給水泵汽輪機油泵故障跳閘處理方法
摘 要： 甘肅大唐國際連城發(fā)電有限責任公司3、4號機組自2005年投運以來，多次出現(xiàn)因給水泵汽輪機油泵故障而引起的給水泵汽輪機跳閘事件，嚴重影響了機組安全穩(wěn)定運行。經(jīng)過對給水泵汽輪機油泵連鎖及油泵性能的多次試驗，我們查明了跳閘原因，并對給水泵汽輪機油系統(tǒng)進行了改進。在給水泵汽輪機操作油及潤滑油系統(tǒng)加裝蓄能器作為輔助油源，用逆止閥隔斷蓄能器與溢流閥之間油管路，在油泵故障時維持安全油壓、潤滑油壓的連續(xù)性，保證了給水泵汽輪機不跳閘，從而穩(wěn)定了機組的安全運行，成功解決了由于給水泵汽輪機油泵故障而引起跳閘的問題。
關(guān)鍵詞：小汽輪機 跳閘 蓄能器 油系統(tǒng)
前言
連城發(fā)電公司3、4號機組為N300-16.7/537/537型、亞臨界、一次中間再熱、凝汽式汽輪機，額定蒸汽量為1024t/h。機組給水系統(tǒng)配置了兩臺50 %負荷的給水泵汽輪機(以下簡稱小機)和一臺50%負荷電動給水泵，小機為TGQ型6MW汽輪機。配備的小機油系統(tǒng)由兩臺交流油泵和一臺直流油泵，同時配置油箱及排煙裝置。該油系統(tǒng)不參與小機配汽機構(gòu)的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)系統(tǒng)由主汽輪機抗燃油系統(tǒng)提供，控制系統(tǒng)由獨立的'MEH控制系統(tǒng)完成。油箱交流油泵為型號：YB-E200/50-CC雙聯(lián)葉片泵。直流潤滑油泵是單葉片泵，型號為YB-E200，以便在故障狀態(tài)下為小機提供緊急備用油源。其中交流油泵高壓油出口及低壓油出口均配備溢流閥，調(diào)整后壓力分別為2.5MPa和0.25MPa。 小機正常運行時，交流油泵供保安系統(tǒng)用油和潤滑系統(tǒng)用油，油泵出口分操作油和潤滑油。操作油分為兩路，一路直接供低壓主汽門操作用，另一路經(jīng)節(jié)流孔板后接入安全油壓，供打閘電磁閥、低壓主汽門卸荷閥，危急遮斷器等用油。
一、現(xiàn)場實際情況及問題分析
我公司3、4號機組自2005年投產(chǎn)以來，小機油泵在運行中出現(xiàn)下列異常情況，給我公司設(shè)備安全穩(wěn)定運行帶來了不良影響和很大的損失。2007年4月小機主油泵在運行期間軸承碎裂卡死，備用油泵未聯(lián)啟導致汽泵跳閘，鍋爐汽包水位波動無法控制，造成主機非停。2008年3月小機油泵電流突然降低至4A，操作油及潤滑油壓持續(xù)下降至跳機值，備用油泵未聯(lián)啟，待小機跳閘后手動操作備用油泵啟動，經(jīng)解體檢查尼龍棒加工的對輪銷已全部斷裂。
目前主要存在的問題為：1、運行油泵卡澀或?qū)喡?lián)接銷斷裂后，備用油泵聯(lián)啟時小機跳閘。2、小機跳閘后電泵不能及時聯(lián)啟造成汽包水位波動，引起主機跳閘，鍋爐滅火等非停事件。
二、問題分析及及方案研究
機組正常運行時，安全油壓泄漏主要是各滑閥間隙的微量滲漏，機組安全油的泄油通道有危急遮斷滑閥，輔助油門控制器，低壓主汽門，遮斷電磁閥、打閘滑閥，這些泄油通道在機組正常運行時處于關(guān)閉狀態(tài)，泄油量很少。
汽輪機通過復(fù)位油掛閘后，危急遮斷油門，輔助油門處于工作位置，安全油泄油通道被關(guān)閉，安全油壓通過輔助油門進入高低壓主汽門，將活塞密封閥碟緊壓在密封座上，關(guān)閉了泄油通道，安全油壓建立起來。
經(jīng)過2007年、2008年對小機油系統(tǒng)多次分析、試驗、改造并沒有解決該問題，仍然出現(xiàn)了小機油泵停運時備用油泵聯(lián)啟后小機跳閘的事故。
經(jīng)過多次改造試驗，體現(xiàn)出的主要問題為：
�、傩C油泵跳閘后，安全油壓、操作油壓、潤滑油壓下降速度很快，一般在1.2S到2S之間，各個油壓已經(jīng)低于小機跳閘信號發(fā)出值。
②小機油泵跳閘后備用油泵均能聯(lián)啟，但油泵聯(lián)啟時間過長，導致小機因低油壓保護動作而跳閘。
�、坌C油泵跳閘后潤滑油、操作油系統(tǒng)安裝的蓄能器均未能延長油泵油壓下降的時間，小機潤滑油及操作油溢流閥仍能將系統(tǒng)內(nèi)的存油泄入油箱。
�、軅溆糜捅寐�(lián)啟后系統(tǒng)充油時間大于2s。
