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一、汽輪機(jī)組火災(zāi)危險(xiǎn)性及火災(zāi)事故的原因
　　1．汽輪機(jī)組的火災(zāi)危險(xiǎn)性
　　統(tǒng)計(jì)資料表明，在國(guó)內(nèi)外的發(fā)電廠重大火災(zāi)事故中，汽輪機(jī)油系統(tǒng)火災(zāi)事故居多，且主要是噴、漏油引起，約占80％以上。汽輪機(jī)油系統(tǒng)一旦起火，火勢(shì)猛烈，蔓延迅速，難以控制，后果不堪設(shè)想。汽輪機(jī)組的火災(zāi)危險(xiǎn)性主要在于：
　　(1)汽輪機(jī)設(shè)備為了調(diào)節(jié)、控制、保安、頂軸、發(fā)電機(jī)密封和軸承潤(rùn)滑的需要，必須由汽輪機(jī)油系統(tǒng)供給一定的汽輪機(jī)油。100MW機(jī)組油重約15t，200MW機(jī)組油重約20t，350MW機(jī)組油重約30t。汽輪機(jī)油是以石油潤(rùn)滑油餾分為原料，經(jīng)酸、堿(或溶劑)精制和白土處理等工藝，再加入抗氧化劑而制成的油品。按其50℃的運(yùn)動(dòng)粘度分為20、30、40、45、55五個(gè)牌號(hào)。其中20號(hào)、30號(hào)汽輪機(jī)油多用于汽輪發(fā)電機(jī)軸承和具有潤(rùn)滑系統(tǒng)的渦輪泵、渦輪壓縮機(jī)等設(shè)備的潤(rùn)滑和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。40號(hào)、50號(hào)、55號(hào)汽輪機(jī)油則用于汽輪機(jī)的減速器上。汽輪機(jī)油對(duì)發(fā)電廠的安全運(yùn)行影響很大，因此對(duì)其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求很高。
　　汽輪機(jī)油是可燃液體，閃點(diǎn)為180～200℃，燃點(diǎn)為240℃左右，自燃點(diǎn)300～350℃，因此在有明火和較高的外界溫度時(shí)，汽輪機(jī)油可能被燃著而成為大火。
　　(2)汽輪機(jī)油系統(tǒng)管路長(zhǎng)、分布廣，與高溫蒸汽管路縱橫交錯(cuò)敷設(shè)，且管路的閥門(mén)多、法蘭多、焊口多，如果工藝差、質(zhì)量差，容易泄漏。
　　汽輪機(jī)油系統(tǒng)管路有調(diào)速壓力油管、潤(rùn)滑油壓力油管、密封油壓力油管、大軸頂起油管以及它們的回油管和測(cè)量表管，總長(zhǎng)度達(dá)數(shù)百米(N100－90／535，100MW氫冷汽輪發(fā)電機(jī)組，油管路總長(zhǎng)達(dá)500多米)。從汽輪機(jī)頭到發(fā)電機(jī)尾，從汽機(jī)零米到運(yùn)轉(zhuǎn)層(8m～12m)都有油管路分布。特別是汽輪機(jī)頭部調(diào)速油管、潤(rùn)滑油的壓力油管與蒸汽管道穿叉敷設(shè)，且與主油箱、汽輪機(jī)自動(dòng)主汽門(mén)、調(diào)速汽門(mén)、旁路門(mén)等相距咫尺；有些油管與鐵板、水泥臺(tái)板或與其他管子相互摩擦；再加上油管路閥門(mén)多、法蘭多、焊口多，因此，汽輪機(jī)油泄漏機(jī)率很高，很容易漏油到高溫蒸汽管道上。
　　各種機(jī)組油系統(tǒng)管道都很復(fù)雜，可能存在的隱患也就多，所以很容易發(fā)生火災(zāi)事故。
　　(3)高溫蒸汽管路、疏水管路本身溫度很高，主蒸汽管溫度多在435～540℃之間，抽氣管和疏水管的表面溫度都在150～300℃之間。油管路泄漏或噴油至裸露或保溫不良的高溫蒸汽管道或高溫?zé)狍w表面，可立即燃起大火。
