黄源芳:萨扬惨案谁之过?
2010-04-01 09:57:43 来源:《 中国能源报 》
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电力18讯: 根据俄罗斯政府公布的萨扬事故原因技术调查报告披露情况看,事故发生的原因和暴露的问题是多方面的:机组运行中水轮机轴承振动幅值严重超标而未按规定“卸荷并停机”;在制造厂商文件和电站运行文件中,均无保证检查紧固件状况的标准和紧固件的使用期限;在机房受淹,保护和控制回路电压消失时,导水机构不能自动关闭;中控室没有关闭进水口快速事故闸门的控制开关……所有的一切应急预案、应急措施、应急通讯似乎都没有发挥作用。
49个螺栓:
大限已到是导火索
事故调查人员发现,躺在萨扬-舒申斯克2号机坑内的油混水中的机件,除了水轮机大轴、转轮、发电机转子等转动部件外,竟还有机组的承重部件顶盖和支撑在顶盖上的发电机推力支架等固定部件。这“一串”部件中的顶盖从原来的位置与浇灌在混凝土内的联结部件――座环脱开了,窜升10米左右倒在发电机层楼板上。而用于将顶盖紧固在水轮机座环上的80个螺栓中的49个螺栓,在事故发生时未能起到“联结紧固”的作用,成为酿成这一悲剧的直接原因。
在对这关键的49个螺栓断口逐个检验后发现,有41个螺栓螺纹断裂的疲劳断口面积平均达64.9%。断口面积占螺栓面积70%以上的螺栓有14个,甚至有8个螺栓断口断裂面积超过90%!也就是说,螺栓已完全失去承载能力。用探伤方法检验后还发现螺母上有较长不连续的裂缝,螺圈上也有本不容许存在的缺陷。
萨扬水电站的10台64万千瓦水轮发电机组,首台在1978年12月投入运行,最后一台于1985年12月投产发电。制造厂家规定的紧固件使用寿命与设备本身的使用寿命都是30年。而至事故发生时,水轮机已运行29年10个月。早在1997年,俄罗斯就制订计划,提出对功率在30万千瓦以上的64座水电站进行设备更新,其中包括更换154台转桨式和29台混流式水轮机。可是,直到2002年,俄罗斯只更换了8台机组。
运行:
安全限制的缺失
水电站水轮机的运行区域是经过设计、模型试验和电站运行试验确定的。萨扬水轮机分成4个区域:容许运行区、不推荐运行区、推荐运行区、临时禁止运行区。但是,限于当时的技术水平,推荐运行区的负荷调整范围太窄,在事故发生前的负荷调整范围只有7万千瓦。
惨案发生前一天,电站内的2号机组,负荷变化幅度超过7万千瓦达12次。事故当日零时至2时30分,发电负荷从44.15万千瓦降低至28万千瓦,而从4时12分至7时5分发电负荷又增加至41万千瓦,变化达16万千瓦。计划出力的这种变化迫使2号机组从其投入工作时刻起,相继6次通过不推荐运行区域。从前次维修结束重新投入运行后,2号机组总共210次处于不推荐运行区域,总共运行时间超过2500秒,水轮机轴承振动幅值严重超标。这种运行方式,是造成“惨案”的主要原因之一。
萨扬机组设计上明确了不同运行分区,但是没有设定在各区域运行的安全限制,电网调度部门以首选的负荷调整机组――2号机作为“自动发电控制”运行机组,这个外部原因加之联接顶盖和座环的49个“不作为”的螺栓,导致了惨案的最终发生。
机电设备:
“配角”也惹祸
水工专业和机电专业是支撑整个水电工程建设和运行管理的两大支柱。我们通常将调控水库水位、监测大坝安全、“将水变成电”和“把电送出去”的设备统称为机电设备,这是水电工程总体建设中不可或缺的重要组成部分。一般认为,机电设备不是在施工现场“造就”出来的,而是在工厂“加工”出来的。机电设备是“钢”的,材料好,加工精确,一般不应该会引发事故。因此,在水电工程建设中“机电设备”往往处于“配角”地位,引发事故的风险也似乎要小些。
萨扬水电站在水工技术方面创造了多项世界纪录,但也出现过不少问题和事故。例如,施工初期一些柱状混凝土浇筑块出现裂缝,坝基渗水,消力池受破坏。在未加控制的条件下泄洪,曾使水电站厂房受淹,使消力池底护面严重破坏,导致消力池底护面受到严重损毁。这些发生在水工建筑物上的事故,后来通过修复也就可以正常运用了。人们怎么也不曾想到,正在电站厂房内运行的2号机组,是惨案发生的源头。紧接着电站厂用电系统、通信系统、保护系统、自动化系统均遭到破坏,殃及其他9台机组,拉垮了3台机组的厂房。
