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汽輪機組油系統(tǒng)火災事故與預防

  
評論: 更新日期:2013年03月29日


  (7)采用耐油、耐溫、耐壓和密封性能良好的墊料和填料。油系統(tǒng)法蘭接合面采用的墊料,要求采用耐油耐溫的隔電紙、青殼紙、耐油石棉橡膠板(潤滑油系統(tǒng)厚度應不超過1.5mm,調速系統(tǒng)厚度應不超過0.8mm)或其他耐油墊料。在油動機部件的接合面上,如需加墊片時應盡量采用0.4mm以下的青殼紙。不準在油管路上使用不耐油的聚氯乙烯塑料墊或膠皮墊。在汽輪機火災事故中,由于油管道上使用塑料墊或橡膠墊而引起的火災事故,約占汽輪機火災事故的50%。因為塑料墊和橡膠墊不耐溫,聚氯乙烯的使用溫度是55℃,聚乙烯的使用溫度是75℃;耐油膠墊的工作溫度的上限為80℃,在70℃、90h以后,其老化系數(shù)為0.70,運行數(shù)年后,老化系數(shù)會大大降低。
  塑料在載荷作用和一定溫度作用下,會產(chǎn)生塑性流動或變形。在大氣及機械力長期作用下,塑料會發(fā)生老化現(xiàn)象,表現(xiàn)為緩慢地氧化、軟化、變色、開裂以及機械強度下降,最后破損,引起漏油或噴油。
  塑料墊和橡膠墊不耐壓,因為塑料和橡膠均為富有彈性材料,采用這些材料作法蘭墊時,當法蘭螺絲緊固后,其厚度變薄,由于墊子具有彈性,以致使墊子過分壓縮而損壞,降低了密封性能,在長時間運行后,就會引起法蘭或接頭滲油、漏油,當油管發(fā)生較大振動時,就更加容易引起墊子破裂,發(fā)生漏油或噴油現(xiàn)象。
  塑料墊和橡膠墊都是可燃物質。其燃點較低,聚氯乙烯塑料燃點為390℃,聚乙烯燃點為340℃,橡膠墊約為220℃。當油系統(tǒng)發(fā)生大火時,火焰溫度可高達1700℃,很快就可將一些油管法蘭上的塑料墊或橡膠墊燒毀,造成噴油。如一臺大型汽輪機組在發(fā)生火災時,大火很快將油管道的10多個法蘭塑料墊燒毀,油從這些法蘭接合面縫隙處連續(xù)噴射霧狀油流,如同火焰噴槍一樣,到處燃燒,大大加劇了火勢。
  因此,“油管道法蘭墊片禁止使用塑料墊或耐油橡膠墊,已用的要限期更換”。
  鎖母接頭的墊片應采用軟金屬墊圈,如紫銅墊或鋁質墊,用鋁質墊更好,因鋁墊片硬度較高、強度大、膨脹系數(shù)大,耐壓力高,耐振性能強,一般不會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。在油動機、軸承等接合面上,螺絲絲扣處往往有滲油現(xiàn)象,可采用罩形羅母加紫銅墊的方法來消除,也可以在絲扣部分纏裹聚四氟乙烯薄膜帶,并涂“609”密封膠。
  當法蘭、接頭平面粗糙,精度不符合要求,一時又無法拆下處理時,可將紫銅墊或鋁質墊車成齒形墊片放人使用,可增加緊力,改善密封性能。
  (8)嚴格安裝和檢修工藝,采用性能良好的密封材料來消除軸承箱、閥門門桿、油泵軸、軸承油檔、熱工引線等處的滲油,對消除火災隱患也具有重要作用。
  各軸承箱宜采用鋼板焊接結構,以消除軸承箱的滲油,箱內用筋板加固,以增強其剛性。鑄造軸承箱經(jīng)常滲油,消除滲油的有效辦法是在軸承箱內側涂玻璃鋼、聚硫橡膠或者涂環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠混合劑(可按70/30或80/20配比)。該混合劑強度高、韌性較好,經(jīng)試驗效果良好。軸承箱的接合面應盡量研刮平整,并涂“609”密封膠消除滲油。
  油系統(tǒng)閥門門桿密封不良經(jīng)常滲油,可采用聚四氯乙烯F-4(“塑料王”)代替石墨盤根。
