摘要 阐述了水冲击事故产生的机理及其危害性，并着重分析了横门电厂300MW机组再热器冷段发生水冲击的原因，同时提出了相应的预防措施。
关键词 再热器冷段 水冲击 原因分析 防范措施
水冲击事故在发电厂时有发生，而横门电厂2台300MW机组就曾发生过较为严重的水冲击事故，为了避免类似水冲击事故发生，笔者认为必须了解水冲击产生的原因机理，认识它的严重危害性，才能采取相应在的预防措施。
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。
2水冲击的危害性
2.1水冲事故实例及其危害性
水冲击事故是电厂的大敌，轻则引起管道的强裂震动，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。如：
1996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；
1991年，我厂6号机再热器进口处发生水冲击事故，支吊架损坏，再热器进口管与进口联箱焊接处完全断裂，停机抢修一周；
1994-12-25，我厂5号机大修后，首次启动，因再热器冷段积水未疏尽，开启205阀送汽暖管过程中，当高旁开度由10％开大到15％时，再热器冷段发生剧烈的水冲吉，导致高压缸A侧排汽管某焊口断裂，再热器冷段管道部分支吊架拉断，承吊钢梁变形，停机抢修一周。
2.2我厂发生的水冲击事矿特点
水冲击事故的相同点是：
（1）都是发生在启动或重新启动过程中；
（2）都是发生在再热器冷段；
（3）都是发生在300MW机组；
（4）都造成再热器管道支吊架不同程度的损伤，管道焊接处裂断。
水冲击事故的不同点是：5号机水冲击点发生在再热器冷段靠近高压缸排汽口处，而6号机水冲击点发生在低温再热器进口联箱附近。
3 300MW直流炉再热器冷段发生水冲击的成因分析
3.1积水源
根据前面所述，蒸汽管道发生水冲击的前提条件是管道形成水塞——积水，那么积水又来自何处：
（1）积水来自再热器的事故喷水；
（2）积水来自过热器减温水，积于主蒸汽管道经高旁减压阀后积于再热器冷段；
（3）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；
（4）高压旁路减温水门关不严或误开；
（5）锅炉200或201等阀门关不严，炉水经这些阀门泄漏到主蒸汽管。
3.2积水原因
蒸汽管道形成水塞的另一原因是疏水不畅，疏水不畅的因素有：
（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。
3.3 5号机再热器冷段水冲击事故的原因分析
1994-12-25，5号机发生的水冲击事故的可能因素有：3.1（1）、3.1（2）、3.1（3）、3.1（4）、3.1（5）、3.2（1）、3.2（3）。
因水冲击发生在开启高旁之时，说明水冲击事故与操作不无关系，有关记录显示，操作符合3.1（3）的情况。再者，事故后发现再热器冷段疏水袋疏水电磁阀烧坏了，所以3.2（1）也是这起水冲击事故的主要原因之一。
另外，再热器冷段疏水袋水位调节阀一般投自动运行方式，只有当疏水袋水位高时才自动打开疏水电磁阀，这对启动初期的疏水状况极为不利。再者，该疏水袋的旁路管过细（外径约28mm），大大小于该处的防腐管径（外径约62mm），而且疏水袋的旁路门在关闭状态。于是在启动初期快速开大一级旁路时，高压饱和蒸汽夹带着凝结水冲至再热器冷段，因疏水不通致水袋水位快速升高，形成水塞，于是就发生了水冲击事故。
4再热器冷段水冲击事故的预防措施
4.1从设计安装方面预防水冲击
正是由于水冲击事故是电厂的常见事故，且它的危害性比较大，故而国内外的专家都十分重视水冲击事故，特别是对预防汽轮机水冲击尤为重视。美国西层公司为此对设计安装、运行维护等方面作了十分详细的指导性建议，我国有关调试和设计安装部门也为此结合国产机组作了若干规定。1975年“中间再热机组技术经验交流会”汽轮机专业小组就曾提出了以下建议：
（1）接到疏水联箱和疏水膨胀箱的疏水管应按压力等级分开，联箱上压力高的管道应放在最外侧；