　　(4)在汽輪機(jī)油系統(tǒng)附近特別是機(jī)頭敷設(shè)有較為集中的電力電纜、控制電纜、保護(hù)電纜。油系統(tǒng)著火后，會(huì)馬上引燃電纜，電纜又會(huì)很快延燃至主控制室、電纜夾層，使火災(zāi)事故進(jìn)一步擴(kuò)大。如某電廠油系統(tǒng)漏油失火后，大火沿著汽輪機(jī)平臺(tái)下面的電纜迅速向控制室蔓延，2～3min后，集控室內(nèi)就發(fā)現(xiàn)有煙氣，6～7min后即出現(xiàn)濃煙，11～12min集控室內(nèi)已煙霧迷蔓，20min后，大火已燒至集中控制室，很快將集控室全部燒毀。汽輪機(jī)油系統(tǒng)著火將電纜引燃事故擴(kuò)大的例子很多，在電纜火災(zāi)事故中有詳細(xì)介紹。
　　(5)油管路壓力高，著火后，如不及時(shí)將油源切斷，噴油可使大火“火上加油”，燃燒更加猛烈。汽輪機(jī)調(diào)速油壓，通常都在1.176MPa以上，600MW汽輪機(jī)組調(diào)速油壓為3.14～3.43MPa，國(guó)產(chǎn)600MW汽輪機(jī)組的電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓高達(dá)13.72MPa。如此高壓油流噴向大火會(huì)使大火越燒越烈。如某電廠油系統(tǒng)火災(zāi)事故中，誤啟動(dòng)了調(diào)速油泵，使噴油繼續(xù)保持1.18MPa的壓力，致使火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大，最后將15t油全部燒光。某熱電廠3號(hào)機(jī)油動(dòng)機(jī)旁路起火，在打閘停機(jī)過(guò)程中忘記切斷電動(dòng)油泵聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，造成停機(jī)后，繼續(xù)有壓力油噴出，擴(kuò)大了火災(zāi)事故。
　　(6)汽機(jī)房空間大，窗戶多，天窗在打開(kāi)中，因此具備空氣對(duì)流暢通，氧氣充足，“火借風(fēng)勢(shì)，風(fēng)助火威”，油系統(tǒng)火災(zāi)可迅速擴(kuò)大。
　　2．汽輪機(jī)油系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)的具體原因
　　油系統(tǒng)火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)表明，油管道法蘭墊在運(yùn)行破裂噴油到未保溫或保溫不良的高溫蒸汽管道(或疏水管道)等熱體上引起火災(zāi)的，約占火災(zāi)事故的60％以上；調(diào)速油管和油壓表管斷裂，噴油引起火災(zāi)的約占15％左右；檢修質(zhì)量不良，維護(hù)不當(dāng)而漏油起火的占20％左右；其他原因約占5％。引起油系統(tǒng)起火的各種具體原因分述如下。
　　(1)油管道、法蘭等噴油、漏油是引起火災(zāi)的根本原因。