透平同步排吸泵調(diào)試過(guò)程問(wèn)題分析

史曉波，崔躍升

(國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

1 工藝概況

某燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電廠配備有3臺(tái)透平同步排吸泵作為整個(gè)電廠的補(bǔ)給水泵。3臺(tái)水泵均為沈陽(yáng)某泵廠制造生產(chǎn)，其進(jìn)口在泵體下方，進(jìn)水管垂直向下布置，具體型式及參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 補(bǔ)給水泵型式及參數(shù)

該泵配有自帶廠家專利技術(shù)：透平同步排吸。所謂的透平同步排吸技術(shù)，是指在泵啟動(dòng)之前，利用配備的透平裝置，對(duì)泵的入口管道及泵體進(jìn)行抽真空操作，將儲(chǔ)存在泵腔以及入口管道內(nèi)的空氣排空，利用大氣壓的作用將水引上來(lái)充滿入口管道以及泵體，達(dá)到啟動(dòng)主泵的必要條件，并利用射氣抽氣器的原理進(jìn)行工作。該泵利用了抽真空技術(shù)將水充滿入口管道及泵體，免去了吸水泵入口管下方的底閥結(jié)構(gòu)，首先減小了吸入管道的阻力，其次避免了入口底閥發(fā)生故障時(shí)帶來(lái)的不必要停機(jī)，另外，該設(shè)備啟動(dòng)前不需要人工注水，泵房可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守，減少人力操作[1]。

2 泵的啟停過(guò)程

2.1 啟動(dòng)過(guò)程

按下A泵啟動(dòng)按鈕，A、B、C透平電機(jī)間隔5 s分別啟動(dòng)運(yùn)行，A、B、C泵透平電磁閥與對(duì)應(yīng)的透平電磁閥及對(duì)應(yīng)的透平點(diǎn)擊同步依次通電打開(kāi)，同時(shí)A泵電磁閥得電打開(kāi)。

透平裝置進(jìn)入引流狀態(tài)，當(dāng)A泵液位傳感器(音叉)接觸到水后，全部透平電機(jī)停止工作，同時(shí)全部透平電磁閥失電關(guān)閉，同時(shí)給A泵發(fā)送啟動(dòng)泵信號(hào)，若3 s內(nèi)泵未啟動(dòng)則啟動(dòng)失敗，若啟動(dòng)成功，主泵控制柜會(huì)顯示主泵運(yùn)行信號(hào)。

2.2 停止過(guò)程

按下A泵停止按鈕，給主泵控制柜發(fā)送停泵信號(hào)，可以使A泵停止運(yùn)行。A泵停運(yùn)后，若另外2臺(tái)設(shè)備未投入運(yùn)行或另外2臺(tái)設(shè)備的主泵已經(jīng)成功啟動(dòng)運(yùn)行后，A泵進(jìn)入排空模式。A泵電磁閥和A泵透平電磁閥在A泵停止與逆行后，延時(shí)30 s依次得電導(dǎo)通，開(kāi)始排空狀態(tài)，排空時(shí)間為60 s，排空結(jié)束后A泵電磁閥和透平電磁閥失電關(guān)閉。

3 調(diào)試過(guò)程中問(wèn)題分析及處理

3.1 補(bǔ)給水泵透平裝置抽真空失敗

3.1.1 現(xiàn)象及解決

初次啟動(dòng)補(bǔ)給水泵過(guò)程中，B補(bǔ)給水泵液位傳感器始終無(wú)法動(dòng)作，透平電機(jī)無(wú)法停止。同時(shí)抽真空母管上就地負(fù)壓表顯示負(fù)壓僅能達(dá)到0.029 MPa。懷疑B泵入口管道存在漏氣現(xiàn)象。后仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，泵入口管道繞行接頭法蘭漏氣，更換墊片后，再次啟動(dòng)透平裝置抽真空正常。

3.1.2 預(yù)防措施

在管道安裝完成后，需要對(duì)整個(gè)入口管道進(jìn)行打壓試驗(yàn)，保證入口管道的嚴(yán)密性，從而順利利用透平裝置將水引入直至注滿泵體[2]。

3.2 補(bǔ)給水泵啟動(dòng)失敗

3.2.1 現(xiàn)象及解決

補(bǔ)給水泵B透平引流結(jié)束，且液位傳感器動(dòng)作后，透平全部停止工作，同時(shí)透平電磁閥關(guān)閉，但是主泵未啟動(dòng)。后經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)化學(xué)PLC邏輯存在問(wèn)題。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)泵的啟動(dòng)邏輯需泵所帶就地控制柜與化學(xué)PLC同時(shí)配合，即液位傳感器將信號(hào)發(fā)至化學(xué)PLC，由化學(xué)PLC發(fā)出指令到電氣開(kāi)關(guān)，從而補(bǔ)給水泵電機(jī)合閘。后修改化學(xué)PLC，再次啟動(dòng)補(bǔ)給水泵B，主泵啟動(dòng)成功。

3.2.2 預(yù)防措施

在設(shè)計(jì)初期，需將整個(gè)泵的控制全部設(shè)計(jì)到就地控制柜或者全部設(shè)計(jì)到化學(xué)PLC，將會(huì)避免該問(wèn)題發(fā)生，同時(shí)也減小了控制邏輯的復(fù)雜程度。