这次直接由机动设备引发的萨扬惨案,使人们认识到了机电设备对水电工程也同样重要。这将会使人们对水电站机电设备的规划设计、工程建设和运营管理方面的重要性重新定位,将改变过去“水工是老大,机电无所谓”的片面认识。
(黄源芳口述 本报记者傅 雯/采访整理)
49个螺栓:
大限已到是导火索
事故调查人员发现,躺在萨扬-舒申斯克2号机坑内的油混水中的机件,除了水轮机大轴、转轮、发电机转子等转动部件外,竟还有机组的承重部件顶盖和支撑在顶盖上的发电机推力支架等固定部件。这“一串”部件中的顶盖从原来的位置与浇灌在混凝土内的联结部件――座环脱开了,窜升10米左右倒在发电机层楼板上。而用于将顶盖紧固在水轮机座环上的80个螺栓中的49个螺栓,在事故发生时未能起到“联结紧固”的作用,成为酿成这一悲剧的直接原因。
在对这关键的49个螺栓断口逐个检验后发现,有41个螺栓螺纹断裂的疲劳断口面积平均达64.9%。断口面积占螺栓面积70%以上的螺栓有14个,甚至有8个螺栓断口断裂面积超过90%!也就是说,螺栓已完全失去承载能力。用探伤方法检验后还发现螺母上有较长不连续的裂缝,螺圈上也有本不容许存在的缺陷。
萨扬水电站的10台64万千瓦水轮发电机组,首台在1978年12月投入运行,最后一台于1985年12月投产发电。制造厂家规定的紧固件使用寿命与设备本身的使用寿命都是30年。而至事故发生时,水轮机已运行29年10个月。早在1997年,俄罗斯就制订计划,提出对功率在30万千瓦以上的64座水电站进行设备更新,其中包括更换154台转桨式和29台混流式水轮机。可是,直到2002年,俄罗斯只更换了8台机组。
运行:
安全限制的缺失
水电站水轮机的运行区域是经过设计、模型试验和电站运行试验确定的。萨扬水轮机分成4个区域:容许运行区、不推荐运行区、推荐运行区、临时禁止运行区。但是,限于当时的技术水平,推荐运行区的负荷调整范围太窄,在事故发生前的负荷调整范围只有7万千瓦。
惨案发生前一天,电站内的2号机组,负荷变化幅度超过7万千瓦达12次。事故当日零时至2时30分,发电负荷从44.15万千瓦降低至28万千瓦,而从4时12分至7时5分发电负荷又增加至41万千瓦,变化达16万千瓦。计划出力的这种变化迫使2号机组从其投入工作时刻起,相继6次通过不推荐运行区域。从前次维修结束重新投入运行后,2号机组总共210次处于不推荐运行区域,总共运行时间超过2500秒,水轮机轴承振动幅值严重超标。这种运行方式,是造成“惨案”的主要原因之一。
萨扬机组设计上明确了不同运行分区,但是没有设定在各区域运行的安全限制,电网调度部门以首选的负荷调整机组――2号机作为“自动发电控制”运行机组,这个外部原因加之联接顶盖和座环的49个“不作为”的螺栓,导致了惨案的最终发生。
机电设备:
“配角”也惹祸
水工专业和机电专业是支撑整个水电工程建设和运行管理的两大支柱。我们通常将调控水库水位、监测大坝安全、“将水变成电”和“把电送出去”的设备统称为机电设备,这是水电工程总体建设中不可或缺的重要组成部分。一般认为,机电设备不是在施工现场“造就”出来的,而是在工厂“加工”出来的。机电设备是“钢”的,材料好,加工精确,一般不应该会引发事故。因此,在水电工程建设中“机电设备”往往处于“配角”地位,引发事故的风险也似乎要小些。
萨扬水电站在水工技术方面创造了多项世界纪录,但也出现过不少问题和事故。例如,施工初期一些柱状混凝土浇筑块出现裂缝,坝基渗水,消力池受破坏。在未加控制的条件下泄洪,曾使水电站厂房受淹,使消力池底护面严重破坏,导致消力池底护面受到严重损毁。这些发生在水工建筑物上的事故,后来通过修复也就可以正常运用了。人们怎么也不曾想到,正在电站厂房内运行的2号机组,是惨案发生的源头。紧接着电站厂用电系统、通信系统、保护系统、自动化系统均遭到破坏,殃及其他9台机组,拉垮了3台机组的厂房。
这次直接由机动设备引发的萨扬惨案,使人们认识到了机电设备对水电工程也同样重要。这将会使人们对水电站机电设备的规划设计、工程建设和运营管理方面的重要性重新定位,将改变过去“水工是老大,机电无所谓”的片面认识。
(黄源芳口述 本报记者傅 雯/采访整理)
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