電動給水泵滑油系統(tǒng)的調(diào)試及處理

鄒偉明，羅吉江

(山東核電有限公司，山東 煙臺 265116)

0 概 述

在壓水堆核電機組中，由給水泵將除氧器給水升壓后，再經(jīng)高壓加熱器升溫，然后供給蒸汽發(fā)生器。某核電機組采用了單級雙吸定速給水泵，由前置泵和主泵構(gòu)成，布置在常規(guī)島側(cè)的零米處。2臺給水泵共用1臺電機，正常運行時，每臺給水泵能提供33.3%的總給水流量，無備用泵[1]。

在調(diào)試給水泵潤滑油系統(tǒng)的過程中，出現(xiàn)了輔助潤滑油泵不能自動停運、給水泵電機回油溫度高等問題。通過排查原因，從根本上解決了這些問題，為后續(xù)同類型機組給水泵潤滑油系統(tǒng)的調(diào)試，提供借鑒。

1 給水泵潤滑油系統(tǒng)

每臺給水泵均配置了獨立的潤滑油站。潤滑油站為整體式布置，應(yīng)用了模塊化設(shè)計。給水泵布置在零m處，是為了確保主給水泵潤滑油回油的通暢，潤滑油箱被布置在地面下的地坑中。給水泵潤滑油系統(tǒng)主要由1個油箱、2臺輔助油泵、1臺安裝在泵軸上的軸頭泵、1臺管殼式冷卻器、1臺雙筒過濾器及相應(yīng)的管道、閥門等設(shè)備構(gòu)成[2]。

1.1 系統(tǒng)流程

當(dāng)給水泵停運后，由給水泵潤滑油系統(tǒng)中的任1臺輔助油泵，提升潤滑油的壓力。潤滑油經(jīng)冷油器冷卻后，經(jīng)過雙筒過濾器進行過濾，再分別為主給水前置泵、電機、變速箱及主給水泵提供潤滑油。

當(dāng)給水泵運行時，安裝在主給水泵軸上的軸頭泵隨之運行，油箱內(nèi)潤滑油經(jīng)軸頭泵升壓后，再進入給水泵潤滑油母管，依次經(jīng)過冷卻器和過濾器，為設(shè)備提供潤滑油。正常運行時，潤滑油系統(tǒng)由軸頭泵供油。當(dāng)主給水泵停運或軸頭泵故障時，由輔助油泵向系統(tǒng)提供潤滑油。潤滑油系統(tǒng)的設(shè)備布置，如圖1所示。

圖1 給水泵潤滑系統(tǒng)的設(shè)備布置

1.2 設(shè)備參數(shù)

采用螺桿泵作為輔助油泵，流量為460 L/min，出口壓力為1.0 MPa。潤滑油系統(tǒng)的供油壓力，為 0.13～0.18 MPa。油箱的有效容積，為6.3 m3。潤滑油系統(tǒng)的供油溫度，為45 ℃。電加熱器的功率，為12 kW,額定電壓，為380 V。

2 給水泵潤滑油系統(tǒng)的調(diào)試

2.1 沖洗潤滑油系統(tǒng)

給水泵潤滑系統(tǒng)中的潤滑油，為32號汽輪機油。在啟動給水泵前，對給水泵潤滑油系統(tǒng)進行沖洗是十分重要的。對給水泵潤滑油系統(tǒng)的沖洗，分為三個階段。第一階段，搭建臨時裝置后，對軸承及管道進行外循環(huán)沖洗。第二階段，拆除臨時裝置，對已恢復(fù)正常狀態(tài)的系統(tǒng)進行沖洗。第三階段，是對電機、水泵軸承進行翻瓦后的沖洗。給水泵沖洗的動力均來自系統(tǒng)自帶的輔助油泵。

