某660MW机组汽动给水泵调试中的问题与处理.pdf

第l 5 卷( 2 0 1 3 年 第9 期) 电 力安全技术 A而 某6 6 0 M W机组汽动给水泵调试中的 问题与处理 张新 闻 ( 湖 南省 火 电建设公 司，湖南 株洲4 1 2 0 0 0 ) 摘要汽动给 水泵是大型火力发 电机组的重要辅助设备，关系到机组的安全和经济远行。 某工程 6 6 0 MW 机组汽动给水泵在调试和试运期间，发生 了给水泵驱动汽轮机在建立真 空后台板间 隙变化，润滑油系统进水，泵组振动大，转速控制不稳定，盘车装置离 合器 损坏等问题。经过调查 和论证分析，找 出了 各 问题产生的原 因，并采取 了相应的处理措施。 关键词汽动给水泵；台板间隙；泵组振动；油中带水；转速摆动 、 0 引言 汽动 给水泵 组是汽轮发 电机组的重要辅助设 备。因为给水泵驱动汽轮机 ( 简称小汽轮机 ) 采用 主汽轮机的四段抽汽作为驱动介质 ，在机组负荷发 生变化的情况下 ，其抽汽压力也跟随变化 ，可 以使 小汽轮机 的输出功率具有一定的自适应性 ，提高了 机组的热经济性， 所以 3 0 0 Mw 及以上的机组一般 都采用汽动给水泵作为锅炉正常运行时的主要供水 设备，而电动给水泵只是在启动时使用和作为一种 备用手段。汽动给水泵组的正常运行是汽轮发电机 组满负荷运行的基础 ，直接关系到整个机组 1 6 8 h 满负荷试运的顺利进行。 在 某 6 6 0 MW 超超临界机组 的整套启动调试 泄漏。应定期进行氨气泄漏 自动报警 、降温水喷淋 系统 、消防喷淋系统和灭火器材的检查试验 ，保证 其始终处于 良好投用状态。 ( 2 )应明确至少 2个相反方向的人员紧急疏散 点 ，并明显标识 。 ( 3 )应与 当地消防等政府相关部 门形成联动 ， 并定期开展联合演习。 1 0 结束语 随着人们对大气环境污染的 日益重视，火电厂 期间，因为2台汽动给水泵组在调试当中出现了比 较多的问题 ，汽动给水泵组迟迟不能投入 ，导致调 试 时间拖 长，对整个机组的试运造成 了不小影响。 这些问题中来自设备及系统的原因较多，所以有的 问题 2台小汽轮机具有共性。此外，也有安装方面 的缺陷所引起的问题。 1 汽动给水泵组概况 某 6 6 0 MW 超 超临界机组 的主 给水系统设计 采用 2台 5 0容量的汽动给水泵和 1台 3 0容量 的 电动给水泵。汽动给水泵 的驱动汽轮机为东方 汽轮机厂生产 的单缸、单流 、单轴 、反动 式、纯 凝汽小 汽 轮机 ，额定 功率 1 2 2 7 0K W ，调速范 围 烟气脱硝技术将得到广泛应用。以某电厂的氨气制 备系统为例，对 S C R脱硝系统中氨区的安全风险 进行了评估分析 ，制定了风险防范措施 ，希望能引 起人们对火 电厂 S C R脱硝系统氨区这一重大危 险 源的足够重视，以便更好地控制这一危险源，防患 于未然。 参考文献： l宋建池， 范秀山， 王训道 化工厂系统安全工程 M 北京： 化学工业 出版社 ，2 0 0 4 ( 收稿 日期：2 0 1 3 0 4 2 7 ) 一 一 A 电 力 安 全技 术 第1 5 卷( 2 0 1 3 年 第 9 期 ) 3 0 0 05 6 0 0 r mi n。每台小汽轮机配独立的润滑 油系统 ，ME H的控制压力油来 自主机 D E H系统 。 小汽轮机配 1 个主汽阀和 1 个调节 阀，由ME H 控 制小汽轮机的启动和调速。驱动用的蒸汽只有 1 路 低压汽源 ，不设计高压汽源和相应的执行机构 ，控 制 比较简单。正常供汽来 自主汽轮机的四段抽汽， 备用汽源及调试用汽来自辅助蒸汽，汽源通过电动 阀进行切换。小汽轮机排汽通过刚性排汽管与带波 纹膨胀节的排汽管排入主凝汽器。小汽轮机设计有 1 个排汽蝶阀，蝶阀采用进 口产 品，确保主机真空 严密性。给水泵与小汽轮机共用润滑油系统，轴封 为迷宫式密封结构，密封水回水经多级水封直排凝 汽器予 以回收。 