孫國(guó)強(qiáng)
(中國(guó)華電集團(tuán)有限公司河南公司,鄭州 450046)
某公司2×330 MW機(jī)組,每臺(tái)主機(jī)配2套汽動(dòng)給水泵組,給水泵汽輪機(jī)型號(hào)TGQ06/7-1,額定功率6 MW,額定轉(zhuǎn)速5 320 r/min,連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍3 000~6 000 r/min;給水泵型號(hào)HPTmk200-320-6s,為筒式多級(jí)離心泵,流量669 m3/h,揚(yáng)程2 377 m。
自投產(chǎn)以來(lái),給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)就存在油泵切換時(shí)間長(zhǎng),油壓建立慢的問(wèn)題。2014年10月,#2機(jī)組A小機(jī)A油泵跳閘,備用油泵和事故油泵相繼聯(lián)啟,但是在短時(shí)間內(nèi)潤(rùn)滑油壓低于跳閘保護(hù)值,造成給水泵汽輪機(jī)跳閘,跳閘后電動(dòng)給水泵聯(lián)啟正常,未造成主機(jī)跳閘,但耗費(fèi)大量廠用電,降低了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,并導(dǎo)致汽包水位波動(dòng)大,嚴(yán)重威脅主機(jī)安全運(yùn)行。由于此種原因,在定期切換給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵時(shí),啟動(dòng)備用油泵運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間后才可停運(yùn)原運(yùn)行油泵。
該公司給水泵汽輪機(jī)整套供油系統(tǒng)配有1個(gè)3 m3油箱、2臺(tái)型號(hào)YB-E200交流潤(rùn)滑油泵、1臺(tái)型號(hào)YB-E200直流潤(rùn)滑油泵、2臺(tái)并列冷油器、2臺(tái)并列油過(guò)濾器、1個(gè)油位計(jì)和1臺(tái)排煙風(fēng)機(jī),其交直流油泵提供給水泵汽輪機(jī)及給水泵軸瓦潤(rùn)滑用油。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),2臺(tái)交流潤(rùn)滑油泵中任一臺(tái)運(yùn)行,另一臺(tái)備用,兩泵互為聯(lián)鎖;而直流油泵只在2臺(tái)交流油泵均故障或潤(rùn)滑油壓不足時(shí)提供軸承潤(rùn)滑油。
給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)正常運(yùn)行參數(shù)如下:設(shè)計(jì)軸承供油量(帶泵),267 L/min;油泵設(shè)計(jì)出口油壓,0.700 MPa;軸承設(shè)計(jì)潤(rùn)滑油壓,0.250 MPa(12 m);潤(rùn)滑油壓低聯(lián)備用泵,0.120 MPa(12m);潤(rùn)滑油壓低跳閘,0.080 MPa(12 m);潤(rùn)滑油壓低聯(lián)直流油泵,0.080 MPa(12 m)。
在控制回路上,滿足備用交流油泵自啟的條件有2個(gè):一個(gè)是油壓聯(lián)鎖信號(hào),另一個(gè)是電聯(lián)鎖信號(hào)。油壓聯(lián)鎖是當(dāng)運(yùn)行中的油泵突然發(fā)生故障,潤(rùn)滑油壓降低到0.120 MPa時(shí),備用泵通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)自啟;油壓降低到0.080 MPa時(shí),直流潤(rùn)滑油泵聯(lián)啟;電聯(lián)鎖是運(yùn)行中的油泵電機(jī)發(fā)生故障或失電時(shí),電氣開(kāi)關(guān)跳開(kāi),同時(shí)備用泵電氣開(kāi)關(guān)閉合,油泵啟動(dòng)。
給水泵汽輪機(jī)油壓低跳閘原因是備用泵聯(lián)啟后,潤(rùn)滑油壓低于0.080 MPa,保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致小機(jī)跳閘。