第一階段是沖洗潤滑油管道。將軸頭泵吸入管和出口管道進行短接，并拆除了軸頭泵出口和入口油管道上的逆止閥，將給水泵組各軸承和齒輪箱進、出油管道進行短接，并在給水泵組各軸承進油管道上安裝120目的臨時濾網(wǎng)。臨時裝置安裝完成后，采用臨時濾油機，向給水泵潤滑油箱注油至正常油位。主油箱的容積，為6.3 m3。分別啟動2臺輔助油泵進行系統(tǒng)沖洗。在沖洗時，由給水泵潤滑油箱的外接油凈化裝置進行濾油。啟動2臺輔助潤滑油泵，連續(xù)沖洗8 h。然后，采集濾網(wǎng)殘留物進行稱重，濾網(wǎng)殘留物的重量，應(yīng)小于0.5 g，油箱取樣顆粒度小于NAS7級[3]。至此，第一階段的沖洗為驗收合格。

在第二階段沖洗前，需拆除臨時裝置，恢復(fù)系統(tǒng)的正常連接，然后進行沖洗。沖洗時，仍需在給水泵組各軸承進油管道上安裝120目的臨時濾網(wǎng)，驗收標準與第一階段的沖洗標準一致。

第二階段沖洗完成后，再對電機、前置泵的軸瓦進行翻瓦清理。待清理完成后，對系統(tǒng)進行第三階段的沖洗，此階段的沖洗驗收標準，僅需檢測潤滑油的顆粒度，小于NAS7級即可。沖洗完成后，拆除120目的臨時濾網(wǎng)。

2.2 潤滑油系統(tǒng)的調(diào)整

2.2.1 潤滑油油壓的調(diào)整

給水泵潤滑油母管的油壓，可通過潤滑油母管上的自力式調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)。將潤滑油供油母管的油壓，調(diào)整為0.13～0.18 MPa。給水泵及給水前置泵的油壓通過節(jié)流孔板調(diào)節(jié)。給水泵電機潤滑油的壓力利用針型閥調(diào)節(jié)，將各軸承處的供油壓力，調(diào)整為0.03～0.05 MPa。

給水泵潤滑油母管的出口處設(shè)有安全閥，當(dāng)潤滑油壓力高于安全閥整定值(0.4 MPa)時，潤滑油將回流至油箱。

2.2.2 調(diào)整潤滑油的油溫

給水泵潤滑油的溫度，是通過布置在系統(tǒng)中的列管式冷油器進行調(diào)節(jié)，正常油溫為45℃。冷油器的冷卻水來自機組的閉式冷卻水系統(tǒng)。

潤滑油箱內(nèi)有電加熱器。當(dāng)潤滑油的溫度低于15℃，電加熱器投入運行。當(dāng)潤滑油的溫度高于20℃，電加熱器退出運行。

2.3 潤滑油系統(tǒng)的連鎖試驗

當(dāng)潤滑油母管油壓低于0.1 MPa、潤滑油量低于Ⅰ值(設(shè)定值)時，系統(tǒng)報警，將連鎖啟動輔助油泵。當(dāng)潤滑油母管的油壓持續(xù)降低至0.07 MPa、潤滑油量低于Ⅱ值時，系統(tǒng)報警，并在延時10s后，啟動備用輔助油泵。若潤滑油母管的油壓低于0.06 MPa，將按三取二的系統(tǒng)控制邏輯，跳閘給水泵。

若潤滑油溫度低于15℃，電加熱器連鎖投入運行，油溫度高于20℃，電加熱器退出運行。

3 調(diào)試過程中的問題及處理

3.1 軸頭泵注油及排氣問題

在調(diào)試電動給水泵潤滑油系統(tǒng)的過程中，發(fā)現(xiàn)潤滑油系統(tǒng)沒有設(shè)置軸頭泵初始注油時的排氣口，與設(shè)計方溝通后，在軸頭泵出口逆止閥處增加了1根旁路管道，在旁路管道上增加孔徑為2 mm的節(jié)流孔板，以滿足啟動初期注油時的排氣要求。軸頭泵新增注油排氣管道的連接，如圖2所示。