2 调试中的主要问题 汽动给水泵组调试 中接连 出现 了比较多的问 题 ，特别是在机组进入 1 6 8 h试运行后，2台小汽 轮机的润滑油中都出现了严重的带水现象 ，危及了 小汽轮机的安全运行。归纳起来 ， 主要有 以下问题 ： ( 1 )在汽轮机建立真空后，2台小 汽机台板 间 隙均产生变化 ，有的达到 9 0 0 m； ( 2 )控制油中有杂质 ，伺服 阀出现故 障，调节 阀卡涩 ； ( 3 )1台汽泵组轴承振动大； ( 4 )2台小汽机调 门均出现摆动 ，转速控制不 稳； ( 5 )小汽轮机排汽碟阀关闭不严 ，影响真空 ； ( 6 )2台小机的润滑油系统均进水。 下面主要针对润滑油系统进水、给水泵组轴承 振动、小汽轮机 台板间隙变化、小汽机转速控制不 稳等 4 个主要问题进行原因分析。 3 问题分析 3 1 小汽轮机润滑油进水 汽动给水泵组正常投入运行后 ，发现 2台汽 动给水泵的润滑油箱油位都升高，润滑油中有进水 迹象。对润滑油取样观察 ，润滑油有乳化现象 ；进 行化验分析 ，含有较多的水分 ；对油样进行破乳试 验，加入破乳剂 4 5 mi n不能破 乳，表 明润滑油中 已经严重进水。随着运行时间延长，润滑油箱的油 一 一 位是上涨趋势。采用真空油净化装置 2 4 h持续滤 水 ，仍不能使水量减少，且有恶化的趋势。从滤出 的水量看 ，平均 2 h就可把一个 l 8 L的油桶装满， 说 明漏水非常严重。 3 1 1 进水途径分析 从系统情况分析，存在 3 种进水途径 。 ( 1 )从小汽轮机 的轴封蒸汽漏入轴承座进入润 滑油 中。当轴封压力调整不当导致压力过高时，轴 封蒸汽会从轴封往外冒出，泄漏的蒸汽进入轴承箱 中，会导致润滑油带水。从现场检查看 ，起初确实 存在轴封 冒汽的现象 ， 但在调整了轴封蒸汽压力后 ， 轴封汽外漏的现象消除，但润滑油中仍然有严重的 进水。另一方面，轴封泄漏导致进水是一个缓慢的 过程，但从真空油净化装置滤 出的水分来看 ，水量 非常大。所以，可以认为轴封蒸汽泄漏不是导致润 滑油大量带水的主要原因。 ( 2 )润滑油冷却器漏水进入油中。润滑油冷却 采用的是板式热交换器 ，如果冷却器水侧与油侧的 密封不好，有可能产生相互渗漏现象。首先从投运 前的水压试验结果表明，冷油器的严密性很好 ，质 量没有 问题 ；其次 ，如冷却水漏入油侧 ，前提是冷 却水压力高于润滑油压力，但测量结果是 ：冷却水 压力为 0 1 5 MP a ，润滑油压力为 0 2 8 MP a ，油压 高于水压； 再次，检查冷却水，不存在含油分的现 象。所 以，可以排除冷油器泄漏造成油中带水 。 ( 3 )给水泵的机械密封水进入了润滑油中。给 水泵的轴承润滑油来 自于小汽轮机润滑油系统，给 水泵的轴封采用迷宫式密封结构，密封水回水设计 是通过多级水封器排入主凝汽器 。如密封水要进入 油 中，可能的原 因是 ：当给水泵的机械密封存在 问题 ，造成高压水泄漏量大，或者机械密封水压力 和流量调整不合理，导致回水量增加 ，同时回水不 畅通的情况下，密封回水就会从回水腔室溢出来 ， 进入轴承挡油环与回水腔之间的腔室中。在这个腔 室中，设有排水孔，微量的水可以从孑 L 中排出，不 会从挡油环进入轴承座 中。但当回水量大 ，排水孔 不能及时排出时，就可能从挡油环进入轴承座中。 又因为轴承座回油 ，会使回油腔产生微负压 ，对排 水腔中的水蒸气产生抽吸作用 ，也导致润滑油的水 分增加 ；如果水封器设计不合理 ，也会造成密封 水 回水不畅而进入油系统 ；回水系统的两端压差 小于设计要求 ， 也会使实际回水流量小于设计流量 ， 第 l 5 卷 ( 2 0 1 3 年第 9 期 ) 电力 安 全 技 术 使密封水回流不及时而进入油系统 中。 3 1 2 检查与试验 为了查明密封水漏人油中原 因，进行 了以下检 查与试验 。 ( 1 )根据厂家提供 的密封水压力和流量要求检 查密封水 ，按要求调整 了密封水的压力，保持密封 水差压在设计范围。在控制密封回水温度不超过 9 0的情况下，把压力尽可能调低，以控制密封 回水量。