660MW機組汽泵多級水封異常跑油分析

李陽

摘要：近年來，對于新投產(chǎn)機組頻繁出現(xiàn)有關(guān)汽泵密封水多級水封的問題，多為油中進水、水中進油等現(xiàn)象，導(dǎo)致事故發(fā)生原因有多種，既有初始設(shè)計問題，也有操作不規(guī)范等原因，所以必須加大對汽泵密封水研究，規(guī)范操作流程，保證機組長周期安全運行。

關(guān)鍵詞：汽泵;密封水;設(shè)計;改造

中圖分類號：TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）20-0103-02

1? 系統(tǒng)概況

大別山二期汽輪機為北重阿爾斯通（北京）電氣裝備有限公司生產(chǎn)的DKY4-4N37C超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、濕冷凝汽式汽輪機。每臺機組配置1臺100%BMCR容量汽動給水泵組。汽泵采用迷宮密封系統(tǒng)，運行中將圍繞著旋轉(zhuǎn)軸的高溫鍋爐給水密封住，只允許少量冷卻水泄漏。密封壓力為泵的入口壓力，在泵的驅(qū)動端和非驅(qū)動端都相同，非驅(qū)動端的平衡管出口連接到泵的濾網(wǎng)前入口管路。泵端每個襯套上都安裝有一個調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥由安裝在排液管路上的溫度測點反饋來進行調(diào)節(jié)。在每個泄漏回路安裝有一個溫度測點以設(shè)置報警。密封水取自凝結(jié)水，采用閉式冷卻水進行冷卻，保證密封水的進水溫度合適，密封水回水分為兩路，一路是靠近泵體的卸荷水回到前置泵入口管道上;另一路回到地溝或者經(jīng)過多級水封回到凝汽器。如圖1所示。

2? 常見的問題、分析及預(yù)控措施

大別山電廠二期機組在基建及調(diào)試過程中由于缺乏對汽泵密封水的研究和重視，出現(xiàn)設(shè)計錯誤和操作不嚴(yán)謹，在經(jīng)歷了水中進油的事故后，引起了足夠的重視，對汽泵密封水進行改造和提出相應(yīng)預(yù)控措施。

2.1 水中進油

2.1.1 原因分析

密封水回水設(shè)計（如圖2所示）上存在錯誤時，旁路未倒地溝，不經(jīng)多級水封直接與凝汽器相連，機組抽真空時，必然會造成密封水回水至凝汽器的主路或旁路同時導(dǎo)通，高負壓直接造成軸承回油腔內(nèi)負壓，汽泵潤滑油直接被吸入凝汽器中。另一種是多級水封內(nèi)水柱降低或者水阻不足，例如多級水封筒內(nèi)溫度過高導(dǎo)致密封水汽化，密封水回水高度差加上多級水封水柱低于凝汽器真空，汽泵密封水回水腔室形成較高的負壓，致使汽泵潤滑油通過油擋被吸入到凝汽器內(nèi)。

我廠在調(diào)試期間曾對鍋爐進行抽真空保養(yǎng)，當(dāng)時凝結(jié)水泵運行，汽泵密封水供水壓力1.6MPa，密封水調(diào)門開度35%，密封水回水溫度15℃，機組真空-86KPa，汽泵密封水在旁路運行，由于未及時將汽泵密封水回水倒至主路運行，導(dǎo)致小機油箱油位由1075mm降至1025mm，小機潤滑油漏入凝汽器，經(jīng)過長時間加藥沖洗后水質(zhì)最終合格。

2.1.2 控制措施

要保證凝汽器中不進油，首先在系統(tǒng)設(shè)計上要合理，避免出現(xiàn)旁路仍然與凝汽器相連，這樣只會造成水中進油現(xiàn)象更嚴(yán)重。在多級水封投用的情況下要維持水阻平衡，避免軸承回油腔內(nèi)存在較高的負壓。同時控制汽泵密封水回水溫度合適，避免發(fā)生汽化，回水溫度受機組真空影響較大，當(dāng)機組真空降低時，對應(yīng)的凝結(jié)水飽和溫度升高，密封水回水溫度跟蹤溫差時，此時凝結(jié)水溫度與回水溫差減小，會導(dǎo)致密封水回水溫度控制閥關(guān)小，進一步導(dǎo)致回水溫度升高產(chǎn)生汽化。所以密封水溫控閥應(yīng)該跟蹤密封水回水溫度而不是跟蹤溫差，控制密封水回水溫度不超過55℃;機組抽真空后，立即將密封水回水切至多級水封運行。

2.2 油中進水

2.2.1 原因分析

在系統(tǒng)恢復(fù)運行或退出運行時，若密封水投運不及時、密封水壓力不足、卸荷水至前置泵管道閥門未開啟、密封水退出過早，都有可能造成油中進水。特別是出現(xiàn)現(xiàn)呼吸器往外冒水，根據(jù)迷宮汽封的原理，說明密封水出現(xiàn)回水不暢或者密封水壓力不足，導(dǎo)致了密封水的回水阻力的增加或是泵體的高壓給水漏出與汽泵密封水一起竄入汽泵軸承潤滑油中，導(dǎo)致小機潤滑油箱油位上升，油中含水量增加，油凈化器排水次數(shù)增加。

