600 MW机组给水系统试运中的问题分析及处理.pdf

第 1 6 卷 ( 2 0 1 4 年第 1 期) 电力安全 技术 6 0 0 M W机组给水系统试运中的 问题分析及处理 杨建波 ，濮 霞 ，张伟江。 ，李长松 ( 1 ． 河北建投沙河发 电有限责任公 司，河北 沙河0 5 4 0 0 0 ；2 ． 军械工程 学院，河北 石家庄0 5 0 0 0 3 ； 3 ． 国网河北省 电力公 司电力科学研 究院，河北 石 家庄0 5 0 0 2 1 ) [ 摘要]对某厂6 0 0 M W 机组给水系统在试运期间出现的给水泵汽轮机备用汽源无法投运； 汽泵停运 2 h后再启动 2号轴承振动大，启 动困难；除氧器运行时前置泵启动再循环管路振动大等 问题进行 了分析，提 出了有效的处理措施 ，使问题得到 了妥善解决。 [ 关键词]备用汽源；振 动；轴封温度 ；再循环管道 ；气液两相流 1 概述 某 厂 新 投产 2台 6 0 0 MW 超 临 界 空冷 机 组， 每台机组给水系统设 2台5 0 ％容量的汽动给水泵 组及 1 台3 0 ％容量的电动调速型给水泵组，每台 汽动给水泵组配 1 台电动前置泵。 机组正常运行时， 2 台汽动给水泵运行。给水泵汽轮机主汽门前设有 切换阀，在机组启停时汽源可自 动在四抽与再热冷 段或辅汽间切换， 满足在任何工况下汽泵都能运行。 电动给水泵设计人口流量为 7 5 0 t ／ h ，最大出口压 力为 1 8 MP a ，并且仅在机组启停时使用。 2 汽动给水系统存在的问题及处理方法 2 ． 1 给水泵汽轮机备用汽源无法投运， 机组低负荷 时汽泵无法运行 由于再热冷段至辅助联箱管路设计得偏小 ，未 考虑机组启停及低负荷时小机启动用汽的需要。并 且由于机组采用中压缸启动方式，在启动过程中冷 再压力一直维持在 1 ． 0 MP a左右，冷再至辅汽汽 源投运，启动锅炉停备，在保证汽封用汽和除氧器 加热调整阀开度不超过 l 5 ％的情况下，辅汽联箱 压力仅能维持在 0 ． 5 MP a ，无法使给水泵汽轮机启 动用汽。 再热冷段至给水泵汽 轮机汽源投运 后，主汽 门前切换阀在开度反馈不变的情况下，门前压力 在 0 ． 3 ～1 ． 5 MP a 之间波动，汽泵转速不稳定，造 成该路汽源不能投运，使汽泵在机组低负荷时不 能启动，此时电泵仅为 3 O ％容量，只能满足机组 2 0 0 MW 负荷上水的需要 ，并且在机组升负荷时必 须有 1台汽水泵参与上水。由于给水泵汽轮机汽源 只有 四段抽汽一路能够正常投运，同时在 2 0 0 Mw 负荷时四抽压力仅为0 ． 4 MP a ，因此无法满足汽泵 上水的需要 。 由于 电泵 、汽泵均不 能满足 2 0 0 MW 负荷 以 上锅炉上水的需要，因此，在机组升负荷时汽泵与 电泵并联运行共 同提供锅炉上水 ，电泵及汽泵运行 参数如表 1 所示。 表 1 2 0 0 M W 负荷汽泵与电泵并联运行时的参数 项 目 运行数据 机组负荷 ，Mw 给水压力，MP a 给水流量 ，t ／ h 电泵流量 ，t ／ h 汽泵入 口流量，t ／ h 汽泵转速 ，r ／ rai n 四抽压力，MP a 小机调阀开度，％ 由表 1 可知 ，在 四抽压 力为 0 ． 4 MP a时，给 水泵汽轮机调 门开度为 4 3 ％，仍有调整余量 ，能 够满足机组升负荷的需要。在升负荷过程中，机组 主汽尽量维持低压力，以保证电泵出力正常。随着 一 9一 瑚 渤渤 叭 电力安全技术 第1 6 卷 ( 2 0 1 4 年第 1 期) 四抽压力的升高可以逐渐增加汽泵出力 ，在机组负 荷为2 5 0 Mw 时，第 2台汽动给水泵冲车，在机 组负荷升 至 3 0 0 MW，四抽压力在 0 ． 5 0MP a左右 时，第 2台汽泵并人运行 ，电泵退出，锅炉上水 由 2台汽泵一同提供。 2 ． 