300MW机组汽泵小机跳闸原因分析及处理

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年第6期   作者:江衡定
[导读] 汽动给水泵在火力发电热力系统中具有举足轻重的地位,它的正常与否,直接决定了火力发电机组整体的健康运行水平
        江衡定
        山东临沂华盛江泉能源有限公司 山东临沂 276000
        摘要:汽动给水泵在火力发电热力系统中具有举足轻重的地位,它的正常与否,直接决定了火力发电机组整体的健康运行水平。本文就汽泵小机一些不常见的跳闸原因如转速偏差值大、喷油飞锤误动、温度测点接线接反等进行分析、讨论,由表及里,摊出现象,捋出本质,给出处理对策及防范措施。可借鉴于同类机组,用作参考预见,以维护运行。
        关键词:汽泵小机;跳闸;转速偏差值;飞锤误动;测点接线;对策
        前沿
        重庆中机龙桥热电有限公司300MW供热式抽凝机组,给水系统配置两台50%BMCR容量的汽动给水泵及一台30%BMCR容量的电动调速给水泵,汽动给水泵型号:FK5F32M;小汽机型号:G6.6-0.8-2,单缸、单流、冲动式、纯凝汽汽轮机,东汽出品。运行中当一些常规参数超限条件满足时,保护动作跳闸,如超速、润滑油压低、排汽真空低、轴瓦温度高、轴振、轴位移大等。
        本文就常规跳闸条件里所不具有的,转速偏差值大、喷油飞锤误动、温度测点接线接反,三项现实事例原因进行分析,按照时间线索,务求明晣条理,分呈脉络,清醒意识,防患未然,未雨绸缪,举重若轻而具参考意义。
1.汽泵小机转速偏差值大跳闸
1.1.事件经过
        2014年09月03日中班,18:21:37`负荷212MW,锅炉MFT,床温低于650℃且未投油首出;主机以20MW/min速率降负荷 ,18:22:13 `A汽泵3762.25r/min,开始降转速,18:23:58` 至2847.68r/min,关闭出口门,旋转备用。此时B汽泵单独运行,电动给水泵检修无备用。18:27:36` 负荷120MW,B小机入口压力低跳闸,MEHB排汽温度高首出、排汽温度高停机,而此时排汽温度53.8℃,系误发。立即开启A汽泵出口门,并升速带负荷,但已来不及,18:27:42`给水泵均停主汽流量大于30%首出,锅炉BT。18:31:52`汽包水位高BT,机组跳闸。在此后恢复过程中,B小机冲转后旋转备用,出口门关闭。A小机单独运行。21:04:24` 大机冲转,21:21:19` 大机并列,21:21:22`A小机转速4712.69r/min,辅汽压力0.66MPa,21:22:15`辅汽压力0.34MPa,并网后瞬降,A小机转速降至3669.51r/min,跳闸。此时B小机转速2216.36r/min,急忙开出口门,并升速带负荷,已来不及,至2916.98r/min时,21:24:03` 汽包水位低BT,跳机。
1.2.原因分析
        (1)B小机跳,是MEHB瞬间增大转速,流量跃升300多吨,拉垮汽泵入口压力至1.2MPa,而此时除氧器压力0.42MPa,保护动作跳泵。跳机同时,排汽温度高停机首出,排汽温度高动作值是150℃,而此时实际温度53.8℃,属误发。跳泵后CCS切除,调速框处于跟踪状态,不能人为操作。
        (2)A小机跳,是并网后,中调瞬间全开,再热压力下降,辅汽压力拉垮,转速下降,实际与设定偏差达1000r/min时跳闸。
        (3)根据汽泵小机跳闸条件,转速偏差值大并不在其保护动作范围内,但热控默认此硬逻辑,偏差值200,自动切除;偏差值1000,跳泵。无法更改,以保设备。
1.3.防范措施