引起噴油和漏油的原因有：制造質(zhì)量不良；設(shè)備本身存在缺陷，安裝質(zhì)量差，檢修工藝不嚴(yán)格；管子選型不當(dāng)，小管徑(d＜30mm)的油管管壁太薄(＜1mm)，強(qiáng)度不高，剛度也差，焊口薄弱，加之油管振動(dòng)大，很容易發(fā)生爆管噴油事故；部分油管通流面積小，造成流速過(guò)高，使油管產(chǎn)生高頻振動(dòng)；鎖母接頭管壁太薄，制造廠供應(yīng)的套管焊接接頭的外套管很薄(0.7mm左右)，很容易斷裂；油系統(tǒng)零部件加工精度差，調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備接頭平面不平，螺紋和平面中心線不垂直，常引起滲油漏油；焊口焊接不符合規(guī)范要求，使油管在運(yùn)行中焊口根部裂開(kāi)噴油；油管路支吊架布置不合理，尤其缺乏剛度大的吊支架，使振動(dòng)振幅或頻率加大，增加了管子斷裂機(jī)率；油管路與機(jī)體連接部位末安裝減振裝置，使機(jī)組的振動(dòng)能量傳遞到油系統(tǒng)管路上，導(dǎo)致部分油管路發(fā)生共振，使油管路斷裂噴油；法蘭墊誤用膠皮墊或塑料墊；法蘭墊末放平、末放正或受力不均衡；法蘭或閥門(mén)螺絲松動(dòng)、不牢；油管法蘭與熱體沒(méi)有隔離裝置；維護(hù)不當(dāng)，穿過(guò)臺(tái)板、鐵板或與其他構(gòu)件相摩擦；其他原因著火使法蘭墊燒壞等都能夠使油系統(tǒng)噴油或漏油。引起油系統(tǒng)火災(zāi)的原因還有：汽動(dòng)油泵超速震動(dòng)，引起油管法蘭墊破裂噴油至高溫?zé)狍w；汽輪機(jī)嚴(yán)重超速事故中(近幾年來(lái)曾發(fā)生多起)，壓力油管路斷裂或法蘭墊破裂，噴油至高溫?zé)狍w；有些電廠油系統(tǒng)放空氣方法不對(duì)，用松溫度計(jì)套管的辦法來(lái)放空氣，致使油噴至熱體，引起火災(zāi)事故發(fā)生。漏油部位多是高壓油管法蘭、汽動(dòng)油泵出油管法蘭、油動(dòng)機(jī)、表管或鎖箍接頭等處。
　　(2)引起油系統(tǒng)著火的另一重要原因是油系統(tǒng)附近有未保溫或保溫不良的熱體，有些熱體表面溫度達(dá)200～300℃以上，當(dāng)燃點(diǎn)為240℃的透平油與高溫蒸汽管道、閥門(mén)、疏水管道等高溫?zé)狍w接觸時(shí)，便立即燃起大火。
　　(3)發(fā)生大火前，往往是先有漏油現(xiàn)象、甚至已發(fā)生冒煙或小火，但未采取措施及時(shí)消除，最后引起大火。這就是“大火之前必有小火”、“小火之前定有隱患”的道理。發(fā)展的規(guī)律是：冒煙(陰燃)→小火(有小火苗)→大火燃起(油燃燒起來(lái))→重大火災(zāi)事故(油和其他可燃物質(zhì)燃成烈火)。因此，思想麻痹是火災(zāi)事故的重要原因之一。
　　(4)電氣設(shè)備短路故障、靜電火花或其他火災(zāi)引起油系統(tǒng)著火。
　　(5)值班人員因技術(shù)素質(zhì)低，在事故時(shí)誤操作，引起事故擴(kuò)大，具體有以下幾點(diǎn)：①誤開(kāi)調(diào)速油泵，忘停調(diào)速油泵，使壓力油繼續(xù)噴出；②使汽動(dòng)油泵超速，油管斷裂或法蘭墊破裂；②打閘停機(jī)后，忘了破壞真空，延長(zhǎng)了惰走時(shí)間；④忘記開(kāi)事故排油門(mén)，或因火大無(wú)法將排油門(mén)開(kāi)啟。
　　(6)油系統(tǒng)著火后，火勢(shì)發(fā)展很快，有時(shí)將公用系統(tǒng)電纜(如消防系統(tǒng)電纜)燒壞，消防水泵開(kāi)不起來(lái)或者消防水壓力低，消防設(shè)施、器材不齊全，消防人員技術(shù)素質(zhì)低，以致不能及時(shí)控制火勢(shì)，使火災(zāi)事故擴(kuò)大。
　　3．汽輪機(jī)設(shè)備容易發(fā)生火災(zāi)的部位
　　(1)汽輪機(jī)機(jī)頭下方，這里有大量的壓力油和回油管路，且與高溫蒸汽管道或熱體交錯(cuò)穿叉排列，噴油、漏油、滲油至高溫?zé)狍w最容易起火。
　　(2)壓力油管、油壓表管在運(yùn)行中劇烈振動(dòng)，油管斷裂或接頭松動(dòng)易引起火災(zāi)。
