给水泵汽轮机调试问题分析与处理.pdf

／ 2 0 0 6电力论 坛增 刊 湖 南电 力 第 2 6卷 给水泵汽轮机调试问题分析与处理 郭卫 华 ( 湖 南 电力试验研 究院 ，湖南 长 沙 4 1 0 0 0 5 ) 摘 要 ：以杭州汽轮机股份有限公司生产的 NK 系列锅 炉给水泵汽轮机 为例 ，结合多个 电厂的调试工作 ，针对小汽机调试过程中出现的代表性 问题进行较为深入的分析，提 出 处理 办 法 ，供 同类机 组的 现场调 试和 生产运 行 、故 障诊 断 工作借 鉴 。 关键词 ：给水 泵 汽轮机 ；调试 ；分析 ；处理 中图分类 号 ：TK2 6 3 文献标 识码 ： B 文 章编 号 ： 1 0 0 8 — 0 1 9 8 ( 2 0 0 6 ) S 一 0 0 4 2 — 0 3 O 引 舌 驱 动锅 炉给 水泵 用 的小 汽轮机 ( 简称小 汽机 ) 是 热 力发 电厂 生产 流程 中 的关键 辅 机设 备 ，承担 向锅 炉提供给水的任务。小汽机调试是整个汽机系统调 试 的重要组 成部 分 。相对 于 火 电机组 的其 它一些 辅 机 ， 小 汽机 系统 复杂 ， 涉 及 面广 ， 调试 难度较 大 。 杭 州 汽轮机 厂 引进 德 国西 门子 技术 制造 的 NK 系列锅 炉 给 水 泵 汽 轮 机 在 全 国 各 火 电机 组 得 到 了 广 泛应 用 ，文 中 主要 以该 型 汽轮机 为 例 ，分 析调试过 程 中 出现 的具 有 代表性 的问题 ，并 提 出处 理办法 。 1 调试 中出现 的 问题分析和处理办法 1 ． 1 速 关 阀工 作失 常 小汽机速关阀 ( 图 1 )由速关组合件控制 ( 原理 图见图 2 ) ，用于快速遮断机组进汽，在事故工况下 保障机组安全。通过对多个电厂同类型小汽机的调 试发现， 小汽机速关组合件的可靠性并不尽如人意， 主要 表现在 组合 件 的几个 电磁 阀易 卡涩造 成速 关 阀 工作 失常 。 以某 发 电厂小 汽机 速 关组 合件 的调 试过 程 为例 ( 小 汽机 型号 NK6 3 ／ 7 1 ／ 0 ，与 上海 电力修 造 厂的 F K4 E 3 9 一S C给水 泵 配套 ) 。在 跳机 电磁 阀 2 2 2 2和 2 2 2 3 断 电关 闭 的情 况下 ，只要启 动 小汽机 的工 作油 泵 ，速关阀即缓慢开启 ，手动打闸后速关阀在短暂 关闭后仍然会开启 。经过分析 ，认为是启动油电磁 阀 1 8 4 3卡在非 关 闭位 置造 成 的 。 小 汽机工 作油 泵启 动后 ，此时虽然尚未发挂闸指令 ，但压力油通过启 动油电磁阀 1 8 4 3后形成启动油和开关油， 开关油起 收稿 日期：2 0 0 6 — 0 6 — 0 1 注 ：l为阀蝶 ；2为卸载阀碟 ；3为蒸汽滤网；4为套筒 ；5为阀盖； 6为套筒 ； 7为阀杆 ；8为螺母；9为螺栓 ；1 0为螺母 ；u 为弹簧盘 ： l 3为油缸 ；1 4为活塞 ；1 5活塞 盘}1 6为挡油盘；1 7为试验活塞 图 1 速 关阀 到将 机头 危急 保安 装置 复位 的作用 ，此后 速关 油压 建立 ， 由于溢流阀 1 8 5 3的作用， 速关油压力大于启 动油压力，两者的差压克服速关阀弹簧的作用将速 关阀开启。将启动油电磁阀解体检查 ，发现阀芯被 异物卡涩 ， 对该阀做清洗处理， 复装后再挂闸正常。 不久 在调 试人 员 做小汽 机 E TS ( 危 急遮 断系统 )保 护试验时出现速关阀无法打开的故障，考虑到速关 油 压 为 0 ， 判断 跳机 电磁 阀也发 生同样 原 因的卡涩 ， 导 致 速 关 油 压 不 能 建 立 。经 检 查 发 现 跳 机 电 磁 阀 2 2 2 3卡 在 开位 ，更换 处理后 小汽机 挂 闸正 常 。 维普资讯 第 2 6卷 湖南电 力 2 0 0 6电力论坛增刊 ●I l 11 3 ＼ ． = = 1 ． 』 。 n 】 ● 。 J ／I ／ f■雌 ●●一 l ■ ●■ 肆^’●一 ．．．． 【 _ 1 l 2 - — L ；。 。 