  其密封性能好,且耐熱溫度高(可達250℃),消除漏油效果很好。同時它還具有良好的絕緣性能、抗老化性能和極低的摩擦系數(shù)和不粘性,是一種理想的密封和潤滑材料。
  油泵端軸密封用機械密封代替通常的油浸石墨盤根作填料的密封方式。機械密封的作用是在靜止的和旋轉的環(huán)形平面之間構成和維持彈性的密封接合。
  軸承笛的熱工引出線經(jīng)常漏油,有效的消除辦法是提高密封工藝,即在軸承輻內接完線的插座上溜以環(huán)氧樹脂,從起始點破壞毛細管作用;在線束引出軸承箱的孔洞處局部剝去引線外部絕緣,在絕緣剝開處分別單根涂以環(huán)氧樹指,再一次破壞毛細管作用;最后在軸承箱扎洞處培以環(huán)氧樹脂,將線束固定,徹底破壞了線束的毛紉管作用,從而徹底消除熱工引線的漏袖。
  為了排除油系統(tǒng)所析出的各種汽體和蒸氣,在油箱的最高位置應設置容量和負壓足夠的排煙機、以保證各軸承箱內維持一定的負壓,負壓以490Ps為宜(50mm水柱)。這樣就能保證油煙不順油擋外溢,同時也防止灰塵和水蒸氣進入油系統(tǒng)起污染作用。
  (9)中溫中壓以上的大型機組,在高壓油調節(jié)系統(tǒng)中應設防火油門,大型機組的防火油門則應設有2個,正常運行時應投入運行。
防火油門,大體有兩種:
   1)當機組油系統(tǒng)失火而被迫停機失去安全油時,能自動停截高壓油,并自動排掉洶動機的回油至主油箱,防止災情擴大。
   2)當機組油系統(tǒng)失火停機,失去安全油時,控制活塞自動落下,切斷起火的油源。
  (10)主油箱本身應符合防火要求:
   1)主油箱應用厚度不小于5m閉的鋼板焊接制成,油箱上面的人孔門、連接法蘭、透氣孔、蓋板等的接合面應平整,法蘭墊片應使用耐油耐高溫的橡膠石棉板。主油箱制成后應經(jīng)過檢查、試漏,表面應無裂紋、無滲漏現(xiàn)象,連接法蘭的緊因件應齊全、無損、連接牢靠、不滲不漏。
   2)主油箱的酒裝量應大于機組的總裝油量。裝油前,應對油箱內部認真檢查,清理棉紗、焊渣與其他雜物,以防堵塞油管。
   3)主油箱上應安裝排煙裝置。氫冷發(fā)電機的排煙管應單獨引至廠房外、以利安全。
   4)主油箱上的油位計應能正確反映各點的油位,有條件可裝聲、光油位監(jiān)視信號裝置,以利于正常運行的監(jiān)視,也有利于事故排油時,根據(jù)主油箱油位計,及時停止油泵運行.防止汽動油泵打空超速、噴油,引起火災。
   5)主油箱內嚴禁用高溫蒸汽加熱油品。
   6)主油箱應裝設可靠的事故排油裝置,以便在汽輪機油系統(tǒng)發(fā)生大火時,迅速將主油箱中的油排出,以防火災事故擴大。事故排油裝置應滿足:①事故排油管直徑的大小,應能保證汽輪機轉軸在情定時間內的潤滑用油,一般可使排油的時間比破壞真空停機后汽輪機倍走時間長1min。②事故徘油管應通至廠房外的低位事故油箱或油境內。事故油箱應密閉,容積應大于最大機組的油箱容積。⑧事故排油門的標志應醒目,并有兩個閥門串聯(lián),操作把手應有兩個以上通道可以到達。操作把手與油箱及密集的油管區(qū)間應有一定距離,其距離應滿足油系統(tǒng)著火后不被大火包圍,以利操作的要求。為了便于事故時迅速開啟,操作把手平時不易上鎖,可加鉛封。
   7)主油箱和油管路接地應良好,接地電阻應不超過10Ω,以防止或減少油箱油位被動時所產(chǎn)生的靜電電壓。
   8)主油箱應盡量采用低位布置,并遠離機頭下部熱力管道和高溫熱體,與油管道相臨的熱力管道或熱體應良好保溫,保溫層外包白鐵皮,鐵皮與油箱距離應在15cm以上。加大港電廠意大利320MW機組主油箱,布置在標高2.4m的混凝土構架內。油箱低位布置,可以降低回油管道的標高,從而使油管道可能處于熱力管道的下方并遠離熱體以減小火災的可能性。
