沁北电厂1月8日#6机高旁管道爆裂
调查分析报告
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华能河南分公司调查分析组
2015年3月9日
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沁北电厂1月8日#6机高旁管道爆裂调查分析报告
一、事件经过
2015年1月8日，#6机组1000MW满负荷运行，主蒸汽压力25.75Mpa，主蒸汽温度604℃，高旁阀后温度437℃，高旁阀后压力4.73Mpa，再热蒸汽温度568℃。电厂进行#6机组性能试验，运行应西安热工院性能试验人员的口头要求，关闭高旁减温水调节阀、截止阀和手动门，以测试高旁阀泄漏量（测试完成后未开启高旁减温水阀门）。
10:35:22高旁阀减温水系统阀门关闭完成，高旁阀后温度由352℃逐渐上涨至437℃保持稳定。
12:45:38 #6机组汽机厂房发出异常声响，6B汽泵小机轴振大跳闸，辅汽联箱压力、6A汽泵小机进汽压力快速下降。
12:46:10 锅炉给水流量低保护动作，锅炉MFT，机组联锁保护动作正常。
13:08汽机转速到零，盘车投入正常。
14:30检查发现#6机组汽机高旁阀后至冷段管道爆裂落到8米平台。 二、现场检查及处置 （一）检查情况
1、 机组跳闸原因：锅炉MFT跳闸首出为“给水流量低保护”动作，“给水流量低保护”动作原因为6B给水泵小机振动大跳闸和6A给水泵小机失去汽源转速快速下降，造成锅炉给水流量降低。
2、 检查发现：高旁阀后管道纵向爆裂，爆口长度6.1米，约10米长度管道断落至8米平台。
（二）事件处置经过
事件发生后电厂分管领导立即赶赴现场进行查看，确认人员、机组、设备状态，随后向上级管理公司进行了汇报。华能河南分公司和华能沁北电厂联合成立了#6机组高旁管道爆裂事件处理领导小组，下设调查小组、
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抢修小组，明确人员、职责和分工，全面负责事件原因调查和现场抢修工作（见附件一：#6机组高旁阀后管道开裂事件处理组织机构），并通知设计单位、西安热工院相关专家到厂开展分析工作。
1月10日9:00，华能国际电力股份有限公司、华能河南分公司、华能沁北电厂、设计单位、西安热工院等相关单位领导和专家在电厂召开了#6机组高旁管道爆裂事件专题会。与会人员通过对运行参数、阀门结构、管道材质以及应力计算等方面进行综合分析，初步达成共识，确定了高旁阀后管道恢复方案。会后电厂开始了进行高旁阀后管道恢复的准备工作。
1月14日至19日，由股份公司生产部、工程部、技术部和有关技术专家组成专家组到达现场。经现场勘察及查阅原始设计、设备招标、施工记录等文件，对“#6机高旁管道爆裂故障”进行了调查分析，就设计、采购、安装、运行中存在的问题达成共识，提出了下一步工作指导意见和建议。
1月17日，电厂紧急采购的高旁后管道运抵现场，开始安装，1月27日7:00抢修工作结束，机组开始启动，18:44机组并网，启动后检查机炉侧支吊架和膨胀指示器状态正常，高旁后管道壁温正常（见附件二、三）。
2月13日，华能国际电力股份有限公司、华能河南分公司、华能沁北电厂、西北电力设计院、西安热工研究院领导和专家在沁北电厂召开了#6机高旁阀后管道爆裂调查分析会议。西安热工院就#6机高旁阀后管道爆裂原因分析进行了汇报，设计单位就高旁阀安装方式及高旁管道选材依据进行了说明，华能河南分公司调查组汇报了#6机高旁阀后管道爆裂调查分析报告。会议对报告提出具体修改意见，并对#6机高旁阀后管道恢复工作完成情况进行了检查。
三、原因分析
#6机高旁阀后管道超温、管材过热是造成此次爆裂事件的直接原因。 1、高旁阀后管道未依据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DL/T 5054-1996)（简称管规）要求按减温管道设计，选用材质（A672B70CL32）