I ● ___一 I T [ 口 r ■ I 一一 l CI I I— I ●乜 I i‘■ q + ● 一 c ． 1 I- - r ’ r _ 一- I l T — —_ _ I ，_ ● l l 一 一 I C 】 I I-。I - - ． - _ I I ● 一 l L 二 I I ● ● 一同l j ‘ 砖 ● ● ● 一 I L_ _ 】 I ’ 卜 f l I 。 i l 一 _ l一 一 一 I L ● ’ 图 2速 关组 合件 原理 图 造成上述故障的根源是油质问题。小汽机油系 统在油循环过程 中，速关组合件和速关阀本身的油 缸是循环死 区，其清洁度只能依靠相关制造厂来保 证 ， 而 制造 厂 对 出厂零 部件 的清 洁度往 往不 够重 视 。 因此 建议 相 关厂 家今后 采 取措施 ，安装前 对部 件进 行彻底清洁，并将上述部位纳入油循环范 围，最大 限度地减少此类现象发生 ，同时可以考虑配备启闭 力更 大的 电磁 阀 ， 对 于复 位 弹簧 刚度较 小 的电磁 阀 ， 轻 微 卡涩 即可 能造 成 阀芯无 法复 位 。 1 ． 2 小汽 机挂 闸指令 发 出后 ， 速关 阀尚未 全开 便关 闭 在 对 1台 6 0 0 Mw 机 组 的 2台小汽 机进行 调 试 过 程 中 ，先 后发 生 了小汽 机 挂 闸后 速 关阀 尚未 全开 便 自动关 闭 的现象 。经 观察 ，速 关 阀关闭 发生 在启 动油 电磁 阀 失电 的瞬 间 。 小汽机挂闸程序如下 ：挂闸指令发出后，启动 油电磁阀和速关油电磁阀同时带电。启动油电磁阀 建立启动油和开关油 ：其 中开关油去复位机头的危 急保安装置如图 3 ， 使得速关油压的建立成为可能 ， 速 关油 电磁 阀则 在 阻断速 关 油通往 速关 阀路 径 的同 时将 活 塞盘 下部 油 泄去 。 1 5 s后速 关油 电磁 阀失 电 ， 速关油压开始建立，克服启动油压和弹簧的压力将 速关阀缓慢开启。启动油电磁阀失 电的时间则受到 双重控制 ，要 么在带 电 6 O s的指令脉 冲结 束后失 电，要么在此期间检测到速关阀全开的行程开关信 号后 失 电 。从 厂家 提供 的说明 书看 ，此后 速关 阀应 该快 速开 启 ( 如果 未全开 的情况 下 ) 。 n：== 态 L_■ ■1 ^ === i薹l I ●__一 ， 10一 一 P ] = 。 E ■‘■ ! 圉 ● ___ 一 I ／ = r 一 I 4 5 注 ：1为杠 杆；2为托 架；3为滑 阀；4为活塞 ；5为衬套 ；6为滑阀 壳体 ；7为弹簧；8 ．9为控制凸肩 ；1 0为衬套 ；l 1 为节流孔板 ；1 2 为活塞 ；1 3为钩 图 3危 急保 安装 置 分析认为，当启动油电磁阀失电时，速关阀实 际上并未全开。由于启动油压和速关油压分别作用 在 活塞 盘 的两侧 ，此 时启动 油压 的快速 失压 必然 导 致速关油压也迅速降低 ，使得小汽机的危急保安装 置重 新处 于遮 断位 置而 泄去速 关油 ， 将 速 关 阀关闭 。 启动 油 电磁 阀失 电时速关 阀实 际上未 能 全开有 2个 原因 ： a ．挂闸指令发出后 6 0 s的时间不足以使 阀门 全 开 ( 事 实上 制造 厂并 未要求 速关 阀必须 在 6 O s内 开到位 ，只是认 为启动油电磁阀失电后速关阀将由 慢开 转 为快 开 ) ； b ．速 关阀开 到位 的行程 开关 安装位 置 有偏差 ， 离 实 际的全 开位 置有 一定距离 。 由此 可 见 。解 决办法 有 2 个 ： a ．针对启动油压下降过快 的现象，调整速关组 合件的启动油溢流 阀 1 8 5 3到一个合适的开度来控 制启动油的泄油速度，避免速关油压降低过多导致 危急 保安装 置 动作 ； d 3 维普资讯 2 0 0 6电力论坛增刊 湖南电力 第 2 6卷 b ．将启动油电磁阀的带电时间延长， 使得其失 电的时候速关阀已经全开 ，同时 ，为了消除速关阀 开到位的行程开关安装位置不当的影响，在该开关 到位信号发出后 ，加一定延时后再触发启动油电磁 阀失电， 这样可以完全避免油压波动。 