温减温水开大,甚至会招致汽水管爆破;结焦会使锅炉出力降低,严重时造成被迫停炉;结焦会缩短锅炉设备的使用寿命;排烟损失增大,锅炉效率降低;引风机消耗电量增加;由于结焦往往是不均匀的,因而水冷壁结渣会对自然循环锅炉的水循环安全性和强制循环锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响。
2.结焦易成灰渣大块,使捞渣机、碎渣机运输困难,有时会过载跳闸,严重时使渣沟受堵,不得不降负荷运行。
3.结焦若熔合成大块时,因重力从上部落下,导致砸坏冷灰斗水冷壁。
低负荷会因掉大块焦而引起燃烧不稳甚至熄火。
4.若造成水冷壁全部结焦时,只有停炉进行人工清焦。
5.锅炉的大焦块掉在捞渣机后,瞬间产生大量的水蒸气,破坏捞渣机的水封,同时使炉底漏入大量冷风,造成燃烧器区域(尤其是下排燃烧器区域)煤粉火焰着火状况的严重恶化,使炉膛负压产生剧烈波动(超限)而引起锅炉灭火。
5.锅炉紧急停炉条件有哪些?答:MFT达动作条件而拒动作。
汽轮机发生水冲击原因分析及事故处理汽轮机是热电站中的重要设备,其主要功能是将热能转化成机械能,进而驱动发电机发电。
在汽轮机的运行过程中,若发生水冲击,急剧增大的压力和惯性力会对汽轮机造成破坏,严重的时候甚至会导致爆炸。
因此,汽轮机发生水冲击是热电站安全运行中需高度重视的问题,本文主要针对汽轮机发生水冲击的原因进行分析,并介绍事故处理措施。
一、汽轮机发生水冲击的原因分析1. 管道泄漏管道泄漏是汽轮机水冲击的主要原因之一。
热电站中的循环水管道系统和冷却水管道系统均存在泄漏的风险,一旦管道出现泄漏,管道内的水会直接进入汽轮机内部,对其造成冲击。
2. 水处理不当循环水在循环运行过程中容易造成水质污染,例如水垢、腐蚀等,这些污染物沉积在汽轮机内壁上,降低了汽轮机的传热效率,并且容易造成各种故障。
同时,在操作中未能及时更换水处理剂和悬浮颗粒物滤芯,水质恶化并且含有大量杂质时,都会导致水冲击。
3. 热平衡失调汽轮机内部温度较高,而循环水温度较低,为了维持汽轮机运行稳定,需要在两者之间保持一定的温度差。
如果温度差过大,就会破坏汽轮机的热平衡,导致水冲击。
4. 过载运行过载运行是指汽轮机在超负荷工作状态下运行。
这会导致汽轮机内部压力急剧增加,一旦超过汽轮机的承受能力,就会发生水冲击。
二、事故处理措施汽轮机水冲击是一种严重的事故,需要进行及时的处理。
下面是事故处理的几个步骤:1. 紧急切断汽轮机电源在汽轮机发生水冲击的情况下,需要通过紧急切断汽轮机电源来避免进一步的破坏和事故的扩大。
2. 确认事故原因需要迅速排除管道泄漏、水处理不当、热平衡失调和过载运行等导致水冲击的原因,并及时采取相应措施。
3. 排除故障需要采取一系列措施,如紧急排水、拆卸检查和维修等,来排除故障,恢复汽轮机的正常运行。
4. 事故分析和处理在故障排除后,需要对事故进行全面的分析和处理,防止类似事故再次发生。
总之,汽轮机发生水冲击是一种严重的事故,需要引起运营管理人员的高度重视。
水冲击的原因及防范2006-10-12 19:26:15 作者:来源:互联网浏览次数:955 文字大小:【大】【中】【小】1 水冲击产生的机理水冲击又称水锤,是由于蒸汽或水突然产生的冲击力,使承载其流动的管道或容器发生声响和震动的一种现象。
水冲击是工质在管道流动不畅的情况下产生的。
电厂中的水冲击大多是由于蒸汽管道积水或疏水不畅而形成空气塞、水塞障碍,以致高速蒸汽不能顺畅通过,于是蒸汽冲击这些水塞,从而发出巨响和强烈的震动,甚至造成设备的严重损坏。
< AN lang=EN-US>2 水冲击的危害性< AN lang=EN-US>水冲击事故是电厂的大敌,轻则引起管道的强烈震动,重则破坏管道的支吊架,拉裂管道弯头焊接口,若水冲击事故发生在汽轮机内部,其造成的危害将更大:损伤汽轮机叶片,冷水冲击热态汽轮机会使汽缸、大轴产生巨大的热应力,直接导致汽缸和转子发生变形、弯曲,出现或扩展裂纹,严重损害汽轮机,甚至导致整台机组报废。
< AN lang=EN-US>(1969年,美国西屋公司生产的机组有7台汽轮机发生12次水冲击事故,6次造成严重损坏,需整体返修)3 水冲击事故一般较容易发生在再热器冷段< AN lang=EN-US>蒸汽管道发生水冲击的前提条件是管道形成水塞。
造成水塞的原因一方面是因为积水,另一原因是疏水不畅。
< AN lang=EN-US>a、积水:< AN lang=EN-US>1)#2高加水位失调、水位高疏水倒灌;2)高压旁路减温水门关不严、误开或失控;3)再热减温水失控;4)主再热器蒸汽管道在暖管过程中,暖管不充分,操作过快,大量蒸汽遇冷凝结成水积于管道中;b、疏水不畅:< AN lang=EN-US>(1) 疏水管道堵塞或疏水阀故障(如阀芯脱落);(2) 疏水口安装过高,未安装在管道的最低点;(3) 疏水管径过小;(4) 疏水阀前后压差过小;(5) 疏水管出口与其他高压疏水管连接时高压疏水倒灌至低压疏水管。