(1)小机调速进程慢,动作迟缓,可考虑改变速率,提高灵敏度,不待偏差增大再跟进,大幅波动而不利稳定。调整时尽量不让偏差超过200,事故情况比较紧急时也别超过500,其一旦跟上,则偏差越大,波动幅度亦越大,操作回调亦可能晚了。对于跳闸同时排汽温度高首出,由热控进行保护回路检查,启动前试验ETS各通道,确保动作值正确,防止误动。
        (2)在事故情况下,小机手动调速,如参数变化幅度过大,调速框双键以点一次(改变50转)为宜,如多次点会引致变化幅度更大,不宜调回;如参数在变化初期,最好使用单键(改变10转),以求稳调整;  
        (3)运行泵在退出作旋转备用时,可不关出口电动门,以备特殊情况时可即刻升速带负荷,到时再开出口电动门,会耽搁一定时间,引发跳机事故。
        (4)一般并网前只运行一台小机,并网时可先调高再热压力,中调全开后,及时收小并关闭低旁,调整高旁开度,维持正常辅汽压力,并网后,待高排逆止门打开,与高旁进行汽路切换,50MW负荷左右,辅汽压力充足,可冲转第二台小机。       
2.汽泵小机喷油飞锤误动跳闸
2.1.事件经过
        B汽泵小机异常跳闸,于2018年度前后出现了两回,一次是在机组正常运行时,一次在机组事故停机后,启动恢复过程中。经过反复查找、试验,并开箱检查,确定是飞锤误动引起,如下:
2.1.1.B小机异常跳闸,METSB无首出。
        2018年06月29日10:51、B小机不明原因跳闸,电泵联动投入运行正常。经查曲线,B小机、汽泵所有参数均在正常范围,METSB无保护动作首出,转速偏差最大也才10转,盘上、现场多次排查无果。

13:30冲转观察,至3987rpm时跳闸,报低压安全油压过低停机;14:21再次挂闸冲转,就地守候观察复位油压、一次安全油压变化,从1000rpm到4300rpm再降到3900rpm,复位油压0.61Mpa,一次安全油压0.62Mpa,二次安全油压14Mpa,均正常无摆动无变化。此次试验来回变化转速,没有跳闸,于15:00并入系统运行,停运电泵备用。第二日06月30日16:34、B小机又跳闸,电泵联动投运;经降缸温后,揭前箱检查。发现是推力瓦有间隙漏油至飞锤注油环铜环喷油口,封堵6个喷油口,并在铜环正下方开孔泄油,于07月03日10:18启动B小机,投运正常。  
2.1.2.机组启动恢复过程中,B小机冲转升速后三次异常跳闸。
        2018年09月04日机组跳闸后,在启动恢复过程中。12:48、冲动B小机、12:59、至3003rpm、13:12、跳闸,盘上无首出信号;13:17、重新挂闸冲转、13:28、至2997rpm、13:45、升至3389rpm时,跳闸,无首出信号;13:49、挂闸冲转、14:02、至3095rpm、14:23、升至3231rpm时,跳闸,无首出信号。经生技、检修两部门会同检查,将危急遮断滑阀撑钩与转子间隙增大1mm,于16:30再次启动投运正常。
2.2.原因分析
        (1)通过小机调节保安系统我们可以看出,前箱部分危急遮断器、推力瓦等都是非常紧凑精密的部件,运转中应有合理的间隙。正常情况下,喷油试验是小机挂闸冲转定速后,由Y14隔离电磁阀带电动作,隔离安全油泄油通道;再由Y15喷油电磁阀带电,引导压力润滑油,注入飞锤油囊,活动飞锤。然后Y13电磁阀重新挂闸复位。按理说,喷油电磁阀没开的话,喷油管路及油囊注油环都不应有油。但轴间的窜油却使人猝不及防,不严密的地方渗透,日积月累,运行时长,油量增多,导致了此次事故;
        (2)飞锤的行程由限位衬套的凸肩限制,正常情况下,全行程为6mm。飞锤飞出后打击撑钩脱扣,使危急遮断油门动作,但揭开前箱我们发现,危急遮断滑阀撑钩与转子之间间隙太小,塞尺塞不进,几乎是紧贴在一起,当转子旋转时,特别是高转速离心力增大时,撑钩易动作,使危急遮断滑阀动作,泄掉安全油压。这就是造成屡次冲转后跳闸的原因。