2 汽泵停运 2 h 再启动 2 号轴承振动大 该工程 4 台汽泵在试运过程中均出现停机 2 h 后给水泵汽轮机启动困难，冲车至 1 6 0 0 r ／ ra i n左 右时，因2 号轴承 ( 排汽端) 振动大而发生跳机的 情况。汽泵停机后投连续盘车，2 h后，当前汽缸 金属温度达到 1 6 0℃时，偏心在 3 5 ix m 左右 ，真 空约为 - 9 0 k P a 。根据说 明书 以热态启 动方式进 行，在启动过程 中不暖机 ，升速至 1 3 0 0 r ／ rai n左 右时，2 X、2 Y号轴承振动快速增大 ，当转速升至 l 5 0 0 r ／ mi n左右时，2 X号振动达到 1 4 0 la m，2 Y 号振动达到 2 0 0 m 以上，瓦振在 4 0 m左右， 振动大跳闸，按热态曲线启动数次均失败。此后按 冷态启动方式试验 ，由于转速在 1 0 0 0 r ／ rai n暖机 时给水泵汽轮机排汽温度 增长较快 ，将转速升 至 1 2 0 0 r ／ mi n暧机 ，时间为 l h ，暖机过程 中各轴承 振动均不超过 2 5“ m。暖机结束后升速 ，升速率 为 4 0 0 ( r ／ m i n ) ／ m i n ，当转速升至 1 4 0 0 r ／ mi n 左右 时，2 号轴承振动同样快速增大，升速至 l 6 0 0 r ／ mm左右 时，2 Y号轴承也 同样 出现振动大跳 闸的 情况。 4台给水泵汽轮机出现的情况基本相同，经多 次反复启动均不能成功 ，只能破坏真空 ，停运轴封 供 汽。大约 5 h后 ，等前汽缸金属温度降至 1 2 0℃ 左右时再次启动 ，按此方式虽然每次转速均能够顺 利升 至 2 8 5 0 r ／ mi n，但却大大延长了汽泵的启动 时间，对机组的安全性造成很大影响。 经过分析 ，认 为造成 给水泵 汽轮机 冲车时振 动大的的原因是：给水泵汽轮机轴封供汽温度不合 理。按照设计图( 见图 1 ) ，给水泵汽轮机前轴封供 汽来 自主机轴封 减温器前 ，蒸汽温度 在 3 0 0℃左 右 ；后轴封供汽来 自主机轴封减温器后 ，蒸汽温度 在 1 5 5℃左右。由于主机轴封减温器无法正常投运， 造成轴封减温器前后温度一致，使得后轴封供汽温 度 比设计值约高 1 5 0℃。汽泵停运后，由于无排汽 或喷水冷却，在轴封蒸汽的加热下，排汽缸温度远 高于设计值 。经过就地 测量发现：在汽泵停运 2 h 后 ，给水泵汽轮机排汽缸上部温度达 1 8 0℃，而下 一 一 部温度只有 8 0℃左右，过大的温差造成排汽缸弯 曲，使得后轴封间隙减小，在冲车过程中引起转子 与轴封碰摩，碰摩造成的弯曲又使轴封间隙进一步 减小，又加重碰摩，在双重作用下，2 号轴承振动 快速增大造成振动大跳机。 针对以上分析，利用主机停机机会对主机轴封 减温器进行优化 ，确保轴封减温器正常投运 ，将轴 封减温器后蒸汽温度控制在 1 5 5℃左右 ，使给水泵 汽轮机后轴封蒸汽温度达到设计值，4台给水泵汽 轮机停运再启动时未再出现以上问题。 图 1 给水泵汽轮机轴封蒸汽管道系统 2 ． 3 除氧器投运启动前置泵后， 再循环调门后管路 振动剧烈 汽动给水泵再循环管道减压器布置在再循环调 门前，再循环调 门后管路长约 5 m 且经过 2 个 9 0 。 弯头进入除氧器。前置泵机械密封冷却水来自凝结 水，对机械进行密封冷却后进入泵内。除氧器投运 后启动前置泵，再循环调门后管路振动剧烈，发出 强烈 的撞击声，约 1 0 mi n后才逐渐消失，给设备 的正常启动和机组的安全运行带来很大影响。 经过分析 ，造成给水泵再循环管道振动 的原因 为：当前置泵停运后 ，随着低温密封水的进入 ，前 置泵、主泵 以及进 口管道 内的水温逐渐降低 ；当前 置泵启动后 ，除氧器中的高温饱和水进入泵 内，与 低温水混合，进入再循环管路，经过再循环减压器 时压力降低、流速增加，部分水汽化产生汽泡形成 气液两相流，使汽水流动失去稳定性 ，产生冲击 ， 管道剧烈振动。