电动给水泵工作油冷油器易堵塞问题巧解.pdf

第 3 5卷 第 7期 2 0 1 3年 7月 华 电技 术 Hu a d i a n T e c h n o l o g y Vo I ． 3 5 No ． 7 J u 1 ． 2 0 1 3 电动给水泵 工作 油冷 油器易堵塞 问题 巧解 谈 曜 ( 广州恒运热电( D) 厂有限责任公司， 广东 广州5 1 0 6 6 0 ) 摘要： 广州恒运热电( D) 厂有限责任公司电动给水泵在运行中经常跳闸， 分析了电动给水泵跳闸的故障原因为电动给 水泵工作油冷油器被垃圾堵塞 ， 造成工作油温异常升高而无法控制， 采用了加装电动给水泵工作油冷油器冷却水进水电 动门和反冲洗管道的方法， 解决了电动给水泵工作油冷油器易堵塞的问题。 关键词 ： 电动给水泵 ； 冷油器； 堵塞； 跳闸； 原因分析 ； 解决方法 中图分类号： T K 2 2 3 ． 5 2 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 4—1 9 5 1 ( 2 0 1 3 ) 0 7— 0 0 5 1 — 0 2 0 引言 广州恒运热电 ( D) 厂有 限责任公 司( 以下简称 恒运热电公 司) 3 0 0 Mw 机组锅 炉为 自然循环 汽包 炉 ， 给水 系统配置 2台 5 0 ％容量 的汽动给水泵和 1 台 3 5 ％容量 的电动给水泵 ， 机组 在正常运行时汽动 给水泵保持连续运行 ， 电动 给水泵在备用状态。在 机组启动和停运时 ， 汽动给水泵事故跳闸和检修期 间使用电动给水泵为锅 炉上水 ， 以维持正常的汽包 水位。可见电动给水泵是 电厂重要 的辅机 ， 它的正 常运行直接关系到发电机组的安全和稳定。 自投产 以来 ， 当电动给水泵运行时 ， 因工作油温异常升高导 致 电动给水泵跳闸的次数很多 ， 因此 ， 电厂对 电动给 水泵工作油冷油器冷却水系统进行了改造， 彻底解 决了这个问题， 保证了发电机组的安全和稳定运行。 1 电动给水泵工作油温升高的原因 恒运热 电公 司电动给水泵驱动方式为电动机通 过调速型液力偶合器驱动给水泵运行。调速型液力 偶合器主要 由泵 轮、 涡轮和勺管室等组成 。当主动 轴带动泵轮旋转时 ， 在泵轮 内叶片及腔的共 同作用 下 ， 工作油将获得能量并在离心力 的作用下被送到 泵轮外圆周侧 ， 形成高速的油流， 泵轮外圆周侧的高 速油流又以径 向相对速度与泵轮出 口的圆周速度组 成合速度 ， 冲人涡轮的进 口径 向流道 ， 沿着涡轮的径 向流道通过油流动量矩 的变化而推动涡轮旋转 。在 油流至涡轮出口处 ， 又 以其径 向相对速度与 涡轮出 口处的圆周速度组成合速度 ， 流入泵轮的径 向流道 并在泵轮中重新获得能量。如此周而复始 的重复 ， 形成工作油在泵轮和涡轮中的循环流动圆。由此可 见 ， 泵轮把输入 的机械功转换为油的动能 ， 而涡轮则 收稿 日期 ： 2 0 1 3— 0 3— 2 2 把油的动能转换成为输出的机械功 ， 从而实现动力 的传递。 液力偶合器在运转中， 其泵轮转速一定要稍大 于涡轮的转速， 才能形成循环流动圆， 泵轮出口油压 才能高于涡轮人 口油压 ， 从而完成扭矩 的传递 。泵 轮和涡轮转速存 在着一定 的差值 ， 称 为速度滑差 。 调速型液力偶合器在调速工作过程中不可避免地会 存在滑差损失 ， 这一损失最终将全部转化为热量 ， 这 些热量一部分通过液力偶合器零件向周围空气散 发 ， 但大部分加热了工作液体， 这是电动给水泵运行 时工作油温升高的根本原因。 2 电动给水泵工作油冷油器易堵塞的原因 恒运热电公司电动给水泵工作油冷油器采用管 壳式换热器， 型号为 L Y一 6 4 ， 水走 管程 ， 油走壳程 ， 是一个管外一程 、 管 内二程 的热交换 器 ( 如图 1所 示 ) 。管外空间工作油和管内空 间流动的冷却水进 行热量交换， 以达到降低油温之 目的。冷油器冷却 水源取 自电厂开式水系统 ， 开式水源为珠江水 ， 由于 电厂处在居 民生活区下游 ， 珠江水中的塑料袋很多， 这些塑料袋带有一定的吸附性 ， 很容易 吸附在管板 上 ， 同时为了满足换热面积 的需求 ， 冷油器水侧铜管 内径较小( 约为 1 0 m m) ， 不易通过塑料袋这类垃圾 ， 所以， 冷油器水侧 铜管经常堵塞。