如果能解決：①降低潤滑油及操作油壓下降速率。②增加聯(lián)啟油泵壓力變送器處壓力下降的速率，即系統(tǒng)油壓在下降至跳閘值前2～3s發(fā)出調(diào)整信號，就能解決小機油泵跳閘的問題。
為了解決上述問題，2011年我們對操作油系統(tǒng)進行了改造。
改造后經(jīng)過試驗，試驗曲線如下圖：(工程師站數(shù)據(jù))
按上圖中開始曲線從上往下分別為：操作油壓，安全油壓，潤滑油壓，潤滑油壓跳閘信號。按上圖分析：油泵電機斷開電源后，操作油及安全油壓開始下降，2s后潤滑油壓低跳閘信號發(fā)，操作油壓未降至1.6MPa，安全油壓也未降至1.2MPa，潤滑油壓低信號發(fā)后2s左右潤滑油壓實時信號顯示潤滑油壓開始下降，壓力由0.18MPa降至0.07MPa，歷經(jīng)時間1s。隨即小機B油泵聯(lián)啟，按操作油壓力開始下降點至壓力回升點時間區(qū)推算，油泵聯(lián)啟時間為4s，潤滑油油壓低跳閘時間約為2s。
通過上述分析我們不難得出如下結(jié)論：
�、俨僮饔吐�(lián)啟及跳閘信號發(fā)出時間，明顯滯后于潤滑油壓跳閘信號。
②油泵停運后電機信號與油壓跳閘信號之間相差2s以上。
③電機信號發(fā)出后，聯(lián)啟備用油泵滿足系統(tǒng)油壓，小汽輪機不會發(fā)生跳閘。
�、茉谙到y(tǒng)設(shè)置和蓄能器配置方面我們?nèi)匀淮嬖谳^大問題，使系統(tǒng)修改后聯(lián)啟備用油泵與跳閘信號發(fā)出時間相差太小。
根據(jù)上述分析，對改造方案進行如下調(diào)整：
�、�、在按圖二所示潤滑油母管上選擇相應(yīng)位置，加裝設(shè)有彈簧加載的逆止閥，一臺油泵突然跳閘后，該逆止閥會暫時關(guān)閉，由蓄能器供油維持油壓暫時穩(wěn)定，安全油壓也處于暫穩(wěn)定狀態(tài)，高、低壓主汽門不關(guān)閉。待另一臺油泵聯(lián)啟正常投運后，該逆止閥又打開，調(diào)節(jié)母管油壓由主油泵來維持，防止了油泵跳閘同時帶動小機跳閘的情況。
�、�、對蓄能器進行重新計算，延長系統(tǒng)內(nèi)油壓維持時間。假定潤滑油系統(tǒng)選取蓄能器皮囊容積為40升，皮囊充氣壓力為0.16MPa，當交流油泵潤滑油出口壓力為0.25MPa時，根據(jù)氣體壓縮方程P1V1=P2V2計算，蓄能器可以吸收19.6升壓力油供潤滑油母管;操作油系統(tǒng)選取蓄能器皮囊為10升，皮囊充氣壓力為1.6MPa，當交流油泵出口壓力為2.5MPa時，根據(jù)氣體壓縮方程P1V1=P2V2計算，蓄能器可以吸收6.4升壓力油供操作油母管。根據(jù)YB-E200/50-CC油泵的出力，油泵出力為267L/min，71L/min。即高壓油供油1.2L/s，低壓油供油44L/s.假定油泵額定出力全部供入油系統(tǒng)，則4臺40升蓄能器，在油泵停運的情況下，可以維持潤滑油在2s內(nèi)油壓不發(fā)生變化。同理，操作油有一臺10L蓄能器可保證有5s操作油壓不發(fā)生變化。因此選用4臺40升蓄能器及1臺10升蓄能器可滿足系統(tǒng)需求。
�、�、同時將潤滑油及操作油備用油泵聯(lián)啟壓力開關(guān)移至溢流閥與新安裝逆止閥之間，按圖1分析，在蓄能器及溢流閥的作用下，可確保逆止閥關(guān)閉后系統(tǒng)油壓下降速度較逆止閥前油壓下降速度緩慢，從而達到提前聯(lián)啟備用油泵的目的。
三、結(jié)論
2012年4月份利用停機機會對小機油系統(tǒng)改造后進行了靜態(tài)油壓試驗，結(jié)果如表1所示。
安裝逆止閥后切斷了系統(tǒng)內(nèi)存油回流，防止系統(tǒng)存油通過溢流閥回至油箱的方法有效的延長了油系統(tǒng)油壓下降的時間。同時，新安裝投運的蓄能器對維持操作油壓和潤滑油壓在跳閘值以上效果明顯，對小機跳閘沒有產(chǎn)生負面影響。
在4號機組A、B汽泵油系統(tǒng)中實施蓄能器及逆止閥改造后，徹底消除了因交流油泵故障而造成小機跳閘的缺陷，使給水泵運行更加穩(wěn)定、可靠，避免了由此導致的甩負荷、停機等影響機組安全穩(wěn)定運行的事故。
參考文獻：
[1]小汽輪機設(shè)備說明書.北京電力修造總廠
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