北京华能热电厂氢爆事故调查研究报告.docx

北京华能热电厂“3.13”氢爆事故调查汇报事故回顾：3月13日14时47分，在北京市朝阳区王四营乡观音堂村100号华能北京热电有限责任企业2号汽轮发电机组忽然发生爆炸燃烧，火势快速蔓延，并产生大量浓烟此次事故未造成人员伤亡，共造成直接经济损失988.46万元事故原因： 叶轮轮缘断裂和叶片脱落123千克，机组轴系发生猛烈振动，造成轴和轴瓦严重磨损、轴封和氢气密封系统失效，润滑油和氢气发生大量泄漏，和励磁系统火花接触后发生爆炸和燃烧事故发生后，国家能源局和北京市委市政府高度重视，立即开启应急响应，北京市副市长张延昆同志对做好善后处理和事故调查工作提出了明确要求国家能源局委托国家能源局华北监管局组织调查经请示北京市政府，国家能源局华北监管局牵头，会同北京市安全生产监督管理局、北京市发展和改革委员会、北京市公安局消防局、华能华北分企业，组成了华能北京热电有限责任企业“3•13”2号机组事故调查组，依据《电力安全事故应急处理和调查处理条例》(国务院第599号条例)和《生产安全事故汇报和调查处理条例》(国务院第493号条例)开展事故调查事故调查组根据“四不放过”和“科学严谨、依法依规、实事求是、重视实效”标准，经过现场勘验、查阅资料、调查取证、试验测试、检测判定和教授分析论证，查明了事故发生原因、经过和直接经济损失等情况，认定了事故性质和责任，提出了对相关责任单位处理提议，并针对事故原因及暴露出问题，提出了事故防范方法。

一、基础情况(一)事故单位情况华能北京热电有限责任企业(又名华能北京热电厂)，在北京市朝阳区，毗邻东五环，隶属于中国华能集团企业现在电厂总装机容量1768兆瓦，为热电联产企业，被北京市确定为东南热电中心电厂分两期工程建设，一期工程安装4台前苏联(俄罗斯)产燃煤发电机组，1999年全部投产，发电装机容量845兆瓦，供热能力1300兆瓦;二期工程安装“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组，底投产，发电装机容量923兆瓦，供热能力650兆瓦电厂还建有供热专用燃气热水炉，全厂供热能力占北京市集中管网供热三分之一，供热面积5000余万平方米，是北京市发电能力最大、中国供热能力最大热电厂二)事故设备情况发生事故是华能北京热电厂2号机组，机组容量165兆瓦，供热能力133兆瓦，于1998年1月21日投产2号机组锅炉采取德国巴布科克生产W型火焰带飞灰复燃装置液态排渣塔式直流炉，型号为WGZ830/13.7-1;汽轮机为俄罗斯乌拉尔汽轮发动机厂制造带工业抽汽及采暖供热双抽机组，型号为PT-140/165-130/15-2;发电机由俄罗斯圣彼得堡电力工厂制造，额定功率165兆瓦，型号为ТВВ-167-2ЕУ3机组自投产至今大修过3次，最近一次大修在5月完成。

主厂房为单层大跨度彩钢结构厂房，占地面积0平方米，建筑面积84885平方米，建筑高度27米二、事故发生经过、应抢救援情况(一)事故发生经过3月13日14时47分，2号机组出力140兆瓦，带供热负荷580吉焦/小时14时47分，汽轮发电机组忽然猛烈振动，在6号轴瓦处发生爆炸(氢气爆炸)，几秒钟后其它轴瓦处接连起火，火势快速蔓延，并引燃厂房顶棚，产生大量浓烟，2号机组跳闸二)应抢救援及现场处理情况事故发生后，电厂值班人员立即通知电厂专职消防队进行救火，并拨打119报警14时52 分，1号机组除氧器水位快速上涨，无法维持运行，当班值长令 1号机组破坏真空紧急停机15时13 分，1号机组转速到零，值班员投入盘车后撤离一单元控制室15时17分，受浓烟影响，值班员有序撤离二单元控制室电厂依据火势蔓延情况立即疏散了现场全部些人员北京市公安局消防局于14时49分接警，快速调派18个消防中队、91辆消防车、540余名消防官兵赶赴现场处理北京市委、市政府、公安部、市公安局、市消防局等领导到场指挥，现场采取了“强攻近战、内外夹击、分片分段堵截、消亡火灾”战术方法，至16时左右将明火全部扑灭16时22分，电厂值班员进入控制室陆续恢复其它机组生产运行。