　　(3)汽輪機(jī)各軸承處，尤其是機(jī)頭前軸承J，高壓、中壓缸前后軸承，發(fā)電機(jī)前后軸承，勵(lì)磁機(jī)前后軸承的擋油板發(fā)生大量漏油時(shí)，遇汽封漏汽嚴(yán)重或滑環(huán)電刷冒火便可引起火災(zāi)。
　　(4)因氫冷發(fā)電機(jī)組的氫壓過(guò)高，油封遭到破壞、氫氣竄入主油箱，遇到明火將引起爆炸起火。
　　(5)前箱下部或凸輪下面的接油盤(pán)，如不定期清理，或回油孔堵塞，使油溢出便可起火。
　　(6)汽動(dòng)油泵超速而引起火災(zāi)事故。當(dāng)發(fā)生重大事故(如廠用電中斷等)而啟動(dòng)汽動(dòng)油泵過(guò)程中，由于運(yùn)行人員過(guò)分緊張，看錯(cuò)表計(jì)或操作中發(fā)生錯(cuò)誤，將進(jìn)汽門(mén)開(kāi)得過(guò)大，引起超速；在發(fā)生大火的情況下，事故排油門(mén)開(kāi)啟，開(kāi)始汽動(dòng)油泵運(yùn)行正常，隨著主油箱油位降低至汽動(dòng)油泵進(jìn)油口以下時(shí)，不及時(shí)停止油泵運(yùn)行，使小汽輪機(jī)空載，引起超速。轉(zhuǎn)速升高后離心力增大，當(dāng)離心力超過(guò)銷釘?shù)募羟袘?yīng)力時(shí)，葉片陸續(xù)飛出，葉輪極度不平衡，從而產(chǎn)生振動(dòng)使出油管振裂，壓力油噴出引起火災(zāi)事故。
　　(7)主油箱含氫量增大，遇明火發(fā)生爆炸也會(huì)引起火災(zāi)事故。
　　二、汽輪機(jī)油系統(tǒng)的防火措施
　　從汽輪機(jī)油系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)的原因和部位來(lái)看，要避免火災(zāi)事故，應(yīng)從設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修、維護(hù)、運(yùn)行管理等諸多方面采取措施，主要是：消除漏油、噴油；搞好設(shè)備保溫和防護(hù)隔離；加強(qiáng)運(yùn)行管理、檢修維護(hù)和消防管理；嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和電力部頒發(fā)的法規(guī)中有關(guān)油系統(tǒng)的防火規(guī)定，以保證設(shè)計(jì)合理，設(shè)備完好，運(yùn)行安全，從而杜絕汽輪機(jī)油系統(tǒng)火災(zāi)事故的發(fā)生。
　　1．油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和安裝應(yīng)符合規(guī)程、規(guī)范和防火的要求
　　(1)油管路的設(shè)計(jì)、安裝和布置應(yīng)層次分明，整齊美觀，布置集中，安全可靠。應(yīng)便于檢修、維護(hù)、檢查和事故處理。盡量減少法蘭、閥門(mén)和接頭，并有足夠的吊支架和一定數(shù)量的固定吊支架，還盡量避免縱橫交錯(cuò)、與熱力管道交叉和靠近，避免與其他管道、部件摩擦和碰撞，避免管道震動(dòng)。油管道在安裝敷設(shè)時(shí)，應(yīng)有伸縮補(bǔ)償器，以防止有附加應(yīng)力存在，更不應(yīng)該有別勁現(xiàn)象。一些大油管因熱膨脹而移動(dòng)時(shí)，與其相連的小油管若沒(méi)有補(bǔ)償，其根部應(yīng)接一加強(qiáng)短管，以防根部斷裂。