給水泵汽輪機(jī)油泵連鎖故障的探究

陳廣飛

摘? 要：給水泵汽輪機(jī)的機(jī)組容量比較大，制造廠家在制造的過程中會不斷進(jìn)行創(chuàng)新，各項(xiàng)參數(shù)都有所提高，單位為了節(jié)省投資成本，整體的配置水平還比較低，有些新的給水泵汽輪機(jī)在應(yīng)用過程中的安全性和穩(wěn)定性得不到保障。本文主要對600MW 超臨界機(jī)組給水泵汽輪機(jī)的連鎖故障進(jìn)行了分析，通過對系統(tǒng)進(jìn)行完善，讓機(jī)組在應(yīng)用過程中油泵可以正常連鎖，并設(shè)計(jì)了科學(xué)的方案對系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足給水泵汽輪機(jī)的應(yīng)用要求。

關(guān)鍵詞：給水泵汽輪機(jī);油泵;連鎖故障

給水泵汽輪機(jī)在電廠的運(yùn)營中有著非常重要的作用，其關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)營的安全性和穩(wěn)定性。如果給水泵汽輪機(jī)在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)連鎖故障，就會出現(xiàn)跳機(jī)的情況，很容易引發(fā)安全事故。給水泵汽輪機(jī)中比較常見的油泵連鎖問題有兩種，一種是機(jī)組設(shè)備配置比較低，不滿足給水泵汽輪機(jī)的應(yīng)用需求，另一種是設(shè)備沒有進(jìn)行詳細(xì)校驗(yàn)，通過采取有效的方法對以上問題進(jìn)行改進(jìn)，有效避免了油泵連鎖故障現(xiàn)象，可以促進(jìn)給水泵汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、故障現(xiàn)象及可能原因

某電廠應(yīng)用了A和B兩臺水泵汽輪機(jī)，兩臺設(shè)備都分別應(yīng)用了1、2號交流主油泵和一個(gè)直流泵。給水泵汽輪機(jī)在應(yīng)用的過程中有兩種作用，一種是起到潤滑作用，一種是對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果使用期間其中一臺油泵出現(xiàn)跳閘的情況，另一臺油泵就會進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是整體的油壓會出現(xiàn)大幅度下降的情況，這就容易出現(xiàn)給水泵汽輪機(jī)跳機(jī)的情況，從而引發(fā)安全事故。

分析認(rèn)為可能有以下原因引起小機(jī)跳機(jī)：第一，2臺泵的?！獑㈤g隔時(shí)間過長，造成油泵連鎖動(dòng)作響應(yīng)遲緩，引起了透平保安油壓下降超限，使機(jī)組跳機(jī);第二，在一臺交流泵停止的瞬間，造成透平保安油壓的瞬間降低，而恰好此時(shí)危急遮斷器滑閥的活塞在彈簧力的作用下被提前開啟（危急遮斷器滑閥未按規(guī)定壓力———定值為0.088MPa動(dòng)作），使透平油失壓薄膜閥動(dòng)作;第三，油泵質(zhì)量不好，在實(shí)際應(yīng)用的過程中油壓無法快速達(dá)到使用范圍，導(dǎo)致油壓下降的幅度超過限定范圍，這就容易導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)的情況。第四，儀控元件的靈敏度比較差，動(dòng)作緩慢很容易受到外界因素的干擾而出現(xiàn)異常情況，從而導(dǎo)致跳機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生。第五，薄膜閥發(fā)生異常的情況，導(dǎo)致油壓的變化幅度比較大，這就會引起機(jī)組跳機(jī)的現(xiàn)象。第六，給水泵汽輪機(jī)整個(gè)系統(tǒng)存在不穩(wěn)定的情況，在兩臺油泵切換過程中，出現(xiàn)不能維持機(jī)組正常運(yùn)行的情況，在油壓沖擊下就容易發(fā)生跳機(jī)。

二、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)及原因分析

1、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)

鑒于此種嚴(yán)峻情況，我們懷疑汽輪機(jī)廠的小機(jī)油系統(tǒng)可能存在以下問題，為此與汽輪機(jī)廠的專家在現(xiàn)場進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

（1）不做油泵切換

單獨(dú)啟動(dòng)1號交流泵，機(jī)組可實(shí)現(xiàn)正常掛閘;單獨(dú)啟動(dòng)2號交流泵，機(jī)組同樣可以實(shí)現(xiàn)正常掛閘。

（2）小機(jī)主油泵聯(lián)鎖切換實(shí)驗(yàn)。

①開啟電泵運(yùn)行，將小機(jī)負(fù)荷切換至電泵。

②進(jìn)行小機(jī)主油泵聯(lián)鎖切換：檢查、記錄低油壓停機(jī)是否發(fā)出信號。確認(rèn)發(fā)出信號;檢查、記錄小機(jī)主油泵聯(lián)鎖啟動(dòng)時(shí)間。實(shí)際觀察兩泵連鎖間隔時(shí)間約0.8秒，保證在1秒鐘以下。排除第一種“?！獑㈤g隔時(shí)間過長”可能跳機(jī)的情況;檢查、記錄薄膜閥上腔油壓變化數(shù)值?，F(xiàn)用滑閥0.3～0.4MPa就已動(dòng)作，而規(guī)定到定值為0.088MPa才能動(dòng)作。第二種“危急遮斷器滑閥提前開啟泄壓”引起跳機(jī)情況存在;另一臺備用油泵自啟動(dòng)時(shí)，就地觀察油泵出口母管壓力情況，壓力建立較為正常。排除第三種“油泵質(zhì)量不好”可能跳機(jī)的情況;確認(rèn)壓力開關(guān)63/TVO數(shù)值，確認(rèn)電磁閥20/RS、20/TT動(dòng)作正常。排除第四種“儀控元件動(dòng)作遲緩或異常動(dòng)作”可能跳機(jī)情況;檢查、記錄直流油泵是否啟動(dòng)。直流油泵能啟動(dòng)。