三、事故损失情况事故造成2号发电机组跳闸，1、3、4号发电机组接连避险停运，全厂损失电力负荷640兆瓦，事故未造成对用户停供电，未对电网和热网运行造成实质性影响事故引发火灾造成2号汽轮发电机组表面大部分过火，轴瓦、励磁小轴、轴承箱等部分设备损毁，汽机辅机设备大部分过火，部分损毁，2号机组所处厂房顶棚钢梁过火，局部顶棚烧穿，厂房0米、4米、6米、12米平台多数竖直钢梁、楼梯过火，相邻厂房顶棚部分损毁，部分窗户玻璃破损事故引发火灾关键是汽轮机油、氢气、建筑材料和电缆等易燃物品燃烧依据运行统计估算，当日2号机溢出汽轮机油约5000升，漏出氢气量约15.5立方米依据消防部门估算，过火面积约500平方米经事故经济损失评定单位中国电力企业联合会司法判定中心评定，此次事故直接经济损失为988.46万元四、事故原因调查组经查勘事故现场，分析机组运行监控系统各类信号和数据，问询电厂运行和检修人员，未发觉人为误操作、运行管理渎职和恶意破坏原因调查组经技术分析后认为，事故原因是因为华能北京热电厂2号机组汽轮机第20级叶轮轮缘在运行中忽然断裂钢铁研究总院和华北电力科学研究院技术判定确定，该轮缘断裂属于在应力和腐蚀性介质共同作用下发生应力腐蚀断裂。

经查对机组原始设计资料，20级叶轮正处于干、湿蒸汽交替区，含有发生应力腐蚀条件汽轮机长久运行过程中，在应力和腐蚀性介质共同作用下，首先在叶轮反T形槽内壁上方根部形成微裂纹，伴随应力腐蚀裂纹扩展，裂纹面积越来越大，剩下承载面积越来越小，当剩下承载面积不足以承受叶片离心力作用时，剩下面积将以剪切方法瞬时断裂，从而造成轮缘脱落轮缘截面图：其次，20级轮缘加工工艺粗糙，材质存在缺点经北京北重汽轮电机有限责任企业检测，20级轮缘反T形槽加工工艺粗糙，多个部位粗糙度达成6.3微米，远远大于同类型机组技术引进单位哈尔滨汽轮机厂《汽轮机关键零部件(转子部分)加工装配技术条件》要求3.2微米;现场测量反T形槽两个R角低于0.3毫米，也低于上述技术条件工艺不规范部位会造成应力高度集中，使断裂更易发生20级轮缘材质经华北电科院金属检验，材质和国产34CrNi1Mo型号钢材近似，关键强度特征满足中国家标准准要求，但冲击韧性和断面后延伸率低于标准，材料表现偏脆、硬和韧性较低第20级叶轮轮缘断裂后，连带39片叶片脱落在汽轮机低压缸内因为总体脱落质量达成了123千克，造成汽轮发电机组轴系严重失衡，机组轴系发生了猛烈振动，造成轴和轴瓦严重磨损，同时造成轴封和氢气密封系统失效。

随即，润滑油和氢气发生大量泄漏因为润滑油和氢气全部属于可燃物，接触空气后，加之存在正常运行励磁系统火花和高温轴系转动部位，润滑油和氢气发生了猛烈爆炸和燃烧五、事故性质经调查认定，“3•13”华能北京热电有限责任企业2号机组事故是一起设备质量缺点造成通常设备事故六、对事故相关责任单位处理提议因为事故是因设备质量缺点造成，提议不对华能北京热电有限责任企业和相关责任人员进行行政处罚事故设备制造单位为俄罗斯乌拉尔汽轮发动机厂，对事故发生负有产品质量责任该设备以易货贸易方法引进，制造期间正处于前苏联解体时期，对责任单位提议由相关部门依法处理七、暴露问题(一)中国在役苏联解体时期生产制造大型发电机组设备可靠性不高，其老化速度可能较快，尤其是部分部件加工质量通常，加工工艺不能满足中国生产技术标准要求二)电力行业普遍缺乏对汽轮机转子应力腐蚀研究，因为中国多年未出现应力腐蚀事故案例，发电企业普遍缺乏在此方面防范意识现在中国在役同类型机组也可能存在同类事故隐患三)现行发电机组定时检修和试验技术标准对这类俄制机组针对性不足检修和试验技术标准中缺乏对机组长久运行和频繁调峰后，开展套装转子应力集中部位和干、湿蒸汽交替区域检验和维护内容。

八、事故防范和整改方法(一)华能北京热电有限责任企业应深入加强设备事故隐患管理工作，不停完善设备巡视检验和实时监控，强化长久监测数据分析应用，尤其是对机组异常监测数据，应立即采取方法，必需时，联合制造厂家和研究机构对问题根本分析、全方面排查二)华能国际电力股份、华能华北分企业、华能北京热电有限责任企业应主动推进汽轮机组转子、叶轮、叶片等部件金属试验研究工作，提升金属部件事故隐患排查治理能力;对其它俄制汽轮机组通流部件金属材质和机械性能应进行检验，并对设计上应力集中区域加以具体分析，评定其安全性，立即研究制订和实施改善方法，避免这类事故再次发生三)华能国际电力股份、华能华北分企业、华能北京热电有限责任企业应认真吸收此次事故经验教训，举一反三，全方面落实企业安全生产主体责任，严格细致地做好设备基础性管理工作，并发挥集团优势，加强安全生产技术交流，全方面提升发电运行整体安全水平。