前置泵运行一段时间后，泵组及管 道内的水全部为除氧器中的饱和水， 经过减压器后， 两相流现象基本不存在 ， 管道振动现象也随之消失。 根据以上分析得出：要提高流体汽化的临界温 度 ，就需要提高流体的压力 。因此在不改变管路系 统的情况下，启动前置泵前应关小再循环阀后手动 第 l 6 卷 ( 2 0 1 4 年第 l 期 ) 电力 安 全 技 术 门，利用其节流来提高减压器后的压力，既减小了 减压器前后压差，破坏了介质汽化的条件，又减轻 了减压器后介质发生汽化的几率。当前置泵运行十 几分钟后，泵体及再循环管路中的水几乎全部为除 氧器中的饱和水后再全开阀门，再循环减压装置后 管道振动问题基本得到解决。 3 结论 通过对 6 0 0 MW 超 临界空冷汽轮机组汽动 给 水系统在试运过程中所遇到问题的分析与处理，解 决了泵组在设计和设备本身存在的的问题，保证了 汽动给水泵组的安全运行，从而保证了汽轮发电机 组的安全稳定运行。 参考文献： l施维新 ，石静波．汽轮发电机组振动及事故 【 M】 ．北京： 中国电力出版社，2 0 0 8 ． 2 李春伟 ，唐 璐 ．6 0 0 Mw 机组凝结水再循环管道振动 原因分析及处理 [ J 】 ．内蒙古电力技术，2 0 1 2 ( 1 ) ． 3 陆江云，杨 春．凝结水再循环管道振动原因分析及处 理 [ J ] ．广西电力，2 0 0 8 ( 5 ) ． 收稿 日期 ：2 0 1 3 -0 8 — 2 1 。 作者简介 ： 杨建波 ( 1 9 6 5 一 ) ，男 ，工程师 ，从事运行管理工作。 濮霞 ( 1 9 7 7 一 ) ，女，讲师，从事电工电子教学研究。 张伟江 ( 1 9 7 5 一 ) ，男 ，高级工程师 ，从事汽机专业的机件调试 与故 障诊 断工作。 2 0 1 3 年 1 2月份全国电力安全生产情况 2 0 1 3 年 l 2 月份，全国发生一般电力人身伤亡责任事故 6 起，死亡6 人，同比事故起数增加 3 起 ，死亡增加 3 人。事故均为 电力生产人身伤亡事故 ，同比增加 4起，死亡人数增加 4人；电力 建设人身伤亡事故同比减少 1 起， 死亡人数减少 1 人。2 0 1 3 年 1 2 月份， 全国未发生电力安全事故， 同比减少 1 起 ；未发生直接经济损失 1 0 0万元 以上 的电力设备事故 ，同比相 同。发生电力安全事 件 1 起 ，同比增加 1 起 。 电力生产人身伤亡事故为： ( 1 )l 2 月 5日，广东明煌电力工程公司在广东粤电集团长潭水电厂 3 号机组检修过程中，作 业人员对 3号发 电机开关进行清扫作业时触电，造成 1人死亡。 ( 2 )1 2 月 8日，凤翔能源有限公司在国电宝鸡第二发电有限公司清扫 l 号斗轮机尾车料斗下 酒煤时，皮带启动 ，作业人员被滚筒挤压 ，造成 1 人死亡。 ( 3 )1 2月 1 5日，河北 中昌建筑公司作业人员在中电投河北石家庄东方热电股份公司热电二厂 进行煤仓清煤作业时 ，因积煤滑落造成 1 人被掩埋死亡。 ( 4 )1 2 月 2 0日，大唐黑龙江鸡西热电厂燃料部职工在清理斗轮机时设备突然启动，被卷入轮 斗内，造成 1 人死亡。 ( 5 )l 2 月 2 6日，华电内蒙古卓资电厂在启动 1 号机组工作中，运行人员操作 “ 混温联箱进汽 手动门”暖管时，其一侧的焊接堵头突然崩开，击中操作人员，造成 1 人死亡。 ( 6 )1 2 月 2 8日，郑州大方重工有限责任公司雇佣郑州华通物流汽车运输公司在华能上海石} 同 口第一发电厂内运送钢材过程 中，运输公司作业人员松绑钢筋时，钢筋发生倾覆 ，造成 1 人死亡 。 电力安全事件为 ： 2 0 1 3 — 1 2 — 0 4 T 1 4 ： 2 5～l 5 ： 3 6 ，华能上海燃机电厂因通讯交换器故障引起公用控制系统阻塞， 通讯中断，3台机组先后跳闸，造成全厂对外停止供电。事件未造成设备损坏，未对上海电网运 行造成影响。 ( 来源：中国电力网 2 0 1 4 - 0 1 -0 9 ) 一 9一