通過(guò)對(duì)給水泵汽輪機(jī)出現(xiàn)的幾次事故進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)給水泵汽輪機(jī)跳閘過(guò)程中,另外一臺(tái)油泵雖然已自啟,但還是因?yàn)闈?rùn)滑油壓低跳閘。為查清該問(wèn)題,結(jié)合停機(jī)備用對(duì)所有濾網(wǎng)、電磁閥、壓力開(kāi)關(guān)、油泵出口逆止閥等設(shè)備都進(jìn)行了檢查,未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。又調(diào)整了潤(rùn)滑油壓聯(lián)啟壓力值、加裝油壓延時(shí)等措施,效果均不明顯。后來(lái)又模擬運(yùn)行故障進(jìn)行多次聯(lián)鎖試驗(yàn),其結(jié)果如下:
(1)運(yùn)行一臺(tái)泵,停運(yùn)該泵,電聯(lián)鎖聯(lián)動(dòng)備用泵,從運(yùn)行泵停止到備用泵運(yùn)行,出口壓力恢復(fù)到額定值需要5~6 s。聯(lián)鎖過(guò)程中,潤(rùn)滑油壓在4 s左右降到跳閘值,而此時(shí)給水泵汽輪機(jī)已因潤(rùn)滑油壓低跳閘。
(2)人為操作泵出口閥門(mén)調(diào)整油泵出口壓力至0.120 MPa(12 m),另一臺(tái)油泵聯(lián)啟,因聯(lián)鎖時(shí)間較長(zhǎng),油泵恢復(fù)出口額定壓力時(shí)間達(dá)到7 s左右,潤(rùn)滑油已經(jīng)降低到給水泵汽輪機(jī)跳閘值。
圖1 改造后的給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)
以上結(jié)果表明,無(wú)論是電氣或非電氣原因,當(dāng)運(yùn)行泵故障停運(yùn)、備用潤(rùn)滑油泵聯(lián)鎖時(shí),油泵出口壓力恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng),潤(rùn)滑油壓已經(jīng)降低到跳閘值,加裝油壓跳閘延時(shí)可能會(huì)造成給水泵汽輪機(jī)和給水泵軸瓦因斷油化瓦,故不能采用。
通過(guò)試驗(yàn)來(lái)看,設(shè)備在現(xiàn)行狀況下,一臺(tái)泵故障停運(yùn),另一臺(tái)泵聯(lián)鎖建立油壓需要5~6 s,給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油壓降低到跳閘值只需要3~4 s,直接原因是潤(rùn)滑油壓下降太快,間接原因是備用泵出口油壓建立太慢。
在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析:
總之,在高中思想教育中,教師要改變重知識(shí)輕德能,以及過(guò)于強(qiáng)調(diào)應(yīng)試的現(xiàn)狀,要重視學(xué)生思想道德發(fā)展,加強(qiáng)道德管理,促進(jìn)學(xué)生價(jià)值觀的形成、學(xué)生人格的發(fā)展。
(1)潤(rùn)滑油壓下降過(guò)快是由軸瓦間隙泄油造成的。鑒于軸瓦的潤(rùn)滑及冷卻特性,軸瓦設(shè)備沒(méi)有成熟的改造方式,油泵增容改造也并非是良好的改造方案,不考慮改造。
(2)備用泵油壓建立太慢,主要原因是油泵出口油壓建立慢。從系統(tǒng)分析,油泵電機(jī)安裝在油箱頂部,油泵浸沒(méi)在潤(rùn)滑油中,油泵出口加裝有逆止閥,逆止閥在油箱油面以上。油泵啟動(dòng)后,油泵出口逆止閥前會(huì)積聚空氣,造成油泵出口建立油壓慢。油泵出口逆止閥前積聚空氣的主要原因是潤(rùn)滑油箱安裝有排油煙風(fēng)機(jī),建立油箱負(fù)壓,便于軸瓦回油,但也會(huì)導(dǎo)致軸瓦回油吸入空氣,空氣溶解在較高溫度的回油中,回油通過(guò)油泵入口進(jìn)入到逆止閥前,在油箱的負(fù)壓和油溫冷卻中,油中溶解的空氣便釋放出來(lái),積聚在油泵出口逆止閥前;備用油泵在故障聯(lián)鎖中因?yàn)橛休^多空氣的存在,建立油壓需要先排出逆止閥前積聚的空氣,造成起壓時(shí)間長(zhǎng),油壓建立慢。
(3)如果故障油泵的出口逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)或關(guān)閉時(shí)間長(zhǎng),也會(huì)造成油泵聯(lián)啟后油壓建立慢。
表 #1機(jī)組試驗(yàn)結(jié)果
注:試驗(yàn)時(shí)間為2015年6月27日。
表2 #2機(jī)組試驗(yàn)結(jié)果
注:試驗(yàn)時(shí)間為2015年11月5日。
給水泵汽輪機(jī)跳閘的直接原因是潤(rùn)滑油壓降低快,解決辦法是延遲潤(rùn)滑油壓的降低時(shí)間。故考慮在潤(rùn)滑油管路上加裝蓄能器(如圖1中11所示),在運(yùn)行油泵停運(yùn),備用油泵聯(lián)啟時(shí),通過(guò)蓄能器的蓄能儲(chǔ)油的釋放,保證潤(rùn)滑油管道壓力在備用油泵油壓建立前維持在跳閘值以上,從而達(dá)到延長(zhǎng)潤(rùn)滑油壓降低的時(shí)間。