3.3 補(bǔ)給水泵啟動(dòng)后不能建立出口壓力

3.3.1 現(xiàn)象及原因分析

補(bǔ)給水泵B啟動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)其出口壓力首先為0.3 MPa，幾秒后迅速降為0，且此時(shí)其電流為45 A，與泵電機(jī)空載電流相差無(wú)幾。由此可見(jiàn)，此時(shí)泵處在空載狀態(tài)。從該現(xiàn)象中可以看出，泵在啟動(dòng)之前泵體中已經(jīng)充滿水了，但是在啟動(dòng)后幾秒之內(nèi)壓力瞬間降低到0，原因是泵的入口管道中沒(méi)有全部注滿水并存在空氣。該泵的入口管道抽水口到泵入口的水平距離是86 m，而垂直高度只有0.4 m，根據(jù)理論這個(gè)坡度足以使泵在引流狀態(tài)時(shí)其入口管道全部住滿水，且在排空狀態(tài)時(shí)泵體與管道中的水全部回流到河水中。但是由于其垂直高度落差只有0.4 m，在安裝過(guò)程中難免會(huì)有低點(diǎn)的存在。為了證明低點(diǎn)的存在，將泵入口撓性接頭解開(kāi)，用強(qiáng)光手電照射，發(fā)現(xiàn)在入口管道中存在很多積水。由此可以判斷在啟動(dòng)泵時(shí)實(shí)際上是管道的積水注滿了泵體，使液位傳感器動(dòng)作，從而化學(xué)PLC發(fā)出啟動(dòng)泵的指令，而此時(shí)入口管道內(nèi)沒(méi)有全部注滿水還有空氣的存在，造成了泵在啟動(dòng)瞬間出口壓力正常，而使幾秒之后出口壓力瞬間降為0。

3.3.2 解決辦法

入口取水管道豎直部分提高，豎直部分最高端低于給水泵葉輪中心線，將泵入口管道的抽真空管及音叉開(kāi)關(guān)移到泵出口管道，在入口取水管豎直部分頂部安裝抽真空管連接到泵透平裝置，同時(shí)在抽真空裝置汽水分離器頂部安裝音叉開(kāi)關(guān)[3]。具體如圖1所示。該措施可以防止在停泵時(shí)入口管道中的水倒流回到河水中，加快啟泵時(shí)的抽真空速度(首次啟泵除外)，減少啟泵時(shí)間。

修改泵的啟動(dòng)程序。修改后的啟動(dòng)程序如下：將透平啟動(dòng)程序設(shè)置為保證泵A、B、C的真空，即當(dāng)水位降到音叉開(kāi)關(guān)2時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)透平(具體啟動(dòng)幾臺(tái)視情況而定，1對(duì)1或3對(duì)1)，當(dāng)水位升到音叉開(kāi)關(guān)1時(shí)，透平啟動(dòng)停止。同時(shí)音叉開(kāi)關(guān)2又作為化學(xué)PLC的啟動(dòng)補(bǔ)給水泵允許信號(hào)。只有當(dāng)音叉開(kāi)關(guān)2信號(hào)發(fā)給化學(xué)PLC(即補(bǔ)給水泵中液位高于音叉開(kāi)關(guān)2)，才能在化學(xué)控制室啟動(dòng)補(bǔ)給水泵[4]。同時(shí)，取消了補(bǔ)給水泵的排空過(guò)程。

修改后的啟動(dòng)程序配合更改后的系統(tǒng)可以保證補(bǔ)給水泵在任意時(shí)刻都處于備用狀態(tài)，在使用時(shí)可以立刻啟動(dòng)補(bǔ)給水泵，較更改之前減少啟泵時(shí)間。

(a)改前系統(tǒng)

(b)改后系統(tǒng)圖1 補(bǔ)給水泵管路更改前后比較

3.3.3 預(yù)防措施

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡可能減小入口管道的長(zhǎng)度。若長(zhǎng)度無(wú)法減小則加大入口管道的坡度，使泵在停止過(guò)程中回水流暢，入口管道不會(huì)存在積水的現(xiàn)象[5]。同時(shí)謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)啟動(dòng)及停止程序，在設(shè)計(jì)啟動(dòng)及停止程序務(wù)必簡(jiǎn)單方便且符合現(xiàn)場(chǎng)的要求。

3.4 出口門全開(kāi)后壓力迅速降到0

在泵啟動(dòng)正常后，邏輯設(shè)計(jì)為延時(shí)5 s全開(kāi)出口電動(dòng)蝶閥。但是在實(shí)際啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出口開(kāi)度到40%時(shí)，泵的出口壓力以及流量已經(jīng)到了額定工況。再繼續(xù)開(kāi)出口蝶閥時(shí)，泵的電機(jī)出現(xiàn)過(guò)流現(xiàn)象。同時(shí)開(kāi)出口門的速度過(guò)快會(huì)造成泵的出口壓力迅速降到0，造成掉泵現(xiàn)象的發(fā)生。

對(duì)于該問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析和討論，決定將出口電動(dòng)蝶閥改為出口電動(dòng)調(diào)節(jié)門。同時(shí)，將泵啟動(dòng)后延時(shí)5 s聯(lián)鎖開(kāi)出口門的邏輯取消，需在啟泵后運(yùn)行人員根據(jù)泵的出口壓力及流量手動(dòng)設(shè)定出口調(diào)節(jié)門的開(kāi)度，同時(shí)在調(diào)整過(guò)程中需時(shí)刻監(jiān)視補(bǔ)給水泵電機(jī)電流[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)調(diào)試過(guò)程中的多次試驗(yàn)和分析，找到問(wèn)題所在同時(shí)提出來(lái)解決辦法及預(yù)防措施。對(duì)于同類型的水泵遇到相似的問(wèn)題，可以參考本文中給出的解決方法。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮實(shí)際情況，預(yù)防該類問(wèn)題的出現(xiàn)。

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