2.3.防范措施
        通过以上两条原因的分析,我们可以在事后采取相应的对策,一是泄掉油囊中的积油,开孔后就保证运行中喷油管路建立不起油压,但这样做的后果,就是以后喷油试验,飞锤不能正常活动。长此以往卡涩的话,会造成遮断困难,不能保障机组安全;二是增大危急遮断滑阀撑钩与转子间隙,但这样做的话,势必增加飞锤行程,一旦超过其极限值,飞锤动作而无效遮断,也是影响机组安全的一大隐患。所以两者皆是治标不治本,还是应利用检修机会,合理调整部件间隙,符合厂家设备规范,对齐标准,每个部件都能于整体中配合,充分发挥作用,达到最佳运行状态,而不是顾此失彼,增加不可控因素。在事前防范来说,运行方面应做到加强监控,仔细分析相关参数变化,作好小机跳闸事故预想。胸中有预案,才能从容应对,及时抢救,保障机组运行正常。
3.汽泵小机温度测点接线接反跳闸
3.1.事件经过
        2019年04月07日17:26负荷270MW,汽泵B推力轴承外侧温度逐渐涨至95℃保护动作值,MEHB动作跳闸,后经热工查实推力瓦内侧和外侧温度接线弄反,实际上是内侧工作瓦温度升高,而内侧保护定值经生技部敲定单独设为105℃,显示接在外侧上后,保护定值仍为95℃。经改接线后,19:00冲B小机、20:00并泵,系统恢复正常。
3.2.原因分析
        (1)2019年03月28日机组因锅炉故障停运,进行了一次临时抢修,04月05日启动并网带负荷。在这次临修中,检修拆线取出推力瓦检查,复装时接线装反,以致动作值降低,负荷一高,温度起来即跳闸。
        (2)解决问题的重心偏移。因小机平时运行中推力瓦内侧温度偏高,为防动作跳闸,将其保护定值由95℃改为105℃。不想跳闸,却因测点接线接反,偏又跳闸。这倒给我们提了个醒,改变定值,不是解决问题之根本所在,反而留下一大可能疏忽毁瓦的隐患。根本应致力于推力瓦恢复正常运行水平上。
(3)此次检修拆线、取瓦、检查、装瓦、接线,似乎未有啥更改,从投入后运行情况来看,瓦温依然上涨,反证实际并未得到有效解决。跳闸后改变接线,重新投入,但只能是靠保护动作定值的改变来维持长时运行,长此以往,而成为固疾。
3.3.防范措施
        利用检修机会,严格按检修文件包作业,规范完善检修工艺,落实质量验收监督,技术数据记录,项目完工报告,及设备再鉴定。掌握主要矛盾,解决根本问题。这次检修没彻底解决推力瓦温运行中偏高的问题,反而出现温度接线接反这种人为失误,应予以反思,坚决杜绝再出现。运行方面,加强监视运行,发现参数有异常变化,分析变化原因,及时处理,防微杜渐;如温度上升不能控制,应暂停升负荷,采取降负荷、调油温等方式控制温度在动作值以内。
4.结束语
通过以上事例的分析,汽泵小机这些不常见的跳闸原因:转速偏差值大、喷油飞锤误动、温度测点接线接反。无论是人为因素,还是设备原因造成的事故,我们都应本着解决根本问题的态度,去治理、预防、创造、改善和迭进,平衡关系,更新思路;采取对策,有效防治。不急功近利,着眼于当前得失上,留置隐患。抓住主要矛盾、解决根本问题,是首要任务,是保障机组能长期安全经济运行的重要举措。是此,为鉴!
参考文献:
        [1] 沈建龙、白成春,300MW机组所配汽动给水泵故障分析与处理[J],技术交流与应用,第三十六卷第六期,2008.
        [2] 严韶华,给水泵汽轮机振动大跳闸的原因分析及处理[J],湖南电力,安全与综合,第27卷第3期,2007.
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