检修人员每次清 洗冷油器时， 拆开封盖检查会发现大部分冷却水管 路被缩卷成像红酒瓶木塞一样 的塑料袋堵塞 ( 如图 1 所示) ， 在冷却水进水侧形成了堵塞区。 3 电动给水泵工作油冷油器堵塞带来的问题 在工程计算中， 管壳式换热器一般采用如下的 传热方程式 ： Q =K A z ~ t ， 式中： Q为热负荷 ， w； 为整个传热面上的平均传 5 2 华 电技 术 第 3 5卷 图 1 冷 油器 示意简图 热系数 ， w／ ( m ℃) ； A为传热 面积 ， m ； A t 。 为 2 开 ， 工作油冷油器通水 ， 此时工作油冷油器相当于在 种流体之间的平均温差， ℃。 刚清洗过的状态下运行， 冷却效果能很好地满足降 电动给水泵工作油冷油器冷却水某一管路若完 低工作油温的要求。同时在电动门加装 1 个旁路手 全堵塞， 相当于减少了冷油器的传热面积A ； 某一管 动门， 在电动门机械故障无法打开时使用。 路部分堵塞 ， 该管路中冷却水流速在管 口处节流后 ， 改造前 、 后冷却器进水系统如图 2 、 图 3所示 。 管内流动时流速减慢并且水 中的泥沙容易沉积结 垢 ， 导致传热系数 K下降 ， 在 电动给水泵 紧急启动 时或正常运行时使冷油器冷却效果恶化 ， 换热器平 均温差△ 随之下降。若 K，A， △ ￡ 下降， 根据传热 方程式的计算结果 ， 换热器热负荷 Q也 随之下 降， 水侧吸收的热量小于油侧放出的热量 ， 工作油所含 热量越来越多， 引起工作油温失控上升至高限 ， 导致 电动给水泵升速受限或工作油温高事故跳 闸， 引起 汽包水位事故 ， 给 电厂的安全稳定运行带来极大 的 威胁 4 解 决方法 ( 1 ) 在电动给水泵工作油冷油器中加装反冲洗 管道。根据每次清洗冷油器时检查的结果 ， 发现垃 圾都集 中在冷却器进 水侧。如果 能够 改变水流方 向， 进水侧变为出水侧 ， 那么垃圾很容易被逆向流动 的水冲走。因此 ， 恒运热 电公 司决定在现有冷却水 管道和阀门的基础上加装反冲洗管道和反 冲洗 门。 在电动给水泵连续运行期间， 如果工作油温不断升 高 ， 会影响机组负荷率和锅炉汽包水位 ， 就地将冷油 器转为反冲洗状态， 进水侧变为出水侧， 冷油器原进 水侧堵塞 的垃圾即被冲走 。这样 ， 冷油器冷却水量 增加 了， 同时， 堵塞 的管道通畅后 ， 传热面积也增加 了， 工作油温又恢复至正常范围内。 ( 2 ) 在工作油冷油器进水侧加装一个电动门。 电动给水泵在备用状态时 ， 电动门在关闭状态 ， 冷油 器不通水 ， 这样冷油器就不会被水 中的垃圾堵塞 了。 增加热工逻辑， 当有电动给水泵启动信号时， 冷油器 进水侧电动门接受到电动给水泵启动信号 ， 马上联 图2 改造前冷油器冷却水系统图 ] ： 作油 冷油器 图 3改造后冷油器冷却水 系统图 5 改造后 的效果 式 统 电动给水泵工作油冷油器冷却水系统进行改造 后 ， 机组紧急启动 电动给水泵运行时 ， 冷油器人 口工 作油温可以控制在 9 0～1 0 0℃ ( 冷油器人 口工作油 温高停机值为 1 3 0℃) ， 再也没有发生过因工作油温 超限导致泵跳闸的事故 。电动给水泵在长期运行期 间 ， 运用反冲洗管道 ， 在正常状态和反冲洗状态之间 切换一次 ， 冷油器入 口工作油温下降 8～1 0℃ ， 很容 易控制工作油温在正常范 围内。 ( 下转第 5 5页) r ，、 ，n 第 7期 李泽财， 等 ： 空冷电厂一起 变压器平衡绕组故障的分析及处理 5 5 1 K ／ 4 "3 图 2 Y， d l l变压器 △侧 b c 两相短路 示意图 4 现场检查情况 检修人员检查变压器本 体发现 2空 冷变压器 B相铁芯头部有放电痕迹 ( 如图 3所示 ) 。对变压器 绝缘进行了检查未发现异常 ， 对变压器高 、 低压侧绕 组直阻进行测试也未发现异常。结合保护人员的分 析结果 ， 检修人员对 变压器平衡绕 组进行 了检查。 