给水泵汽轮机油泵故障跳闸处理方法
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给水泵汽轮机油泵故障跳闸处理方法
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　　摘 要： 甘肃大唐国际连城发电有限责任公司3、4号机组自2005年投运以来，多次出现因给水泵汽轮机油泵故障而引起的给水泵汽轮机跳闸事件，严重影响了机组安全稳定运行。经过对给水泵汽轮机油泵连锁及油泵性能的多次试验，我们查明了跳闸原因，并对给水泵汽轮机油系统进行了改进。在给水泵汽轮机操作油及润滑油系统加装蓄能器作为辅助油源，用逆止阀隔断蓄能器与溢流阀之间油管路，在油泵故障时维持安全油压、润滑油压的连续性，保证了给水泵汽轮机不跳闸，从而稳定了机组的安全运行，成功解决了由于给水泵汽轮机油泵故障而引起跳闸的问题。
　　关键词：小汽轮机 跳闸 蓄能器 油系统
　　连城发电公司3、4号机组为N300-16.7/537/537型、亚临界、一次中间再热、凝汽式汽轮机，额定蒸汽量为1024t/h。机组给水系统配置了两台50 %负荷的给水泵汽轮机(以下简称小机)和一台50%负荷电动给水泵，小机为TGQ型6MW汽轮机。配备的小机油系统由两台交流油泵和一台直流油泵，同时配置油箱及排烟装置。该油系统不参与小机配汽机构的调节装置，调节系统由主汽轮机抗燃油系统提供，控制系统由独立的MEH控制系统完成。油箱交流油泵为型号：YB-E200/50-CC双联叶片泵。直流润滑油泵是单叶片泵，型号为YB-E200，以便在故障状态下为小机提供紧急备用油源。其中交流油泵高压油出口及低压油出口均配备溢流阀，调整后压力分别为2.5MPa和0.25MPa。 小机正常运行时，交流油泵供保安系统用油和润滑系统用油，油泵出口分操作油和润滑油。操作油分为两路，一路直接供低压主汽门操作用，另一路经节流孔板后接入安全油压，供打闸电磁阀、低压主汽门卸荷阀，危急遮断器等用油。
　　一、现场实际情况及问题分析
　　我公司3、4号机组自2005年投产以来，小机油泵在运行中出现下列异常情况，给我公司设备安全稳定运行带来了不良影响和很大的损失。2007年4月小机主油泵在运行期间轴承碎裂卡死，备用油泵未联启导致汽泵跳闸，锅炉汽包水位波动无法控制，造成主机非停。2008年3月小机油泵电流突然降低至4A，操作油及润滑油压持续下降至跳机值，备用油泵未联启，待小机跳闸后手动操作备用油泵启动，经解体检查尼龙棒加工的对轮销已全部断裂。
　　目前主要存在的问题为：1、运行油泵卡涩或对轮联接销断裂后，备用油泵联启时小机跳闸。2、小机跳闸后电泵不能及时联启造成汽包水位波动，引起主机跳闸，锅炉灭火等非停事件。
　　二、问题分析及及方案研究
　　机组正常运行时，安全油压泄漏主要是各滑阀间隙的微量渗漏，机组安全油的泄油通道有危急遮断滑阀，辅助油门控制器，低压主汽门，遮断电磁阀、打闸滑阀，这些泄油通道在机组正常运行时处于关闭状态，泄油量很少。
　　汽轮机通过复位油挂闸后，危急遮断油门，辅助油门处于工作位置，安全油泄油通道被关闭，安全油压通过辅助油门进入高低压主汽门，将活塞密封阀碟紧压在密封座上，关闭了泄油通道，安全油压建立起来。
　　经过2007年、2008年对小机油系统多次分析、试验、改造并没有解决该问题，仍然出现了小机油泵停运时备用油泵联启后小机跳闸的事故。
　　经过多次改造试验，体现出的主要问题为：
　　①小机油泵跳闸后，安全油压、操作油压、润滑油压下降速度很快，一般在1.2S到2S之间，各个油压已经低于小机跳闸信号发出值。
　　②小机油泵跳闸后备用油泵均能联启，但油泵联启时间过长，导致小机因低油压保护动作而跳闸。