油管與設(shè)備本體的連接應(yīng)設(shè)置必要的補(bǔ)償段或補(bǔ)償器，過(guò)渡連接可采用金屬軟管，以解決熱脹冷縮的補(bǔ)償和減小設(shè)備本體振動(dòng)能量對(duì)油管路系統(tǒng)的影響。當(dāng)采用絲扣配件時(shí)，其內(nèi)部應(yīng)有保護(hù)套或短管，并密封焊牢。油管道與熱力管道應(yīng)分層布置，平行管道之間應(yīng)加裝防護(hù)擋板或防火平臺(tái)，防火平臺(tái)的積油能由平臺(tái)最低處的事故油管直接排入事故油箱。靠近油系統(tǒng)的熱力管道和熱力設(shè)備表面要裝鐵皮罩，鐵皮罩應(yīng)重疊30～50mm，搭口應(yīng)咬死，鐵皮罩應(yīng)嚴(yán)密不漏，表面應(yīng)光滑。對(duì)油管路集中區(qū)域應(yīng)設(shè)置完整的防爆箱，防爆箱應(yīng)密封且底部有較大的坡度，輸油管徑應(yīng)大些，管口應(yīng)高于箱底并加裝防護(hù)網(wǎng)，以防油管堵塞。防爆箱應(yīng)定期清理，輸油管道應(yīng)保持暢通，避免防爆箱積油或溢油。高壓泄油應(yīng)設(shè)置專門(mén)管道，將高壓泄油直接排人油箱，防止將高壓油排入回油管內(nèi)導(dǎo)致滿油溢油事故發(fā)生。
　　(2)油管路系統(tǒng)除檢修和維護(hù)必須拆卸的部位采用法蘭連接外，“絕大部分應(yīng)采用焊接結(jié)構(gòu)(焊接時(shí)采用氮弧焊打底)。高壓油管的焊接，按其工作壓力采用相應(yīng)壓力等級(jí)的蒸氣管道的焊接標(biāo)準(zhǔn)和工藝進(jìn)行。油管道的閥門(mén)均應(yīng)采用無(wú)法蘭的鑄鋼門(mén)，與油管道的連接采用焊接連接，確需法蘭連接時(shí)應(yīng)采用止扣法蘭或帶陰陽(yáng)臍的法蘭。法蘭連接必須嚴(yán)密，并不準(zhǔn)減少或改細(xì)緊固件。法蘭盤(pán)應(yīng)加裝鐵皮防護(hù)罩，起可靠的防護(hù)隔離作用。
　　(3)油系統(tǒng)管道、閥門(mén)、接頭、法蘭等附件承壓等級(jí)應(yīng)按耐壓試驗(yàn)壓力選用，一般應(yīng)為工作壓力的2倍以上。油系統(tǒng)管子的壁厚應(yīng)不小于2．０mm。壓力油管道應(yīng)采用無(wú)縫鋼管及鋼制閥門(mén)，禁止使用鑄鐵和鑄銅的閥門(mén)，新安裝的油系統(tǒng)管道應(yīng)經(jīng)過(guò)水(油)壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為額定工作壓力的2～2．5倍，并仔細(xì)檢查有無(wú)裂紋和滲漏現(xiàn)象。所有油管路上的三通、大小頭均應(yīng)采用與管道壓力相適應(yīng)的焊接件。
　　(4)設(shè)計(jì)院和制造廠對(duì)汽輪機(jī)油系統(tǒng)的布置應(yīng)做出定型設(shè)計(jì)，采用隱蔽式油管路(套裝式油管路)或隱蔽儲(chǔ)油設(shè)備更為合理。
　　為防止高壓油泄漏或油噴至高溫?zé)狍w，將高壓油管(調(diào)速油管、保安油管)布設(shè)在前軸承箱回油總管里邊；通往各軸承的潤(rùn)滑油管布置在軸承回油總管或?qū)Ｓ梅雷o(hù)管里邊；將全部保安設(shè)備與調(diào)速設(shè)備(包括調(diào)速器和油動(dòng)機(jī))，都安裝在特制的防爆油箱或前軸承箱內(nèi)；將冷油器和各油泵都裝在特制的油箱里邊。由于回油管、專用油箱和保護(hù)油管等具有足夠的強(qiáng)度、剛度和容積，實(shí)際上是一個(gè)密封的防爆油箱。套裝式管路布置一般是自前箱底部穿越基礎(chǔ)大梁，垂直向下并水平折向與油箱油面標(biāo)高接近的高度引入油箱。這樣高壓油管路即使破裂發(fā)生滲漏或噴油，只能順回油管或防爆油箱流回主油箱，減少了火災(zāi)隱患。