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偏低(见附件四、五) 是造成此次事件的主要原因。
2、高旁阀后管道长期超温运行（超过382℃），致使管道材料发生蠕变变形，强度降低；事件当天电厂在进行性能试验，运行人员关闭高压旁路减温水门进行高旁阀泄漏试验，失去了减温手段，导致高旁阀后管道短时间内温度进一步上升，强度进一步降低。长期超温和短期超温作用叠加是造成此次事件的主要原因。
3、高旁阀后蒸汽温度测点距高旁阀较远，不能真实反映高旁阀后管壁温度分布，未能为运行人员的操作、判断提供依据，是引发本次事件的原因之一。
4、高旁阀设计成水平安装与管规的规定不符，高旁阀检修质量差，导致高旁阀长期存在内漏，是引发本次事件的原因之一。
四、暴露的问题
1、设计阶段将高旁阀后管道按管规中2.0.2.1和2.0.2.2条再热器冷段管道的标准选择了A672B70CL32材质30mm壁厚，可满足蒸汽冲刷磨损的要求，但未充分考虑高旁阀运行可能导致阀后达到最高工作温度，以及温度不均匀对管道应力的影响，没有根据管规第2.0.2.2条第（5）款中要求“减温装置后的蒸汽管道取用减温装置出口蒸汽的最高工作温度”选取高旁阀后管道材质，导致高旁阀后管道材质偏低。
2、三期高旁阀选用德国HORA阀（见附件六：HORA阀门结构图），其减温水采用中间环形孔直喷式结构，减温均匀性相对较差，导致高旁阀后管道上下壁温存在加大偏差，形成了异常的热应力。
3、设计阶段并未针对高旁阀后管路设置合理的金属壁温监视测点，导致实际运行中，高旁阀后测点温度与阀后实际管壁金属温度存在较大的差异，运行人员无法监视到管道金属壁温的最高温度。
4、设计阶段未根据管规第5.2.9.2要求“旁路阀的阀杆应垂直向上”，而采用水平布置，难以保证阀门的严密性，并且由于减温水水平喷射，形
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成重力抛物线，导致管道上下壁温差进一步增大。
5、设计阶段高排逆止阀前管道材料选用A691低合金钢，但施工阶段因故变更为A672碳钢，暴露出设计管理不严谨；高旁阀后第一道焊口热处理原始资料未移交生产，暴露出施工管理不规范。
6、在2013年6月至2014年1月期间因高旁阀泄漏造成超温，超过管材设计温度382℃运行时间4034.5小时、超过420℃运行时间3323.8小时，未采取喷水减温措施，未组织技术分析，暴露出运行技术技能水平低。
7、运行人员在进行#6机组大修后性能试验准备时，关闭减温水门检验高旁泄漏量，未开展事故预想，且未经厂部批准就进行了相关操作，阀门泄漏量试验结束后也没能及时投入减温水降低高旁后蒸汽温度。运行人员安全意识淡薄，风险辨识不到位。
8、运行规程中规定“高旁阀出口温度大于420℃时，高旁阀全关”，但没有正常运行中由于阀门泄漏等原因造成温度升高时如何控制温度的规定。没有编制有效控制高旁阀后温度的技术措施，暴露出技术管理存在漏洞。
9、高旁阀及减温水阀的检修质量差，检修队伍水平不高，检修文件包未按照标准内容记录，检修质量控制过程不严谨，检修后阀门依然内漏。
10、技术监督管理人员尤其是金属监督管理人员对高旁阀后管道的超温没有引起高度重视，未能及时掌握高旁阀后管道的实际状况。2014年机组检修期间高旁阀后管道曾进行过消缺补焊；2014年12月22日高旁阀后疏水管附近管道漏汽，机组进行了降负荷带压堵漏。以上两次消缺期间本应对高旁阀后管道进行扩大性的金属监督检验，但金属监督专责并未结合管道材质、运行状况及时分析高旁阀后管道缺陷原因、发展趋势并制定措施。
五、防范措施
1、汽机高旁阀体出口段和阀后管道要严格按照管规中减温管道的标准
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