2.2.2 控制措施

根據(jù)迷宮汽封的原理，汽泵恢復(fù)運行時，要優(yōu)先恢復(fù)密封水和卸荷水閥門，防止由于未投密封水和未導(dǎo)通卸荷水導(dǎo)致高壓給水經(jīng)過油擋漏入軸承潤滑油中;注意控制密封水壓力，密封水壓力不足無法完全封閉卸荷水，一樣可能造成高壓給水漏出;密封水不得過早退出，當(dāng)除氧器溫度或汽泵筒體溫度較高時，退出汽泵機封水，高溫給水進入浮動環(huán)密封裝置，會造成密封裝置溫度過高，損壞密封裝置;當(dāng)機組未抽真空之前，要保證汽泵密封水回水暢通，不能投入多級水封運行，要保證密封水回水走地溝;機組發(fā)生跳閘時，應(yīng)該立即將密封水回水切換至地溝，防止因真空下降，水阻遠大于真空。

2.3 真空泄漏

2.3.1 原因分析

在機組運行期間，若因為多級水封隔離檢修或者多級水封內(nèi)密封水汽化需要切換至旁路運行，在切回多級水封運行時，由于多級水封處缺少壓力測點無法判別多級水封的運行狀態(tài)，若先開多級水封旁路門，極有可能因為密封水回水溫度高導(dǎo)致水封筒部分汽化，導(dǎo)致真空下降。

2.3.2 控制措施

為避免回切多級水封時可能導(dǎo)致真空泄漏，操作時先控制密封水回水溫度較低，先部分關(guān)閉水封筒至凝汽器，而后繼續(xù)關(guān)閉該門時同時操作開啟旁路門。

3? 系統(tǒng)優(yōu)化及控制措施

針對大別山電廠3號機組汽泵密封水系統(tǒng)存在的問題，運行人員加大對密封水系統(tǒng)的研究，根據(jù)之前的設(shè)計及運行情況，對密封水系統(tǒng)進行了改造，并制定了相關(guān)指導(dǎo)措施，同時加強人員培訓(xùn)，避免密封水系統(tǒng)事故的發(fā)生，提高此系統(tǒng)的可靠性。

3.1 多級水封旁路進行改造

原多級水封從設(shè)計上就存在錯誤，將旁路接口仍然設(shè)計在凝汽器上，這樣設(shè)計導(dǎo)致了必然發(fā)生油中進水和水中進油的事故發(fā)生。當(dāng)機組跳閘時，若立即切換為旁路運行，此時由于無水阻，必然導(dǎo)致軸承回油腔內(nèi)負壓，將汽泵潤滑油吸入凝結(jié)水中，若機組跳閘不倒換至旁路，此時隨著真空下降，多級水封內(nèi)水阻與真空失去平衡，水阻遠大于真空，密封水回水不暢，導(dǎo)致油中進水。機組啟動期間同樣存在此問題，無論什么時候倒換主路均無法避免上述兩種現(xiàn)象的發(fā)生。所以我廠進行了如圖3所示的改造，規(guī)避了從設(shè)計上導(dǎo)致事故發(fā)生的可能性。

3.2 嚴(yán)控密封水回水溫度

根據(jù)凝汽器真空對應(yīng)的飽和溫度，同時為保證汽泵密封水有充分的調(diào)節(jié)余量，將廠家提供的汽泵密封水回水溫度上限85℃改為55℃，避免汽泵密封水回水發(fā)生汽化影響多級水封的水阻，迫使汽泵密封水多級水封發(fā)生反復(fù)投退，提高了汽泵的可靠性。

3.3 增加測點

為了保證汽泵密封水調(diào)門跟蹤回水溫度的可靠性，防止單測點由于故障或跳變導(dǎo)致汽泵密封水調(diào)門不能正常跟蹤，密封水調(diào)門大幅波動導(dǎo)致多級水封平衡被破壞，將汽泵密封水回水溫度增加1個測點實現(xiàn)“二取均”作為被調(diào)量，增加溫度調(diào)節(jié)的可靠性。增加多級水封進水室壓力遠傳測點，通過測量值判斷多級水封運行情況，若多級水封頂部壓力發(fā)生大幅度的變化或偏離正常值，可以及時的調(diào)整密封水供水調(diào)門或者去就地開啟多級水封注水門降低多級水封溫度。

3.4 優(yōu)化邏輯

為增加測點的可靠性，汽泵密封水調(diào)門邏輯中除了常見的壞質(zhì)量判斷外，還有高/低比較器，增加測點的可靠性;同時在汽泵密封水調(diào)門投入自動時，邏輯閉鎖開度不低于20%，確保密封水流量不低。

4? 結(jié)束語

經(jīng)過調(diào)試期汽泵密封水發(fā)生的水中進油事件，運行人員對汽泵密封水進行專項攻關(guān)，對汽泵密封水油中進水、水中進油等問題均進行了深入研究，聯(lián)系水泵廠和設(shè)計院對系統(tǒng)進行重新設(shè)計和改造，同時從運行管理角度制定措施，從根本上解決汽泵密封水跑油問題，提高機組的安全性。

參考文獻：

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