　　③小机油泵跳闸后润滑油、操作油系统安装的蓄能器均未能延长油泵油压下降的时间，小机润滑油及操作油溢流阀仍能将系统内的存油泄入油箱。
　　④备用油泵联启后系统充油时间大于2s。
　　如果能解决：①降低润滑油及操作油压下降速率。②增加联启油泵压力变送器处压力下降的速率，即系统油压在下降至跳闸值前2～3s发出调整信号，就能解决小机油泵跳闸的问题。
　　为了解决上述问题，2011年我们对操作油系统进行了改造。
　　改造后经过试验，试验曲线如下图：(工程师站数据)
　　按上图中开始曲线从上往下分别为：操作油压，安全油压，润滑油压，润滑油压跳闸信号。按上图分析：油泵电机断开电源后，操作油及安全油压开始下降，2s后润滑油压低跳闸信号发，操作油压未降至1.6MPa，安全油压也未降至1.2MPa，润滑油压低信号发后2s左右润滑油压实时信号显示润滑油压开始下降，压力由0.18MPa降至0.07MPa，历经时间1s。随即小机B油泵联启，按操作油压力开始下降点至压力回升点时间区推算，油泵联启时间为4s，润滑油油压低跳闸时间约为2s。
　　通过上述分析我们不难得出如下结论：
　　①操作油联启及跳闸信号发出时间，明显滞后于润滑油压跳闸信号。
　　②油泵停运后电机信号与油压跳闸信号之间相差2s以上。
　　③电机信号发出后，联启备用油泵满足系统油压，小汽轮机不会发生跳闸。
　　④在系统设置和蓄能器配置方面我们仍然存在较大问题，使系统修改后联启备用油泵与跳闸信号发出时间相差太小。
　　根据上述分析，对改造方案进行如下调整：
　　①、在按图二所示润滑油母管上选择相应位置，加装设有弹簧加载的逆止阀，一台油泵突然跳闸后，该逆止阀会暂时关闭，由蓄能器供油维持油压暂时稳定，安全油压也处于暂稳定状态，高、低压主汽门不关闭。待另一台油泵联启正常投运后，该逆止阀又打开，调节母管油压由主油泵来维持，防止了油泵跳闸同时带动小机跳闸的情况。
　　②、对蓄能器进行重新计算，延长系统内油压维持时间。假定润滑油系统选取蓄能器皮囊容积为40升，皮囊充气压力为0.16MPa，当交流油泵润滑油出口压力为0.25MPa时，根据气体压缩方程P1V1=P2V2计算，蓄能器可以吸收19.6升压力油供润滑油母管;操作油系统选取蓄能器皮囊为10升，皮囊充气压力为1.6MPa，当交流油泵出口压力为2.5MPa时，根据气体压缩方程P1V1=P2V2计算，蓄能器可以吸收6.4升压力油供操作油母管。根据YB-E200/50-CC油泵的出力，油泵出力为267L/min，71L/min。即高压油供油1.2L/s，低压油供油44L/s.假定油泵额定出力全部供入油系统，则4台40升蓄能器，在油泵停运的情况下，可以维持润滑油在2s内油压不发生变化。同理，操作油有一台10L蓄能器可保证有5s操作油压不发生变化。因此选用4台40升蓄能器及1台10升蓄能器可满足系统需求。
　　③、同时将润滑油及操作油备用油泵联启压力开关移至溢流阀与新安装逆止阀之间，按图1分析，在蓄能器及溢流阀的作用下，可确保逆止阀关闭后系统油压下降速度较逆止阀前油压下降速度缓慢，从而达到提前联启备用油泵的目的。
　　三、结论
　　2012年4月份利用停机机会对小机油系统改造后进行了静态油压试验，结果如表1所示。
　　安装逆止阀后切断了系统内存油回流，防止系统存油通过溢流阀回至油箱的方法有效的延长了油系统油压下降的时间。同时，新安装投运的蓄能器对维持操作油压和润滑油压在跳闸值以上效果明显，对小机跳闸没有产生负面影响。
　　在4号机组A、B汽泵油系统中实施蓄能器及逆止阀改造后，彻底消除了因交流油泵故障而造成小机跳闸的缺陷，使给水泵运行更加稳定、可靠，避免了由此导致的甩负荷、停机等影响机组安全稳定运行的事故。
　　[1]小汽轮机设备说明书.北京电力修造总厂
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