全容量给水泵汽轮机异常跳闸事故分析.pdf

第 3 2卷第 1 1期 2 0 1 0年 1 1月 华 电 技 术 Hu a d i a n T e c hn o l o g y Vo 1 ． 3 2 No ． 1 1 NO V ． 2 01 0 全容量给水泵汽轮机异常跳 闸事故分析 安欣， 李续军， 张亚夫， 刘国弼 ( 西安热工研究 院有 限公 司， 陕西 两安7 1 0 0 3 2 ) 摘要 ： 论述 了给水泵汽轮机 的可靠性对于机组的实际意义 ， 介绍 了国产 3 5 0MW 超 临界机组 的给水泵 配置方案 ， 分析 了异常跳 闸事故原因 ， 提 出了解决方案 ， 供 同类型机组调试及运行时借鉴和参 考。 关键词 ： 超 临界机组 ； 给水 泵汽轮机 ； 异 常跳 闸事故 ； 解决方案 ； 可靠性 中图分类号： T K 2 6 7 文献标志码 ： B 文章编号： 1 6 7 4—1 9 5 1 ( 2 0 1 0 ) 1 1 — 0 0 3 2— 0 2 0 引言 我国现有的大型超临界机组大部分配置 了 2 X 5 0 ％汽动给水泵 +1 X 3 0 ％电动调速给水泵 ， 随着国 产给水泵汽轮机可靠性 的提高， 近年有部分电厂 配 置了国产给水泵汽轮机拖动的全容量给水泵 ， 如上 海外高桥三期 、 瑞金 电厂以及东方 电厂等。采用全 容量给水泵的机组其运行灵活性较差 ， 在现有系统 下 ， 如何提高给水泵汽轮机 的可靠性就成为了机组 所面临的问题 。本文就国产 3 5 0 MW 超临界机组在 试运行 中全容量给水泵汽轮机的异常跳闸现象进行 了分析并提出了解决方案。 1 给水泵汽轮机油 系统技术概况 国内机组容量为 3 0 0 M W 左右的国产机组参数 多为亚临界 ， 已经投产 的 3 5 0 Mw 国产超 临界机组 仅有瑞金 电厂、 东方电厂以及长春第四热电厂， 下面 仅对具代表性的东方 电厂的给水泵汽轮机油系统技 术概况进行介绍 。该给水泵汽轮机的调节系统通常 与主机共用 E H油 ， 而保安系统及润滑油则 由 2台 交流主油泵供给 ， 正常运行时一运一备 ， 交流油出口 压力为 0 ． 8 5 M P a ， 流量为 5 0 0 L ／ mi n ， 此外还配有 1 台直流事故油泵， 出口压力为 0 ． 3 4 M P a ， 流量为 4 0 0 L ／ mi n 。保安油直接取 自主油泵出 口， 经滤油器再 经过 2个节流孔供给。在正常运行时 ， 保安油压 由 交流油泵滤网后的手动 门来调 整， 润滑油压靠母管 上可调溢流 阀来 调整 ， 系统润 滑油压 要求不 低于 0 ． 1 6 MP a ， 保安油压要求不低于0 ． 4 9 MP a ， 保安系统 图如 图 1 所示 。 2 异常跳 闸事故介绍及分析 调试阶段汽动给水泵出现异常跳闸工况在东方 收稿 日期 ： 2 0 1 0— 0 7—2 7 安全 去危急 跳 闸装置 主 I E l i 泪1 { 0 图 1 保安系统 电厂发生次数较多 ， 且该类跳 闸事故具有一定的代 表性 ， 下面对东方电厂给水泵组 的事故介绍并进行 分析。 2 ． 1 跳闸事故概述 东方 电厂在试运期间， 在主油泵的切换过程中， 数次出现异常跳 闸现象。该给水泵汽轮机遮断系统 通过低压保安油去动作隔膜阀以及高压保安油的失 压后靠弹簧联关主汽门 2套系统来实现遮断 ， 因此 ， 引发给水泵汽轮机跳闸的主要原因为 ： ( 1 ) 润滑油压波动至跳机值 以下； ( 2 ) 保安油压低于厂家要求值。 在跳闸过程中， 给水泵汽轮机高压保安油与低 压保安油均失压 ， 高低压保安油控制 电磁阀均未动 作且给水泵汽轮机紧急跳闸系统 ( ME T S ) 报警没有 跳 闸首出 ， 故排除逻辑误动的可能。从事后跳闸分 析大致判断 ， 跳闸原 因为低压保安油压低。为确认 此问题 ， 汽机专业人员对油泵联启压力定值进行 了 提高， 包括从逻辑 中对润滑油压跳 闸信号加设延迟 信号。随后模拟油泵 的切换过程 ， 就地按事故按钮 观察切泵中油压变化过程 ， 通过数次试验 ， 可得出以 下 2条结论 ： ( 1 ) 整个油压波 动过程 中， 母 管油压从 失去 到 重新建立均需要 2～3 S 。 ( 2 ) 低压保安油在切换油泵瞬 间， 油压有较大 的波动 ， 在波动过程中， 低压保安油不到 1 S时间就 降至跳机值以下 ， 而润滑油母管压力变化不大且没 第 1 1 期 安欣 ， 等 ： 全容量给水泵汽轮机异常跳 闸事故分析 3 3 有波动至跳机值 。 