摘要:本文针对M701F4燃气-蒸汽联合循环机组高压给水泵异常跳闸事件,结合高压给水泵及其稀油站油泵的逻辑和电气二次图,对事件的经过和现象进行分析,提出可行的防范措施。
关键词:M701F4;高压给水泵;稀油泵;事件分析。
1 引言
某电厂现有两套额定功率为460MW的M701F4热电联产燃气蒸汽联合循环机组,每套机组包括一台低NOx 燃气轮机、一台燃机发电机、一台蒸汽轮机、一台汽机发电机、一台无补燃三压再热型余热锅炉及其相关的辅助设备,外加配套热网工程[1],该电厂两套机组自2014年9月投入商业运行。本文结合高压给水泵及其稀油站油泵的逻辑和电气二次图,对M701F4燃气-蒸汽联合循环机组高压给水泵异常跳闸事件进行分析,并提出可行的防范措施,希望给同类型机组的技术人员提供参考和帮助。
2 设备概况
该电厂采用三压、再热、卧式、无补燃、自然循环余热锅炉,余热锅炉型号:BHDB-M701F4-Q1。锅炉汽水系统分为:高压、中压(再热)、低压系统(含除氧器系统),其中高压汽水系统采用2×100%电动调速高压给水泵组,高压给水泵正常运行时一用一备,采用变频调速。高压给水泵相关参数:功率:2300KW、额定电压:7.2KV、额定电流:255A、流量:358m3/h、扬程:1821m、转速:2980r/min。高压给水来自低压汽包,通过高压给水泵升压,经高压一、二、三级省煤器后进入高压汽包。高压给水系统的主要用户:高压汽包、TCA和高压过热蒸汽减温水。
稀油站油泵作用:为高压给水泵与电机的轴承提供润滑油,保证泵的正常运行;正常情况下工作泵运行,当压力不足时,压力开关发信号,备用泵启动向给水泵继续供油。
3 事件经过及处理
1)跳闸前状态
燃机负荷227MW,汽机负荷120.3MW,真空-92.4KPa,4A高压给水泵变频运行,4B高压给水泵工频备用;高压给水泵出口压力11.5MPa,TCA流量61.9t/h,高压给水调阀75%,高压给水流量201t/h,高压汽包水位-2.0mm,低压汽包水位-7.5mm,凝结水泵变频调节水位模式投入。4A高压给水泵稀油站#1泵工作,#2泵备用。4B高压给水泵#2泵工作,#1泵备用。
13:20 许可“#4锅炉A高压给水泵稀油站在线滤油”热力机械工作票。
2)事件经过
14:10 4A高压给水泵跳闸,DCS跳闸首出为“稀油站供油压力低”,4B高压给水泵工频联启,检查4A高压给水泵稀油站#2泵联启,#1泵停运。高压给水调阀由75%关至30%,TCA流量由61.9t/h升至120t/h并超量程变为坏点。高压给水流量由201t/h降至45t/h,凝结水泵变频调水位模式退出,低压给水调阀自动开至98%开度。
3)处理过程
手动逐步开大高压给水调阀至70%,调整高压汽包水位至正常值后投入高压水位三冲量调节(高压汽包水位最低降至-126mm)。凝结水泵压力手动由1.04MPa调至1.5MPa,低压给水调阀缓慢自动关至75%(低压汽包水位最低降至-113mm)。就地检修人员正在执行4A高压给水泵稀油站滤油作业,已将4A高压给水泵稀油站油箱盖板打开,并将油箱内回油滤网抽出。
14:54 令检修人员将4A高压给水泵稀油站油箱回油滤网及油箱盖板回装,测量稀油站#1泵绝缘正常,恢复#1油泵工作、#2油泵备用,检查4A高压给水泵正常后变频启动4A高压给水泵,停运4B高压给水泵,重新投入凝结水泵变频调水位模式。通知检修人员暂停对4A高压给水泵稀油站滤油作业,将工作票押回待泵停运后执行。
4 原因分析
1)高压给水泵跳闸原因
4A高压给水泵跳闸首出为“稀油站供油压力低”,初步怀疑为检修人员在抽稀油站回油油箱滤网时,由于稀油站油箱容积较小,导致液位波动使得#1油泵出口压力低时高压给水泵跳闸。
2)4A高压给水泵稀油站油泵切换原因
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图1
图1中KA8为泵启停继电器,KM1/KM2为#1泵、#2泵继电器,KA1为油温继电器,KA2为油压低继电器(油压正常时继电器带电,油压低于0.08MPa时继电器失电),FR为热继电器,SA3为油泵工作方式选择旋钮。
4A高压给水泵稀油站油泵选择方式为“1号泵工作,#2泵备用”,在SA3控制回路中1号泵走的是7-8,#2泵走的是1-2。当远方或就地启动稀油站油泵后,KA8继电器带电,常开触点KA8合闸,因选择的是#1泵工作,#2泵备用,所以#2泵未运行时常闭触点KM2合闸,热继电器未动作时FR1合闸,KM1继电器带电,#1泵启动;#2泵备用选择回路中走的是1-2,支路1(油压低联启备泵):油压正常,继电器KA2带电,KA2常闭触点分开,油温正常,KA1继电器带电,KA1合闸,当油压低信号过来后,KA2继电器失电,KA2常闭触点闭合,#2油泵联启;支路2中(工作泵跳闸联启):因KA2继电器带电,KA2常开触点闭合,#1泵运行时KM1常闭触点分开,当#1泵异常跳闸后,KM1常闭触点合闸,#2油泵联启;支路1为自保持回路。
#1油泵自动停运原因:#2泵联启后,KM2常闭触点分闸,当油压正常后,KA2继电器带电,KA2常闭触点分闸,所以#1油泵自动停运。
5 事故处理要点
1)高压给水泵工频联启后,高压给水调阀会自动切至手动并关至30%开度,此时应密切监视高压汽包水位,及时开大高压给水调阀,防止高压汽包水位快速降低。
2)高压给水泵工频联启后,TCA流量会快速上升而导致凝结水泵频率输出波动,需检查凝结水泵变频调节水位模式是否退出、低压汽包水位是否正常、凝结水泵运行是否正常。
3)检查已跳闸的高压给水泵无异常后,应尽快将该泵投入备用。
6 防范措施
1)审核及许可工作票时把握好工作开展的必要性,非必要的情况下尽量不许可涉及运行设备的工作票。
2)许可工作票时要充分与检修人员沟通检修工作内容以及工作开展的具体流程,全面把控风险因素,并做好相关事故预想。
2)建议将高压给水泵工频联启后高压给水调阀开度自动关至30%开度改至关至50%开度,使高压汽包水位不会大幅度波动。
3)建议凝结水泵变频调节水位模式退出后,凝结水泵频率自动设置为1.5MPa,防止因凝结水泵频率低而使低压汽包水位大幅波动,保证机组安全稳定运行。