某电厂热电联产2X330MW工程,采用330MW机组,每台共配置3套给水泵组,其中汽动给水泵组为2x50%,电动给水泵组为lx30%BMCR调速给水泵。汽动给水泵组的给水前置泵由电动机单独驱动。小汽轮机正常工作汽源采用四段抽汽供,备用和启动用汽源采用再热冷段蒸汽或辅助蒸汽联箱供,调节系统采用MEH高压抗燃油控制系统。
1.主要技术规范
型号:G6.6-1.0;型式:单缸、单轴、冲动式、纯凝汽、辅助蒸汽外切换;运行方式:变参数、变功率、变转速;额定功率:4.543MW(肯富来水泵效率为82.45%,转速为5538r/min);额定进汽压力:1.159MPa,温度379.2°C;额定排汽压力:7.8kPa,温度41.03°C;额定转速:5538r/min;调速范围:3100~5900r/min;超速保护动作转速:6327r/min(电保护I),6327r/min(电保护II)。
2.调节保安系统
小汽机的调节保安系统是高压抗燃油数字控制系统(MEH)的执行机构,它接受MEH指令,完成挂闸、驱动阀门及遮断机组等任务,由低压主汽阀油动机、低压调节阀油动机、高压遮断模块、蓄能器等组成。低压主汽阀油动机为开关控制型,受MEH控制完成阀门的开启和关闭,在危急情况下可接受遮断系统指令,快速关闭遮断机组进汽。低压调节阀油动机接受MEH信号,由电液伺服阀连续控制,采用双侧进油。油动机由油缸、位移传感器(LVDT)各一个控制块相连而成,在控制块上装有伺服阀,通过伺服阀控制油缸活塞上、下腔的进排油,从而完成对低压调节阀的控制。
二、汽泵组试运中遇到的问题
1.低压调门关闭时间过长
(1)故障现象
2012年5月11日,#1机做A、B小机MEH性能试验,发现A、B小机主汽门关闭时间正常,但A、B小机低压调门关闭时间过长,A小机调门关闭时间为8S,B小机调门关闭时间为28s。后用专业仪器做调门关闭时间测试,关闭时间也与性能试验时差不多,大大超过了有关规程的规定。
(2)原因分析
造成低压调门关闭时间过长的主要原因有:MEH输入信号故障;LVDT反馈信号故障;低压调阀油动机机械故障;电液伺服阀故障;储能器未能正常工作。
(3)处理
与安装、热工、肯富来水泵厂等专业人员一起进行多方面分析、排查,发现低压调门关闭时间过长是电液伺服阀卡涩故障所致,而伺服阀故障又是油质原因引起。高压油进入油动机之前先经过一个10pm的精细滤网,再经过油管路进人伺服阀,但安装人员没有严格按照规定的程序清洗控制油系统管道及各部套。因此对小机高压油系统及部套进行清洗、过滤,再更换电液伺服阀,然后再重新做A、B小机调阀关闭时间测试,均能达到规程规定的标准。
2.汽动给水泵前置泵及主泵入口滤网堵塞
(1)故障现象
给水流量下降,小汽机升速,给水流量加不上去,前置泵或主泵入口滤网差压大报警。
(2)原因分析
汽动给水泵系统在进人整套启动阶段后,在相当长的一段时期内存在着前置泵及主泵入口频频堵塞的问题,严重时会导致被迫停炉、停机,甚至在进行滤网清洗时出现高温水烫伤工作人员的事件,给机组的整套启动试运进程产生不利影响。佛山水泵厂总结产生这一问题的原因:系统不够清洁;随着整套试运行的进行,高、低加热器和除氧器等系统投人并带负荷,在温度的作用下,各加热器的氧化层剥落使水质变差。
(3)处理
①分部试运阶段给水泵系统各管路的冲洗应充分,除氧器、凝汽器需认真清理干净。
②进入整套启动后,应投人各高、低压加热器汽侧,使抽汽管及加热器进行充分的冲冼。
③试运期间,充分利用各次停机间隙及时清理凝汽器及除氧器。
3.启动过程中轴振动大跳泵
(1)故障现象