变压器解体后 ， 发现平衡绕组 B相烧损严重。 图3 2空冷变平衡绕组 B相绕组头部 对铁芯放电灼伤照片 在正常运行 时， 平衡绕组 的 A相 尾部 ( c相 头 部) 已强制接地， 平衡绕组 B相头部故障会对铁芯 放电， 造成 B相头部接地。这样 ， 变压器平衡绕组 侧就形成了 b ， c 两相短路。故障现象与保护人员的 分析结果相吻合 。 5结束语 Y y n 0+d连接组变压器平衡绕组 出现故 障后 ， 对差动保护装置记录动作值的特征进行了分析， 从 c相差流是 A， B相差流 2倍关系 的分析着手 ， 采用 一 种快捷的变压器两侧电流转换计算 的方法 ， 从理 论上详 细分析了一起较 为少见 的 Y y n 0+d连接组 别变压器平衡绕组的故障。从现场检查情况来看， 结果与分析相吻合。该方法可为故障定位、 故障处 理 、 快速恢复供电提供参考 。 对返修后 的变压器平衡绕组进行 了扩容 ， 由原 来的 6 2 5 k V A扩容至 8 0 0 k V A( 即由额定容量 的 2 5 ％变为 3 2 ％) ， 变压器平衡绕组扩容后运行效 果 良好。国家标准中未对平衡绕组的容量作出明确 的规定 ， 国外一般按变压器额定容量 的 3 3 ％进行选 取。总结带平衡绕组空冷变压器在电厂运行中的经 验是十分必要的， 在平衡绕组的设计时， 应充分考虑 直接空冷系统变频器谐波的影响， 容量宜设计为变 压器额定容量的 1 ／ 3 。 参考文献 ： [ 1 ] 辜承林 ， 陈乔夫， 熊永前． 电机学[ M] ． 3版． 武汉： 华中科 技 大学 出版社 ， 2 0 1 0 ． [ 2 ] 董景义 ， 段玉柱， 张贤国， 等． 平衡绕组在变压器中的作 用及接线方式浅述[ J ] ． 变压器 ， 2 0 0 9， 4 6 ( 1 2 ) ： 2 1 ． [ 3 ] 王维俭． 发电机变压器继电保护应用[ M] ． 2版． 北京 ： 中 国电力 出版社 ， 2 0 0 4 ． ( 本文责编 ： 王书平) 作者简介 ： 李泽财( 1 9 8 3 一) ， 男， 甘肃白银人， 工程师 ， 从事电厂继 电保护检修方面的工作( ( E — m a i l ： l z c 0 2 2 5 @1 6 3 ． e o m) 。 程中岳( 1 9 7 3 一) ， 男， 河北深县人， 工程师， 从事电气专 业技术管理方面的工作。 李喜荣( 1 9 8 5 一) ， 男， 甘肃平凉人， 助理工程师， 从事电 厂继电保护检修方面的工作。 潘乐宏( 1 9 8 4 一) ， 男， 甘肃张掖人 ， 助理工程师， 从事电 厂电气检修方面的工作。 袁兰成( 1 9 7 2 一) ， 男， 甘肃平凉人 ， 工程师， 从事电厂电 气检修方面的工作。 ●0● ●● ●● ● ● ● ●● ●● ●● ●● ●● ● ●●● ●0● 0●● ●● ●● o●● ●● ●● ●● ●● ●● ●● ● ( 上接第 5 2页) 6 结论 通过在工作油冷油器原冷却水系统上加装冷却 水进水电动门和反冲洗管道及反冲洗门的方法， 以 较少的投资彻底解决了电动给水泵紧急启动和长期 运行时工作油温超限引起 电动给水泵跳 闸的问题 ， 运行结果表明， 改造是成功的且非常巧妙 ， 这种改造 方法可供其他电厂借鉴和参考。 参考文献： [ 1 ] 杨世铭． 传热学[ M] ． 2版． 北京： 高等教育出版社， 1 9 8 7： 3 5 7—3 7 8． [ 2 ] 史美中， 王中铮． 热交换器原理与设计[ M] ． 4版． 南京 ： 东南大学出版社， 2 0 0 9 ： 7— 9 ． [ 3 ] 李前宇， 毛永清． 调速型液力耦合器工作油温特性分析 与应用[ J ] ． 电站系统工程， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 3 9— 4 0 ． ( 本文责编： 王书平) 作者简介 ： 谈曜( 1 9 8 0 一 ) ， 男， 青海西宁人， 助理工程师， 从事发电 厂集控运行方面的工作( E — m a i l ： l y — m y b a b y @1 6 3 ． c o m) 。