（2）疏水管应有足够的通流面积，而再热器系统设备庞大，压力较低，为此，其冷、热段的疏水管径应大些；
（3）疏水联箱和疏水膨胀箱应有足够的容积和排泄能力；
（4）疏水节流孔板的结构应便于防止堵塞和检查；
（5）装设温度测点，借助温差预报积水情况。
4.2从运行维护方面预防水冲击
（1）杜绝一切能够流积于主、再热蒸汽管道的水源。机组启动前的系统检查尤为重要，应核实各减温水门在关闭状态；
（2）确保疏水畅通，消除水塞，检查确认各疏水门在应开的位置；
（3）操作缓慢，暖管充分，为防止蒸汽在管道内大量凝结而积水，开启205阀时应缓慢进行，并确认高旁减压阀开度不大于10％，注意高压旁路后温度变化速度，同时注意管道的震动，当发现管道有撞击声，应减慢操作速度，必要时关小或关闭高压旁路减压阀，直至撞击声消除后才可继续操作。
（4）增设疏水管道，及时疏尽积水
由于205阀前的管道与分离器直接相通，且有一段长达数十米的水平管段。然而205阀前没有装设疏水管及疏水管及疏水门，不便疏水排放，因此若在205阀前增设一疏水门，不仅可及时将积水疏尽，同时也使得205阀前的一段管道得到充分的暖管。
（5）增设旁路门，便于控制暖管速度
分离器出汽阀205是一个电动门，而非调整门，虽可点动调节，但它的实际开度难于掌握和监视，也就增加了暖管过程中升温升压速度的控制难度。一旦操作不细心，205阀将全开，1MPa的压力蒸汽夹带积水经过再热器在主蒸汽管道大量地、迅速地凝结成水。若在此加设旁路门，在开启205阀之前，先开旁路门，一则可降低205阀前后的压差，二则可达到控制蒸汽量之目的。
(6)增大疏水管径，保证疏水畅通
基于3.2（3）的原因和4.1（2）要求，将再热器冷段疏水袋旁路的管径改成与防腐管一样大小的管子，同时在启动初期将疏水袋电磁阀切至手动（全开）位置，与旁路门并列运行，这样大大增加了再热器冷段的疏水通流面积，从而加快了疏水速度。
5结束语
再好的设备，若忽视主观因素的影响，亦难完全避免水冲击事故的发生。只有做好以上几点，并进行认真负责的运行管理，才可以将水冲击事故及其损伤降低到最低程度。
关键词 再热器冷段 水冲击 原因分析 防范措施
水冲击事故在发电厂时有发生，而横门电厂2台300MW机组就曾发生过较为严重的水冲击事故，为了避免类似水冲击事故发生，笔者认为必须了解水冲击产生的原因机理，认识它的严重危害性，才能采取相应在的预防措施。
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。
2水冲击的危害性
2.1水冲事故实例及其危害性
水冲击事故是电厂的大敌，轻则引起管道的强裂震动，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。如：
1996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；
1991年，我厂6号机再热器进口处发生水冲击事故，支吊架损坏，再热器进口管与进口联箱焊接处完全断裂，停机抢修一周；
1994-12-25，我厂5号机大修后，首次启动，因再热器冷段积水未疏尽，开启205阀送汽暖管过程中，当高旁开度由10％开大到15％时，再热器冷段发生剧烈的水冲吉，导致高压缸A侧排汽管某焊口断裂，再热器冷段管道部分支吊架拉断，承吊钢梁变形，停机抢修一周。
2.2我厂发生的水冲击事矿特点
水冲击事故的相同点是：
（1）都是发生在启动或重新启动过程中；
（2）都是发生在再热器冷段；
（3）都是发生在300MW机组；
（4）都造成再热器管道支吊架不同程度的损伤，管道焊接处裂断。
水冲击事故的不同点是：5号机水冲击点发生在再热器冷段靠近高压缸排汽口处，而6号机水冲击点发生在低温再热器进口联箱附近。
3 300MW直流炉再热器冷段发生水冲击的成因分析
3.1积水源
根据前面所述，蒸汽管道发生水冲击的前提条件是管道形成水塞——积水，那么积水又来自何处：
（1）积水来自再热器的事故喷水；
（2）积水来自过热器减温水，积于主蒸汽管道经高旁减压阀后积于再热器冷段；