   9)對氫冷發(fā)電機.發(fā)電機回油系統(tǒng)應用U型密封瞥與汽輪機回油系統(tǒng)和主油箱分開,以減少被氫氣污染的油系統(tǒng)容積。
  (11)花汽輪機平臺下、汽機機頭等處布置和敷設電纜時,應采用各種阻燃措施,如增加罩蓋、耐火封閉梢怠以及其他擋火阻火措施(如涂肄改性氨基膨脹防火涂料或包以阻燃包帶)。在設計時經(jīng)過經(jīng)濟技術比較帛,可選用耐火電纜。
  電纜進入控制室電纜層處、進入開關相處、進入保護盤或操作盤處應采取嚴密的封堵措施。
  對于使用弱電選線控制的系統(tǒng),為了便于迅速處理事故,對部分重要的開關,可考慮增加強電控制。
  (12)新建或擴建的單機容量為200Mw及以上的發(fā)電廠(包括汽輪機油系統(tǒng))的火情檢測和滅火設計, -般應滿足火災初期發(fā)出警報、能進行火災集中監(jiān)視及消防裝置的遠方或現(xiàn)場啟動,具有火災初期足以滅火的設備容量。滅火設施一般不少于z套(如1211滅火裝置和水噴霧裝置兩套)。
  在汽輪機車間應具備以下消防設旅:
   1)汽輪機頭部設置火災檢測設施。
   2)發(fā)電f汽輪機平臺下,主要油管路與主蒸汽管道交叉處,潤滑油箱、調速油箱、發(fā)電機密封油箱及汽輪機?;拖涞忍帒O置火災檢測和水噴霧滅火設施[水噴霧滅火裝置的供水強度應不低于10L/(min·平方米)]。如采用抗燃油時,可不設置水噴霧滅火設施。
   3)主廠房內油管道接頭處,應設置灑水滅火設施。
   4)汽機房運轉層架奪電纜處和汽機房至主控制樓電纜通道處,應設置火災檢測設施。對于一般發(fā)電廠,現(xiàn)場都庇配置數(shù)量足夠、使用方便,質量可靠的消防器材(如泡沫滅火機、“1211”滅火機、二氧化破滅火機、四氯化碳滅火機、干粉滅火器、俏火栓、水帶、噴霧水槍、砂箱和石棉布等八并經(jīng)常處于齊全,窮好的備用狀態(tài)。汽輪機下部的中間層頂上油管路較多、應放有滅火器以各急用。
  5)現(xiàn)場消防水系統(tǒng)電源應可靠,水源應充足,水壓應能供給最高點消防用水。消防火栓和水龍帶應統(tǒng)一規(guī)格.完整好用.禁止隨便移用。廠區(qū)內應有環(huán)型消防通道,并經(jīng)常保持暢通。
  2.汽輪機油系統(tǒng)宜采用燃點高于蒸汽溫度的抗燃油
  汽輪機的油系統(tǒng)特別是調節(jié)油系統(tǒng)壓力較高,一般在1.176~13.73MPa。油管道、鎖母、閥門、墊子等噴油至高溫熱體易引起大火。因此,國內外汽輪機制造廠和研究部門經(jīng)過長期研究、試驗.研制出白燃點高于燕氣溫度且綜合性能良好的抗燃油.以其代替透平油做調節(jié)系統(tǒng)(也可作潤滑油系統(tǒng))的[作介質,可從根本上避免重大火災事故的發(fā)生。
   抗燃他的研制和發(fā)展過程小留有56多種型號,磷酸脂抗燃油具有優(yōu)良的抗戰(zhàn)性和潤滑性,因此應用較為廣范。
  50年代初,美岡兩肩公司便開始研究使用抗燃油宋代替低燃點的透平油、目前歐、美、日等同大機織的油系統(tǒng)已采用抗燃油供給3~13.73MPa的調速系統(tǒng)(控制用動力油)和低壓潤滑汕系統(tǒng)。應用牧多的磷劇目抗燃洲卡要點三甲酚磷酸脂和三一二甲酚磷酸脂兩種,其中三-二甲酚磷被服是一種參件更低的二芳墓磷酸脂,是新一代磷酸脂的主要成分,其性能與三甲酚磷酸脂接近,因此應用更廣。