试验过程 中的润滑油母管油压变化见表 1 。 表 1 切换 油泵母管压力变化过 程 2 ． 2跳闸事故分析 通过上述试验初步判断给水泵汽轮机低压保安 油压力偏低 ， 哈尔滨汽轮机厂有限公司汽要求低压 保安油压不低于 0 ． 4 9 MP a ， 就地低压保安油压力 为 0 ． 5 6 MP a ， 调整低压保安油压力至 0 ． 7 2 MP a ， 切油泵 进行试验 ， 给水泵汽轮机跳 闸， 原因同上 。对给水泵 汽轮机低压保安油管路进行分析 ： 保安油取 自主油 泵出口， 经滤油器及 2个节 流孔 ， 在正 常运行过程 中 ， 节流孔基本没有流量 ， 一旦油压发生波动 ， 会对 原本油量偏小的低压保安油系统造成较大的油压波 动 ， 继而隔膜阀因保安油压低而动作 。 要解决此 问题 ， 必须要在保安油管路：N, O H 蓄能 器对压力变化工况进行补偿 ， 下面就油系统情况进 行计算并给出解决方案。油 系统参数为 ： 主油泵供 油量 3 0 m 。 ／ h ， 低压保安油不低于0 ． 4 9 MP a 。考虑到 管程损失及测量时间的误差蓄能器所需油量至少应 能保证 3 S内低压保安油不小于 0 ． 4 9 MP a ， 所需油量 应满足如下条件 ≥ 3 = 3 =2 5 ( L ) ， 式 中： 为蓄能器最小充油量 ； V s为单位 时间内的 油量 。 给水泵汽轮机主油泵 出 口压力 0 ． 8 5 MP a ， 低压 保安油所需压力 为 0 ． 4 9 MP a ， 取 中间值 0 ． 5 5 MP a ， 这样 ， 可以充人较多 的油 ， 也可为蓄能器 的动作留够 充裕的时间。压力和油量确定后 ， 可以确定蓄能器 的容积 ， 蓄能器在充油过程 中氮气容积 (V) 变化可 认为是理想等温过程 ， 可有 P0 v o = P1 Vl ， V o = Vl+ 。 由 P 0 = 0 ． 5 5 MP a ， P = 0 ． 8 5 MP a ， 可解 得 V≥I ／0=I — l X =7 0 ． 8 ( L ) 。 ＼ P1 一 Po， 从上述计算可知 ， 至少需要 2 X 4 0 L 、 充氮压力 为 0 ． 5 5 MP a的蓄能器。在蓄能器 的布置上 ， 应选择 尽量靠近给水泵汽轮机隔膜 阀的位置 ， 改造后系统 如 图 2所 示 。 图 2保 安 油 蓄 能 詈 苦 组 3 油 系统 改造后的运行情况 因调试工期的限制 ， 试运阶段没有对油系统进 行改造 ， 随后 的消缺阶段 ， 东方电厂对给水泵汽轮机 的油系统进行了改造 ， 方案不 同处为蓄能器充氮压 力为 0 ． 5 9 M P a ， 蓄能器安装 于汽机房 0 m处。改造 后进行 了油泵切换试验 ， 在试验过程中， 低压保安油 及润滑油压均在厂家要求范围内且高压保安油压没 有变化 。上述油系统 的改造方案能够充分解决因切 换油泵而造成的异常跳闸问题 ， 蓄能器能够对低压 保安油系统在油压波动过程 中的波动进行补偿 ， 且 不影响给水泵汽轮机 的正常打闸。 4结论及 建议 ( 1 ) 国产 3 5 0 MW 超临界机组 的给水泵均选择 了 1 0 0 ％容量配置 ， 因此 ， 给水泵汽轮机在现有配置 下的安全性成为了关系到机组运行稳定性 的问题。 给水泵汽轮机的低压保安油没有配置蓄能器且带有 隔膜阀的系统 ， 若遇到油泵切换工况 ， 一般会出现异 常跳闸的现象。 ( 2 ) 本 文提及 的东方 电厂所 进行 的油 系统改 造 ， 由于厂房美 观原因导致蓄能器加在汽机厂房 0 m处 ， 在类似的油系统改造 中， 应保证蓄能器 的位置 尽量靠近隔膜阀处 ， 从而能够更好地 补偿事故工况 所引起的压力变化。 ( 3 ) 蓄能器的充氮压力是保证 系统能够正常运 行的关键 ， 在第 1次充油前应按照厂家要求或计算 要求充入要求压力的氮气 ， 有的 电厂曾经出现过 因 充氮压力较低而导致切泵过程中跳 闸的事故 出现。 在 给水泵 汽 轮机 正 常运 行 的过 程 中 ， 应 将 蓄能 器 充 氮压力作为巡检的一项重要检查项 目。 ( 编辑 ： 王 书平 ) 作者简介 ： 安欣( 1 9 8 O 一) ， 男， 陕西韩城人， 工程师 ， 从事大型汽轮 机组调试方面 的工作 。