圖2 軸頭泵新增的注油排氣管道

3.2 輔助泵無法自動停運的問題

在電動給水泵潤滑系統(tǒng)中，當(dāng)潤滑油母管油壓低于0.1 MPa時，將連鎖啟動輔助油泵。電動給水泵投入運行5 min后，自動停運給水泵的輔助油泵。在試驗期間，電動給水泵運行5 min后，發(fā)出了停運給水泵輔助油泵的指令，輔助油泵按指令停運，但因停運后潤滑油母管油壓低于0.1 MPa，導(dǎo)致輔助油泵又自動連鎖啟動。經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)其他電動給水泵也存在類似問題。針對連鎖啟動的問題，宜采用3種方法解決。

(1)修改輔助油泵連鎖啟動邏輯。對0.1 MPa連鎖啟動輔助油泵的控制邏輯，增加5 s的延時處理，試驗并檢測潤滑油壓能否在延時5 s內(nèi)恢復(fù)正常。

(2)更換自力式壓力調(diào)節(jié)閥。

(3)提高給水泵潤滑油母管的油壓。

綜合考慮了設(shè)備的實際性能后，決定以提高供油系統(tǒng)整體壓力的方式，規(guī)避輔助油泵突破起泵界限的問題，同時，優(yōu)化給水泵潤滑油母管的壓力限值。經(jīng)多次試驗，在確保電動給水泵正常運行工況下，將給水泵潤滑油系統(tǒng)母管壓力，由0.18 MPa提高至0.24 MPa。再次進行給水泵輔助油泵的停運試驗，系統(tǒng)運行正常。給水泵母管油壓最低降至0.13 MPa，滿足系統(tǒng)要求。

3.3 輔助油泵連鎖啟動的問題

在進行全廠失電及柴油發(fā)電機順序帶載試驗時，在常規(guī)島側(cè)的6臺輔助潤滑油泵，均未按照程序啟動，對柴油發(fā)電機的連接母線進行檢查，均連接正常。手動啟動時，各輔助潤滑油泵運行正常。對柴油發(fā)電機的順序帶載邏輯進行檢查，發(fā)現(xiàn)順序加載指令正常。進一步對給水泵輔助潤滑油泵的啟動邏輯進行排查，發(fā)現(xiàn)加載指令僅送至各輔助潤滑油泵的復(fù)位和投入自動等節(jié)點。因此，新增一路通道，將柴油發(fā)電機帶載指令傳至輔助潤滑油泵的自啟動節(jié)點，重新進行柴油發(fā)電機的順序帶載試驗，電動給水泵輔助油泵的啟動恢復(fù)正常。

3.4 電機軸承的回油溫度異常

在給水泵電機軸承箱底部還自帶了小油箱，軸承內(nèi)部有甩油環(huán)。在電機軸承供油管道上，設(shè)置了針型閥，便于控制軸承的供油量。電機軸承的回油，采用了自流形式。當(dāng)供油油量減少時，回油油量也會同時減少。在給水泵調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)某臺給水泵軸承的油溫過高，達73℃，并且，在軸承座頂部排氣孔出現(xiàn)了冒油現(xiàn)象。對回油管道進行檢查，發(fā)現(xiàn)管道的安裝坡度不符合要求。按照要求調(diào)整了該回油管道的安裝坡度，并調(diào)節(jié)了電機軸承供油管道上針型閥的開度。此時，回油油位上升至回油視窗的3/4處，供油壓力為0.04 MPa，電機軸承的回油溫度恢復(fù)正常。

4 結(jié) 語

給水泵的潤滑油系統(tǒng)，是給水泵重要的組成部分，直接關(guān)系到給水泵的安全運行。在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)及控制上存在的某些問題。采取適當(dāng)措施后，使給水泵潤滑油系統(tǒng)達到了設(shè)計要求，并能滿足電動給水泵安全運行的需要。