③將潤滑油泵通向危急遮斷器滑閥管路上節(jié)流孔板取出，用普通鋼板替換試驗(yàn)，并關(guān)閉噴油實(shí)驗(yàn)隔離閥，屏蔽低油壓停機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，切斷直流事故油泵，小機(jī)跳機(jī)依然發(fā)生。存在第六種可能跳機(jī)情況。

④再次進(jìn)行主油泵聯(lián)鎖切換。檢查、記錄薄膜閥上腔油壓變化數(shù)值。

⑤恢復(fù)系統(tǒng)。

2、原因分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，基本可以排除以下4種可能跳機(jī)的原因：①2臺泵的停—啟間隔時(shí)間過長;②油泵質(zhì)量不好，在油泵啟動(dòng)時(shí)壓力建立太慢，引起油壓下降超限，使機(jī)組跳機(jī);③儀控元件動(dòng)作遲緩或異常動(dòng)作引起機(jī)組跳機(jī);④薄膜閥異常動(dòng)作使油壓波動(dòng)引進(jìn)小機(jī)跳機(jī)。

三、解決方案

第一，要求生產(chǎn)廠家對給水泵汽輪機(jī)油泵進(jìn)行重新加工，保證機(jī)組在應(yīng)用過程中出現(xiàn)問題，可以自動(dòng)切斷，避免造成較大的安全事故，應(yīng)用的設(shè)備元件都要進(jìn)行全面的校驗(yàn)，合格后才能將其應(yīng)用到給水泵水輪機(jī)中，確保在有需要時(shí)可以及時(shí)更換;第二，生產(chǎn)廠家需要增加蓄能器，讓油泵在切換的過程中保持油壓不變， 這樣可以避免油壓變化幅度較大而出現(xiàn)的跳閘現(xiàn)象;第三，增加止回閥，使其可對油泵出潤滑油的量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，讓油壓保持在正常的范圍內(nèi)，使其可以緩慢下降，避免出現(xiàn)超限現(xiàn)象。

1、改造方案一

擬采用每組一只40L蓄能器及組件，安裝在交流油泵出口至調(diào)速系統(tǒng)油管上，以緩解油泵聯(lián)鎖時(shí)帶來的安全油壓力波動(dòng)。采用立式地面安裝，管路部件采用不銹鋼管件。位置在6.9米層。另在調(diào)節(jié)系統(tǒng)上增設(shè)止回閥。

2、改造方案二

擬采用每組4只40L蓄能器及組件，安裝在一臺給水泵汽輪機(jī)交流油泵出口的潤滑油母管上，以緩解油泵聯(lián)鎖時(shí)帶來的壓力波動(dòng)。采用立式地面安裝，管路部件采用不銹鋼管件。位置在0米層。

3、方案選定

方案二為調(diào)研同類型電廠改造成功方案，無風(fēng)險(xiǎn)，但現(xiàn)場布置困難，占用空間大，且費(fèi)用昂貴。方案一原理可行，但未經(jīng)檢驗(yàn)。綜合研究后，按方案一執(zhí)行。這樣，系統(tǒng)改動(dòng)較少，又節(jié)約改造成本。

4、實(shí)際效果

執(zhí)行方案一。同時(shí)，更換了新滑閥組件。試驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)改進(jìn)是成功的，這個(gè)方案的實(shí)際效果完全滿足油泵正常連鎖要求。運(yùn)行近一年來，現(xiàn)場未發(fā)生因小機(jī)油泵連鎖故障而引起跳機(jī)事故，小機(jī)運(yùn)行十分平穩(wěn)。

結(jié)語

小機(jī)油泵連鎖中出現(xiàn)的兩大問題———系統(tǒng)配置不成熟及小機(jī)危急遮斷滑閥不合格（未按要求校驗(yàn)），通過采用系統(tǒng)增設(shè)蓄能器、止回閥及更換新小機(jī)危急遮斷滑閥組件306.378Z-2兩種措施，彌補(bǔ)了系統(tǒng)本身存在設(shè)計(jì)及設(shè)備缺陷，維持了瞬間油壓不變。實(shí)踐證明，解決了因小機(jī)油泵聯(lián)鎖故障而引起跳閘的重大設(shè)備隱患，能保證小機(jī)乃至發(fā)電廠主機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]安欣，駱貴兵，劉國弼，等.超臨界機(jī)組給水泵汽輪機(jī)異常跳閘的分析及處理[J].熱力發(fā)電，2012，41（7）：82-124.

[2]何兆波.給水泵小汽輪機(jī)油泵聯(lián)鎖跳小機(jī)故障分析與改進(jìn)[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013.