2012年7月19日2:30,#2机加负荷至290MW,B汽动给水泵前置泵入口及主泵入口滤网因在整组启动期间频繁清洗而造成排污阀内漏大停泵处理;8:10缺陷处理完毕后B小机用四段抽汽重新启动,升速率为300r/min/min;8:15转速升至600r/min暖机5min,8:20继续以升速率300r/min/min升速,目标1800r/min;随着转速上升,轴偏心,轴系振动,排汽温度均上升。
(2)自动化应用
升至1800r/min轴偏心为601xm,振动最大值为小机#1轴承X向76tJun,排汽温度115°C;暖机30min后,轴偏心降至46pm,轴振最大值为小机#1轴承Z向60m,排汽温度115°C;8:55继续升速,目标3000r/min,当转速升至2346r/min时,轴偏心升至99xm,轴振最大值为小机#1轴承尤向1251xm,排汽温度137°C,小机因轴系振动大跳闸。
(3)原因分析
给水泵汽轮机停运后,上下汽缸由于冷却速度不同而产生温差,若转子处于静止状态,将产生径向温差引起热变形,随着时间的增加,上下汽缸温度趋于平衡,转子径向温差和热变形随之消失。转子的这种弯曲是暂时的,称为弹性弯曲。盘车的作用就是在上下缸存在温差的情况下盘动转子,使转子均匀地冷却或加热。给水泵的轴细而长,静挠度较大,动静间隙小,在高速运转间隙中的水起着水轴承的作用,形成稳态跨距,缩小了支撑跨距,增强了支撑刚度;而低速盘车时水轴承不能形成,如果泵壳上下温差偏大引起壳体变形,在盘车时很容易造成动、静磨擦。另外,在投运初期,给水系统杂质多,也会造成盘车卡停,因此汽动给水泵在停运后及冲转前都不投人盘车运行。该故障原因为:B汽动给水泵从比较高负荷快速停下来消缺,由于汽缸上下缸温差的存在,转子已产生了弹性变形,按照厂家规定的方式启动,并不能消除转子弹性变形。
(4)处理
在B汽动给水泵跳闸后重新启动时,先以300r/min/min升速率,冲转至300r/min,暖机15min;使转子缓慢均匀加热,再升速至800r/min,暖机20min;以500r/min/min升速率,升速至1800r/min,暖机30min;最后以lOOOr/min/min,升速至3000r/min,投入CCS。整个升速过程,轴偏心最大值78,都在正常范围内。虽然时间比肯富来水泵厂的规定稍长,但在轴振出现异常情况下,根据情况适当调整,增加了汽泵启动的灵活性。在#2机试运期间清洗泵滤网时也多次采用此方式,保证了机组整组启动顺利进行。
4.汽动给水泵轴承金属温度高
(1)故障现象
2012年6月15日,#1机A小机第一次冲转并做超速试验,A小机前支持轴承金属温度及轴承回油温度随转速上升而升髙,当转速升至6299r/min时,A小机前支持轴承金属温度达98°C。
(2)原因分析
①轴承产热量偏大,主要是安装中轴承对中不良、轴瓦间隙过小、接触角不合适、接触面不良等原因引起。
②轴承润滑油量不足,主要是润滑油压偏低,轴承进、出油管有杂物堵塞,轴承进油孔径偏小等原因造成。
③润滑油温度偏高,主要是冷却水温高或冷油器换热效果差等原因造成。
④热工测点安装不当或损坏等,引起虚假指示报警。
(3)处理
经检查,确定故障并非是测点不准、油温高、润滑油母管压力低等原因造成;在停机后“翻瓦”检查,确认故障原因是肯富来水泵的轴承回油孔有脏物堵塞,造成轴承润滑油量不足。
三、结语
汽动给水泵是汽轮发电机组的主要辅机,其运行正常与否对机组的安全稳定运行有着至关重要的作用。设备运行状况的好坏与设计、制造、安装工艺有密切关系,新安装机组在试运中总会遇到各种各样的问题,应采取相应措施灵活应对,才能保证机组的安全经济运行。