但在调整密封水后润滑油仍然进水，说明 主要 问题不在密封水量调整方面。 ( 2 )制造厂专家检查了汽泵的出厂记录，汽泵 密封结构及安装时的间隙测量记录等资料，认为其 符合制造要求范围，排除了间隙过大产生密封回水 过大 的问题 。 ( 3 )检查回水系统。因为在水封器初次投用时 发现其设计不合理 ，密封水 回不 了凝汽器 ，因调试 工期紧迫 ，采用了密封水直排凝汽器地坑的临时措 施。系统改动后，密封水排放的动力主要是回水腔 压力及腔室与排放 口之 间的高差 ，却少了凝汽器 的 真空抽吸，所 以回水管道总的压差就减小 了，回水 的能力大为降低。当泵未运行时，因只有暖泵水从 机械密封泄漏较少水量 ，回水管道可以满足排放要 求 ；但泵运行后，泵 出口端的水压提高很多，机械 密封泄漏的水量增加， 导致回水不足 ，回水腔满水。 经过试验验证 ，回水接入凝汽器后 ，密封水就不再 进入润滑油中了。 所以，拆除水封器改为外排，导致密封水回水 能力 降低是润滑油进水主要原因。 3 1 3 处理措施 因为水封器设计不合理造成了密封水进入润滑 油 ，所以解决 的方法是改进水封器 。把原来的双 U 型改成单 U 型水封器 ，既能满足不漏真空的要求 ， 又不会产生阻塞 ，让密封水顺畅回入凝汽器。运行 表明，在凝汽器真空建立后，密封水回水不再漏人 润滑油 中，小汽轮机的润滑油 中没有 出现油 中带水 的情 况。 3 2 小汽轮机建立真空后台板间隙变化 在小汽轮机调试过程 中，发现 2小汽轮机 的台 板间隙在建立真空后有较大变化，经检测，最大值 达到 了 0 9 3 mm。当真空破坏后 ，间隙值又变小 ， 由此可以判断是真空对小汽轮机台板间隙产生了重 大影响。 A而 台板间隙增大 ，需要有提升力或扭转力矩。所 以真空通过什么途径产生 了提升力或扭转力，是需 要查找 的主 因。 从现场间隙变化点及测量数据分析 ， 台板间隙增大主要是 以台板基础为支点，在排汽端 存在很大的向上或左右扭转力 。 3 2 1 原 因分析 产生排汽端扭转力矩 ，主要有下面几个 因素。 ( 1 )小汽轮机垂直段排汽管的强度不够，在高 真空下，排汽管产生了变形而造成应力。因排汽管 与汽缸是刚性连接 ，变形应力产生扭力矩作用在汽 缸上 ，造成 了台板抬升 ，使其间隙增大。为了查明 这一因素 ，测量 了排汽管在真空变化前后 4个方 向 的截面数据 ，发现截面尺寸没有什么变化 ，说明排 汽管强度是满足要求的。 为了消除变形应力的影响， 还在垂直排汽管里面焊接了十字型支撑架 ，进一步 提高其强度 ， 但这一措施对台板间隙变化没有作用。 这说明排汽管强度不够对造成台板间隙变化的影响 很微小 。 ( 2 )水平段排汽波纹膨胀节及排汽管在抽真空 后产生位移 ，会对垂直段排汽管形成一个拉力 ，因 排 汽 口与排 汽管刚性 连接的原因，此拉力通过垂 直段 排汽管产生扭矩 ，造成 台板 间隙变 化。通过 检 测，当凝 汽器建立 -9 0 k P a真空后 ，水 平段波 纹节端部 向凝汽器方向发生 了 2 0 mm左右的位移 。 这样就在垂直排汽管的下端产生了拉力。因为连接 凝汽器的水平段排汽管与小汽轮机的中轴线存在一 个近 9 0 。的角，所 以对小 汽轮机产生 了扭转力矩， 造成汽缸排汽 口凝汽器侧 台板上翘 ，间隙增加。水 平段 产生位移的原 因，主要是建立真空后在水平 段排汽管端部上的压力差所产生的压力。经计算， 在 - 9 0 k P a真空下，直径 2 0 0 0 mm排汽管可产生 2 9 5 k N压力 。此力需要 由垂直段排汽管和凝汽器 壳体共同来承担 。当凝汽器壳体的刚度不够时，压 力会使壳体产生弹性变形。 所以，凝汽器壳体的强度不足是间隙变化的主 要因素。 3 2 2 处理措施 因为凝汽器壳体强度不足，真空建立后排汽管 产生的压力造成位移是台板间隙增加的主要原因， 所以在水平排汽管段加固定支座或在凝汽器 内部加 支撑以提高强度，不使排汽管产生这么大位移，即 可解决台板间隙增加的问题 。 一 一