经过权衡 ， 决 定采用第 2 种改进措施，将启动油电磁阀的带 电指 令时间由原来 的 6 0 S延长到 9 0 S ，同时在速关 阀开 到位 的行程开关信号发出后延时 6 S 再令启动油电 磁阀失电。经过上述改进 ，小汽机挂闸不成功的问 题得到了彻底解决 。 1 ． 3小汽机 的 投 用对主 机真 空影 响较 大 在某 电厂 整套 启动 调试 期间 ，发现 小 汽机 的投 用对主机真空影响很大 ，投用前后主机真空相差 3 ～4 k P a ，对 电厂 的经济 运行造 成较 大 影响 。 由于小汽机的排汽进入主机凝汽器，其轴封系 统能否正常工作对主机真空有直接的影响。目前大 多数电厂小汽机的轴封供汽由主机轴封供汽母管引 出的管路来供应 。为控制供汽量，制造厂在管路上 设计 了固定式节流孔板。小汽机轴封供汽压力的调 整 由前后轴封人 口的 2个手动门来调节 ，按照厂家 说 明 书要 求 ，进 汽压 力 为 0 ． 0 0 8 MP a( 表压 ) ，温度 不超过 4 0 0℃，回汽保持微负压即可。在该厂的调 试 中发现 ，小 汽机 进汽 压 力表无 指示 ，初 步判 断轴 封进 汽量 不 足导 致真 空受 到影 响 。 单 纯依靠 提 高 主机轴 封压 力虽 然能 达到增 加 小 汽机轴封供汽的目的，但主机对轴封供汽参数有严 格的要求 ，过高的压力容易使轴封蒸汽沿轴向窜人 轴承室 ，造成主机润滑油油质恶化 。分析认为 ，小 汽机轴 封进 汽 管路 上 固定式 节流 孔板 的孔 径是 由制 造厂经过理论计算得到的 ， 不适合该厂的实际情况 。 该厂小汽机轴封供汽管路相对较长 ， 且管径较细 ， 导 致 管阻增 加 ，与理论 计算 的条 件有较 大 出入 。经 多 方商定 ，决定取消管路上的节流孔板，用小汽机前 后轴封的手动门来调节进汽压力 。方案实施后 ，消 除 了小汽 机投 用 对主机 真空 的影 响 。 1 ． 4 2台汽 泵 在 给 水 调 节 自动 方 式 下 运 行 时 流 量 44 偏差大 给水 自动是机组协调控制方式 ( C C S ) 能够投入 的先决条件之一，自动调节品质的好坏 ，取决于很 多方面 ，如热控逻辑是否成熟 ，一次元件测量结果 的可信度等。在部分电厂的调试中发现 ，单泵运行 时 ， 自动 跟踪 情况 尚可 ；2台泵 协 同工 作 时则 不 理 想 ，主要表 现 为流量分 配不均 衡 。 由于 2台泵是 并列运 行 ，1台汽泵 出力过 大 会 导 致 另外 1台 泵打不 出水 ，并且 这种状 态 的发展 通 常 比较 迅速 ，在 出 口再 循环 门不 能及 时打 开的情 况 下 ，容易发生流量低保护跳泵的现象 ，对机组的安 全运 行造 成严 重威胁 。 导致这种现象的原因很多，如前所述 ，热控方 面应该重点检查控制逻辑的合理性和现场一次元件 的状态 ，经常有电厂发生由于伺服 阀故障、I VDT ( L i n e a r Va r i a b l e Di f f e r e n t i a l Tr a n s f o r me r ， 线 性差 动 变送 器 ) 线 圈损 毁或热 控接 点松 动导致 的故 障 ； 机 务 方面 ，则应 该 检查小 汽机 的调 节汽 阀是否 有卡 涩 现象、进汽参数是否一致，尤其是检查 2台小汽机 调节 汽 阀的特性 曲线 是否一 致 。小汽 机调 节汽 阀特 性 曲线由制造厂提供 ，热控和机务调试人员必须在 阀门校验的过程中严格按照厂家要求对阀门进行调 整，对其 中一些关键参数和步骤 ，如汽阀的开启点 位 置 、工作行 程 和最大行 程 、机 械零 位 和电气 零位 的调整 ，都 必须 力求精确 。 2 结 语 综 合 多个 电厂小 汽机 调试过 程 中发生 的 问题进 行深入分析 ，并给出处理方法。在当前和今后一段 时期 电力 建设 快速 进行 的背景 下 ，对被 各发 电厂广 泛 采用 的该 系列小 汽轮机 的调 试 、运行 和故 障诊断 有一定 的借 鉴作用 。 参 考 文 献 C 1 3杭 州汽轮机股 份有限公 司．NK 系列给水泵汽轮机使用说明书． 维普资讯