（3）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；
（4）高压旁路减温水门关不严或误开；
（5）锅炉200或201等阀门关不严，炉水经这些阀门泄漏到主蒸汽管。
3.2积水原因
蒸汽管道形成水塞的另一原因是疏水不畅，疏水不畅的因素有：
（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。
3.3 5号机再热器冷段水冲击事故的原因分析
1994-12-25，5号机发生的水冲击事故的可能因素有：3.1（1）、3.1（2）、3.1（3）、3.1（4）、3.1（5）、3.2（1）、3.2（3）。
因水冲击发生在开启高旁之时，说明水冲击事故与操作不无关系，有关记录显示，操作符合3.1（3）的情况。再者，事故后发现再热器冷段疏水袋疏水电磁阀烧坏了，所以3.2（1）也是这起水冲击事故的主要原因之一。
另外，再热器冷段疏水袋水位调节阀一般投自动运行方式，只有当疏水袋水位高时才自动打开疏水电磁阀，这对启动初期的疏水状况极为不利。再者，该疏水袋的旁路管过细（外径约28mm），大大小于该处的防腐管径（外径约62mm），而且疏水袋的旁路门在关闭状态。于是在启动初期快速开大一级旁路时，高压饱和蒸汽夹带着凝结水冲至再热器冷段，因疏水不通致水袋水位快速升高，形成水塞，于是就发生了水冲击事故。
4再热器冷段水冲击事故的预防措施
4.1从设计安装方面预防水冲击
正是由于水冲击事故是电厂的常见事故，且它的危害性比较大，故而国内外的专家都十分重视水冲击事故，特别是对预防汽轮机水冲击尤为重视。美国西层公司为此对设计安装、运行维护等方面作了十分详细的指导性建议，我国有关调试和设计安装部门也为此结合国产机组作了若干规定。1975年“中间再热机组技术经验交流会”汽轮机专业小组就曾提出了以下建议：
（1）接到疏水联箱和疏水膨胀箱的疏水管应按压力等级分开，联箱上压力高的管道应放在最外侧；
（2）疏水管应有足够的通流面积，而再热器系统设备庞大，压力较低，为此，其冷、热段的疏水管径应大些；
（3）疏水联箱和疏水膨胀箱应有足够的容积和排泄能力；
（4）疏水节流孔板的结构应便于防止堵塞和检查；
（5）装设温度测点，借助温差预报积水情况。
4.2从运行维护方面预防水冲击
（1）杜绝一切能够流积于主、再热蒸汽管道的水源。机组启动前的系统检查尤为重要，应核实各减温水门在关闭状态；
（2）确保疏水畅通，消除水塞，检查确认各疏水门在应开的位置；
（3）操作缓慢，暖管充分，为防止蒸汽在管道内大量凝结而积水，开启205阀时应缓慢进行，并确认高旁减压阀开度不大于10％，注意高压旁路后温度变化速度，同时注意管道的震动，当发现管道有撞击声，应减慢操作速度，必要时关小或关闭高压旁路减压阀，直至撞击声消除后才可继续操作。
（4）增设疏水管道，及时疏尽积水
由于205阀前的管道与分离器直接相通，且有一段长达数十米的水平管段。然而205阀前没有装设疏水管及疏水管及疏水门，不便疏水排放，因此若在205阀前增设一疏水门，不仅可及时将积水疏尽，同时也使得205阀前的一段管道得到充分的暖管。
（5）增设旁路门，便于控制暖管速度
分离器出汽阀205是一个电动门，而非调整门，虽可点动调节，但它的实际开度难于掌握和监视，也就增加了暖管过程中升温升压速度的控制难度。一旦操作不细心，205阀将全开，1MPa的压力蒸汽夹带积水经过再热器在主蒸汽管道大量地、迅速地凝结成水。若在此加设旁路门，在开启205阀之前，先开旁路门，一则可降低205阀前后的压差，二则可达到控制蒸汽量之目的。
(6)增大疏水管径，保证疏水畅通
基于3.2（3）的原因和4.1（2）要求，将再热器冷段疏水袋旁路的管径改成与防腐管一样大小的管子，同时在启动初期将疏水袋电磁阀切至手动（全开）位置，与旁路门并列运行，这样大大增加了再热器冷段的疏水通流面积，从而加快了疏水速度。
5结束语
再好的设备，若忽视主观因素的影响，亦难完全避免水冲击事故的发生。只有做好以上几点，并进行认真负责的运行管理，才可以将水冲击事故及其损伤降低到最低程度。