　　國(guó)外有些機(jī)組將冷油器、立式高低壓油泵、出口逆止門(mén)及五通(或三通)切換閥均布置在油箱之內(nèi)，只有閥門(mén)手輪露在外邊，便于切換操作也大大簡(jiǎn)化了供油設(shè)備之間的管路連接，這樣就消除了油系統(tǒng)設(shè)備漏油到外部的可能性。
　　日本三菱公司生產(chǎn)的TC2F－33．5型350MW機(jī)組，不僅主機(jī)油管路采用套裝式油管路結(jié)構(gòu)，而且汽動(dòng)給水泵的小汽輪機(jī)油管道也采用了這種結(jié)構(gòu)。陡河電廠125MW和250MW日本機(jī)組，大港電廠320MW意大利機(jī)組都采用套裝式油管路結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)是將高壓油管全部套在回油管之內(nèi)，所有管路接頭均用短管采用角焊連接，除個(gè)別采用法蘭以便供檢查拆開(kāi)之外，全部管路無(wú)法蘭連接?；赜凸艿闹睆綖?00～660mm，內(nèi)裝4-6根高壓油管，相當(dāng)于全密封的防爆油箱。由于套裝式油管結(jié)構(gòu)對(duì)防火具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性，因此，國(guó)外大機(jī)組(容量在100MW以上)油系統(tǒng)均采用套裝式油管路，這就從結(jié)構(gòu)上避免了因壓力油管破裂而發(fā)生火災(zāi)的可能性。
　　(5)未采用套裝式油管路結(jié)構(gòu)的汽輪機(jī)油系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)和安裝中應(yīng)盡可能將調(diào)速汽門(mén)和主汽門(mén)油動(dòng)機(jī)的壓力油管和大小油管均布置在運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)主汽門(mén)、熱力管道和高溫?zé)狍w的下邊，或者布置在運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)兩側(cè)開(kāi)鑿和專設(shè)的鋼筋混凝土溝槽內(nèi)，這樣可以防止高壓油噴射到高溫?zé)狍w和電纜等設(shè)備上。
　　油管道與蒸汽管道保溫層外表至少應(yīng)有15cm的間距，以便采取隔離措施。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行的汽輪機(jī)，機(jī)頭附近的熱力管道與高壓油管道平行交錯(cuò)布置區(qū)域，應(yīng)采取可靠的防護(hù)隔離措施。
　　(6)汽輪機(jī)油系統(tǒng)管道、法蘭、鎖母接頭的結(jié)合面在檢修和安裝中應(yīng)嚴(yán)格工藝，認(rèn)真研刮，使結(jié)合面平整，接觸良好。平面接觸時(shí)，接觸面應(yīng)大于整個(gè)平面的75％，且為圓周連續(xù)接觸，又無(wú)徑向貫通的凹槽。球型接頭接觸時(shí)，其接觸面必須呈一狹窄帶狀，全圓周不得有斷續(xù)狀。應(yīng)采用合格的密封膠料和密封墊料，密封墊應(yīng)放正，結(jié)合面螺絲材質(zhì)和數(shù)量應(yīng)符合要求。螺絲緊固用力應(yīng)均勻適當(dāng)，緊固件強(qiáng)度應(yīng)足夠，裝配時(shí)，不應(yīng)強(qiáng)力對(duì)口，不應(yīng)有別勁、歪斜。以達(dá)到不滲油、不漏油的要求。