发电机密封瓦氢侧回油窗爆破引起爆燃造成机组

 

一、主要设备情况：

 

某电厂为2×300MW机组，锅炉为东方锅炉厂生产制造，型号为D G1000/17.6-Ⅱ，燃煤，亚临界自然循环汽包锅炉；汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂制造，型号为к-300-170-3，亚临界一次再热、单轴、三缸三排汽、凝汽式汽轮机；发电机为俄罗斯列宁格勒电力工厂制造，型号为TBB-320-2EY3，冷却方式：水-氢-氢。#1机1996年12月20日投产，最近一次大修时间：1998年12月1日至1999年1月19日；#2机1996年11月30日投产，最近一次大修时间：2001年11月20日至2002年1月2日。

 

二、事故前工况：

 

＃1机组负荷260MW，＃2机组负荷300MW；220kV双母线并联运行，220kV四条出线正常运行，220kV起动备用变压器空载运行； 6kV厂用电母线由本机高厂变工作电源供电，其备用电源由220kV起动备用变压器供电，处于热备用；＃1机组循环水泵A、B运行，＃2机组循环水泵A运行，B泵备用，＃1、2机组循环水泵出口母管联络门开启状态。

 

三、事故发生、扩大和处理情况：

 

7：42 运行三值＃2机主值班员刘××换盘后，在#2机监盘位置上透过集控室玻璃窗，看到＃1机汽机大罩内（＃5轴承箱处）内冒烟，且看到火光，立即报告值长张××。值长张××一边命令#2机长张美贵电话通知厂消防队，一边与＃1机长李××一起前往现场。值长张××跑到＃1机大罩扩建端小门（#5轴承箱处），看到#1发电机汽侧密封瓦氢侧回油观察窗上方，有一个火焰在燃烧，其火焰高度没有超过＃5轴承箱巡检平台（高度1.1米），立即转身拿灭火器准备灭火。此时，一声爆燃声，一团火球冲向主厂房屋顶，随即大罩内壁局部着火。值长张××和机长李××没有受到人身伤害。

 

7：45值长张××立即回到集控室，下令#1机紧急停机。#1机机长李××手动MFT，汽轮机跳闸，发电机跳闸，厂用电自投不成功，厂用电失去；＃1机组循环水泵A、B失电。#2机机长张××在#1机立盘上准备关闭＃1、2机循环水泵出口联络门，发现操作指示灯不亮。

 

7：47 #2机主值班员刘××启动#2机备用循环水泵B成功，6秒钟后，＃2机真空低保护动作跳闸，锅炉MFT，发电机跳闸，厂用电自投不成功。值长张××汇报中调值班员苏××。

 

7：48 厂消防队员赶到现场，参加灭火战斗。同时厂领导和检修、运行等部门的人员很快赶到现场，指挥和参加事故处理。  

 

7：50 运行部电气专工单×检查发现220kV220kV起动备用变压器差动保护动作信号继电器KH8掉牌，跳闸。电气值班员江××启动事故柴油发电机。

 

7：51 ＃1机大罩内壁明火扑灭，消防人员保护现场。

 

7：52  #1机转速到零，手动盘车。

 

7：57  #2机转速到零，手动盘车。

 

8：00 检修部电气专工和运行部电气专工对220kV起动备用变压器本体检查未见异常，瓦斯继电器内油质正常； #2发电机故障录波器录下启备变低压侧开关（061和062）电流波形，分析发现启备变低压侧电流大,且含较大直流分量, 初步认为220kV起动备用变压器无内部故障，差动保护误动。经厂领导同意，暂时退出220kV启备变差动保护，启备变试送电成功。

 

8：15 ＃1、2机组厂用电恢复。

 

8：16 ＃2机投入连续盘车。逐步启动辅助设备。

 

8：31 ＃1机投入连续盘车，偏心率55微米（标准小于70微米）。

 

13：11 ＃2炉点火。15：30  #2机并网，机组运行正常。

 

4月29日6：20 ＃1炉点火。4月29日9：15  #1机并网，机组运行正常。

 

（事后核对#1与#2机计算机上时间相差1分42秒，计算机SOE记录： #1机组7：44：53跳闸，#2机组跳闸时间为7：49：19，因此，#2机组实际跳闸时间：7：47：37。＃1、2机组跳闸时间间隔2分44秒。）

 

四、事故原因及扩大原因

 

1、事故原因：＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗镜面（φ12）爆破，发电机内部0.39Mpa压力的氢气通过该回油窗喷射，发电机氢压急剧下降，机组手动紧急停机。

 