  元寶山電廠1號(300MW)機組系法國CEM公司制造、采用Hydran FR-32型抗燃油作為調節(jié)系統(tǒng)工質,工作油壓為3*5MPa,工作油溫47℃,并配有連續(xù)再生裝置。再生裝置配801或802吸附劑,以保持酸值在允許范圍之內。同時在油中還加入了國產(chǎn)733烷化液抗氧化劑(0.5%)和苯駢三氯陛抗腐蝕劉,從而可保證機組各部件無腐蝕現(xiàn)象。
  元寶山電廠2號(600MW)機組系ALSTHOM公司制造,抗燃油作為高、中壓缸和低壓旁路的6個關斷閥和10個調節(jié)閥執(zhí)行機構的工作介質。抗燃油型號為FyrquelEHC,工作壓力12MPa,工作溫度47℃。系統(tǒng)配有連續(xù)再生裝置,用802作吸附劑,以保持酸信穩(wěn)定,不
超標。
  蘇聯(lián)K-500-240、K-800-240機組使用OMTll抗燃油。系統(tǒng)沒配置連續(xù)再生裝置,當油質劣化,酸值達到極限時,靠油處理裝置進行體外再生。
  運行經(jīng)驗證明抗燃油對防止汽輪機油系統(tǒng)火災事故效果良好。如有一臺75MW機組和一臺175MW機組,由于采用了抗燃油,在運行中,避免了油管道破裂使油噴到高壓缸上而可能發(fā)生的重大火災事故。1987年10月31日,元寶山電廠600MW機組在運行中,4號調速汽門油動機12MPa的壓力油管接頭脫扣,短時間噴油500kg以上,機頭當即油霧彌漫,大量油滴接觸到高溫熱體和管道、但沒有發(fā)生明火。運行人員及時停機,避免了火災事故發(fā)生。
  國內有關部門研制的磷酸脂類型抗燃油4613,自1974年起,已進行了8000h以上的工業(yè)性試驗。從1980年起已將低毒性4614抗燃油在10MW機組連續(xù)多年進行工業(yè)性試驗,運行情況良好,為國產(chǎn)大機組使用抗燃油提供丁經(jīng)驗,為大機組動力系統(tǒng)提供了較為理想的工質。                                                       試驗表明,抗燃油的潤滑性能與礦物油一樣優(yōu)良,能承受重負載,對金屑材料無腐蝕影響,油本身很穩(wěn)定,流動性良好.對天然氣等可燃氣體的溶解度很小,具有優(yōu)良的抗燃性、抗氧化安定性和潤滑性,自燃發(fā)火點一般在600℃以上,抗燃性能遠高于普通的透平油。缺點是密度稍大,價格較汽輪機油負4~5倍??谷汲樵陂L期運行中對油動機的活塞有粘結,對活塞的邊緣有輕微的磨蝕,這個問題可采用精密過濾器過濾、連續(xù)或定期再生裝置再生并在油中加人適量抗氧化劑、抗腐蝕劑來解決。
  汽輪機油系統(tǒng)如采用抗燃油,為適應抗燃油的性能,其密封墊料和填料應選用硅橡膠、氟橡膠、聚四氖乙烯和乙丙橡膠等。
  3.加強熱體保溫是防止油系統(tǒng)著火的重要措施之一
  位于汽機油系統(tǒng)(潤滑系統(tǒng)、調速系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、大軸頂起袖管、油箱、油描、回油管等)和前箱附近的汽機缸體、蒸汽管道系統(tǒng)、疏水管道系統(tǒng)、蒸汽閥門等熱體的保溫必須堅固完好,并滿足;
  (1)大氣環(huán)境溫度在25℃的條件下,保溫層外皮溫度不應超過50℃。
  (2)保溫層外皮應包白鐵皮,白鐵皮搭口應咬死,盡量使鐵皮罩嚴密不漏,保證油噴到白鐵皮上能沿鐵皮順利流到地上,而沒有浸入保溫層的可能性。這樣即使有道乎油噴射到具有鐵皮罩且保溫良好的熱體上也不會引起火災。

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