通過(guò)計(jì)算和實(shí)際試驗(yàn)得出潤(rùn)滑油管管道儲(chǔ)油量和油壓下降時(shí)間,進(jìn)行蓄能器選型計(jì)算。
方案1:蓄能器安裝在12 m層(安裝位置和軸瓦中心線齊平,不考慮油靜壓),Pmin=0.080 MPa,Pmax=0.250 MPa,P0=0.072 MPa,V=43.0 L。
方案3:蓄能器安裝在0 m層(考慮管道內(nèi)12 m油靜壓),Pmin=0.180 MPa,Pmax=0.350 MPa,P0=0.162 MPa,V=63.3 L。
經(jīng)過(guò)向蓄能器廠家咨詢,蓄能器標(biāo)準(zhǔn)容積一般為40 L,80 L,故選型80 L蓄能器,由于現(xiàn)場(chǎng)12 m層空間有限,蓄能器安裝空間不夠,蓄能器如果安裝在6 m層,不便于人員巡檢,故選擇將蓄能器安裝在0 m層潤(rùn)滑油進(jìn)油母管旁。每臺(tái)給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油母管加裝1臺(tái)80 L的蓄能器,并在蓄能器的進(jìn)油管加裝DN 40 mm手動(dòng)球閥,便于隔離檢修或定期充氮壓力測(cè)量。
油泵出口逆止閥前容易積聚空氣,在檢修時(shí)將出口逆止閥安裝位置下移,出口高度低于油箱油面,并在逆止閥前鉆一個(gè)?3 mm小孔,用以排出積聚在油泵出口逆止閥前的空氣,便于油泵出口快速建立油壓,同時(shí)又不影響系統(tǒng)油壓。
在給水泵汽輪機(jī)交流油泵和直流油泵出口管支路上分別加裝手動(dòng)球閥(均為DN 40 mm,PN 25),目的是在油泵出口逆止閥出現(xiàn)故障時(shí),能在不停止小機(jī)運(yùn)行的情況下對(duì)逆止閥進(jìn)行檢修。
給水泵汽輪機(jī)油系統(tǒng)改造后,蓄能器氣體充壓至0.163~0.200 MPa,進(jìn)行性能試驗(yàn)。#1和#2機(jī)組試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2。
A小機(jī)在蓄能器投入后,在不啟動(dòng)備用油泵的情況下,停止運(yùn)行油泵后12 m層潤(rùn)滑油壓由0.250 MPa下降到0.080 MPa以下需要時(shí)間由3 s增加到17 s。
B小機(jī)在蓄能器投入后,在不啟動(dòng)備用油泵的情況下,停止運(yùn)行油泵后12 m層潤(rùn)滑油壓由0.250 MPa下降到0.080 MPa以下需要時(shí)間由2 s增加到14 s。
給水泵汽輪機(jī)油泵聯(lián)鎖試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)正常切換。
A小機(jī)在蓄能器投入后,在不啟動(dòng)備用油泵的情況下,停止運(yùn)行油泵后12 m層潤(rùn)滑油壓由0.250 MPa下降到0.080 MPa以下需要時(shí)間由2 s增加到11 s。
B小機(jī)在蓄能器投入后,在不啟動(dòng)備用油泵的情況下,停止運(yùn)行油泵后12m層潤(rùn)滑油壓由0.250MPa下降到0.080MPa以下需要時(shí)間由1s增加到13s。
給水泵汽輪機(jī)油泵聯(lián)鎖試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)正常切換。
在機(jī)組正常運(yùn)行中,進(jìn)行了給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵聯(lián)鎖試驗(yàn)。在一臺(tái)給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油泵正常運(yùn)行時(shí),就地手動(dòng)停止該泵,觸發(fā)電聯(lián)鎖;另一臺(tái)潤(rùn)滑油泵啟動(dòng)后,系統(tǒng)油壓和潤(rùn)滑油壓未有明顯波動(dòng),給水泵汽輪機(jī)未跳閘。手動(dòng)調(diào)整運(yùn)行潤(rùn)滑油泵出口油壓,潤(rùn)滑油壓降低到聯(lián)鎖值時(shí),另一臺(tái)備用潤(rùn)滑油泵啟動(dòng),12 m層潤(rùn)滑油壓最低降至0.150 MPa,油壓迅速恢復(fù)到正常值。
通過(guò)在給水泵汽輪機(jī)潤(rùn)滑油母管加裝蓄能器和油泵出口改造,徹底消除了一臺(tái)油泵故障停運(yùn)時(shí),另一臺(tái)油泵聯(lián)啟后油壓建立慢導(dǎo)致潤(rùn)滑油壓低給水泵汽輪機(jī)跳閘的故障,提高了機(jī)組的安全性。