事故现场勘查发现与15米汽机运行层平齐的＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗及连接管道，以及相邻＃1发电机汽侧密封瓦空侧密封油回油管，均没有被火焰烧过的痕迹，且管道黄色油漆依然清晰；＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗东北两侧＃1机＃5轴承箱巡检平台立面面板有被高温火焰烧过的痕迹，但表面发白没有炭化物质，且其上台面铝板被部分熔化；＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗上安装的照明灯罩依然在该回油窗上，其灯头及电缆线与油窗上灯座脱离，灯泡破碎；该回油窗镜面向下，其镜面上有一个与该油窗照明灯罩前部形状一样的呈三角状缝隙；该照明灯罩对应灯泡处发现罩体穿孔；该油窗南侧汽机大罩内部连接橡胶密封条（宽10cm）被烧坏，大罩内面局部油漆被烧。

 

第一个到现场目击者运行三值值长张××发现在＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗没有爆破前看到其上方有火焰。

 

根据上述现象分析，事故调查分析认为：由于＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗法兰先渗漏氢气，其照明灯具突然故障爆裂引发明火点燃，氢气燃烧温度可以达到2777℃，火焰烘烤到该油窗镜面（有机玻璃），使其强度下降，在发电机内部369kPa的氢压作用下，鼓包顶到已被烤热的灯罩，灯罩前部的三角形将有机玻璃镜面烙了一个三角形的缝隙致使大量氢气外漏，引起氢气爆燃，同时喷溅在汽机大罩内壁上的密封油引起大罩内壁局部燃烧。

 

2、事故扩大的原因：＃1发电机解列后，厂用电自投过程中由于备用电源自投装置的快切逻辑中无同期鉴定，手动紧急停机时，厂用备用电源与母线残压非同期，备用进线开关合闸时产生较大的冲击电流（A相6.4KA rms，直流分量12.33KA），加上220kV起备变差保护（带比例制动和涌流制动）A相定值漂移导致误动跳闸，失去了备用电源，＃1机组厂用电中断。＃1机组循环水泵A、B失电，造成两机三循泵运行的＃2机因单泵运行时凝汽器循环水压力低，低真空保护动作跳机，厂用电中断，酿成全厂停电重大事故。详见《起备变差动保护装置误动原因分析报告》

 

五、事故损失情况

 

事故及处理过程中没有发生人身伤害；#1机组设备未损坏，少发电量约650万kWh；＃2机组设备未损坏，少发电量约216万kWh。

 

六、暴露问题：

 

1、＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗法兰面发生氢气泄漏，其照明灯具灯泡破碎时引发明火，点燃周围氢气，火焰烧着附近化妆板油漆并引发烟雾，回油窗被火焰烘烤后镜面受热强度下降，管内369kPa的氢气冲出，形成氢气爆燃。

 

2、厂用电快切方式无同期鉴定，有可能产生较大的冲击电流；220kV起动备用变压器差动保护装置（俄供 ДЗТ-21Y3型）不可靠，运行中定值发生漂移，厂用电切换时220kV起动备用变压器差动保护误动作跳闸，厂用电中断。

 

3、汽机与发电机之间的巡检平台为整块铝板结构，存在死角。在本次事故中，由于＃1发电机汽侧密封瓦氢侧回油窗镜面爆破后，溢出的氢气扩散到巡检平台内部的死角，集聚的氢气发生爆燃，从而使巡检平台台面爆裂。

 

4、在事故处理过程中，运行人员执行三台循环水泵供两台机组运行方式的安全技术措施不够迅速、及时。

 

5、运行人员事故处理能力有待提高，事故预想不足。

 

七、防范措施：

 

1、立即拆除＃1、2机轴承回油窗照明灯具；运行人员和检修人员使用手电检查轴承回油。

 

2、高度重视汽轮发电机组的漏氢、漏油缺陷管理工作，做到及时发现、及时消除；发电机漏氢率要达到厂家规定标准。

 

3、研究制定保厂用电的可行措施，对照有关标准要求，研究、制定厂用电切换（备用电源自投），确保厂用电切换的可靠性和安全性，将冲击电流限制在安全的水平内。当一台机组跳机厂用电自投不成功时，要确保另一台机组安全运行。

 

4、220kV起动备用变压器差动保护装置的检验周期，由俄罗斯规程规定的3年缩短为1年；每三个月测量差动继电器不平衡电压（启备变带较大负荷）；继续加强对启备变等主设备保护的日常巡检工作；测试差动继电器的制动特性。制订220kV起动备用变压器差动保护装置改造方案。

 

5、组织研究确保循环水系统可靠运行的技术措施，在该措施制定之前，循环水系统按照单元制运行。

 

6、在汽机与发电机之间巡检平台台面铝板上开通风孔，防止局部集聚氢气；现场改造工作应综合考虑设备运行的安全性。

 

7、将本次事故编成典型事故案例，教育全厂职工，警钟长鸣。

 

8、加强运行人员反事故演习和事故预想的培训，提高运行人员事故处理能力。运行部要总结本次事故经验教训，制定切实可行的事故处理预案，并组织演习。

 

9、正确处理好安全与经济的关系，切实解决影响机组长周期安全稳定运行的各种问题。