原樹峰，崔亞明，梁健康

（1.太原理工大學(xué)，山西太原030024；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西太原030001）

汽動(dòng)給水泵在試運(yùn)過(guò)程中的問(wèn)題分析及采取措施

原樹峰1，2，崔亞明2，梁健康2

（1.太原理工大學(xué)，山西太原030024；2.國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西太原030001）

針對(duì)汽動(dòng)給水泵在試運(yùn)時(shí)出現(xiàn)的盤車未脫開、汽動(dòng)給水泵熱態(tài)啟動(dòng)暖機(jī)時(shí)間選擇、事故狀態(tài)下操作方式等各種問(wèn)題，著重從運(yùn)行方式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面進(jìn)行了分析，提出了汽動(dòng)給水泵在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題及采取的緊急措施，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

汽動(dòng)給水泵；振動(dòng)；盤車

0 引言

某電廠一期工程裝備2臺(tái)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，鍋爐為上海鍋爐廠生產(chǎn)的300MW流化床鍋爐，汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界凝汽式機(jī)組。每臺(tái)機(jī)組給水系統(tǒng)配置有1臺(tái)30%鍋爐最大連續(xù)出力BMCR（BoilerMaximum ContinuousRating）容量的電動(dòng)給水泵和2臺(tái)50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵，驅(qū)動(dòng)給水泵的汽輪機(jī)由北京電力設(shè)備總廠生產(chǎn)，給水泵由沈陽(yáng)透平機(jī)械股份有限公司生產(chǎn)。在機(jī)組整套試運(yùn)過(guò)程中，出現(xiàn)了小汽機(jī)首次啟動(dòng)盤車脫不開、熱態(tài)啟動(dòng)振動(dòng)大、機(jī)組事故跳閘后小汽機(jī)無(wú)可靠備用汽源等問(wèn)題，直接影響鍋爐上水。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

本機(jī)組給水系統(tǒng)配置的30%BMCR容量電動(dòng)給水泵用于機(jī)組啟動(dòng)，2臺(tái)50%BMCR容量汽動(dòng)給水泵用于機(jī)組正常運(yùn)行。汽動(dòng)給水泵小汽機(jī)汽源設(shè)計(jì)為雙汽源，機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)由主機(jī)四段抽汽供給，經(jīng)低壓主汽門、4個(gè)低壓調(diào)門進(jìn)入小汽機(jī)做功；機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)四段抽汽壓力偏低，可以無(wú)擾切換至再熱冷端供汽，經(jīng)高壓主汽門、高壓調(diào)門進(jìn)入小汽機(jī)做功。另外，來(lái)自輔汽聯(lián)箱的蒸汽作為小汽機(jī)備用汽源，經(jīng)低壓進(jìn)汽電動(dòng)門、低壓主汽門、低壓調(diào)門進(jìn)入小汽機(jī)做功，也可滿足小汽機(jī)的用汽要求。在機(jī)組啟動(dòng)帶負(fù)荷過(guò)程中，將汽動(dòng)給水泵沖至3 000 r/min后，交由鍋爐控制。采用該汽動(dòng)給水泵小汽機(jī)盤車裝置行星擺線針輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)，通過(guò)滑鍵拖動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。

2 小汽機(jī)盤車裝置未脫開

2.1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

本工程2號(hào)機(jī)組A汽動(dòng)給水泵于2012年2月9日具備帶泵試轉(zhuǎn)條件，A小汽機(jī)在20:24掛閘沖車，500 r/min磨檢正常，未見(jiàn)異常，升速至900 r/min進(jìn)行低速暖機(jī)，各項(xiàng)指標(biāo)正常，20:50升速至1 800 r/min，現(xiàn)場(chǎng)聽音檢查發(fā)現(xiàn)前箱內(nèi)仍然有異音，5min后小汽機(jī)振動(dòng)突然增大至保護(hù)值（15絲），小汽機(jī)跳閘。

2.2 原因分析

小汽機(jī)在低轉(zhuǎn)速情況下，一切參數(shù)正常，而到高轉(zhuǎn)速時(shí)突然發(fā)現(xiàn)前箱內(nèi)有異音，而且振動(dòng)突然增大。由于小汽機(jī)在出廠前都進(jìn)行過(guò)整裝試車，有合格的出廠檢驗(yàn)及測(cè)試報(bào)告，所以轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)部件飛脫或者葉片斷裂等意外情況概率極小。結(jié)合小汽機(jī)首次試運(yùn)的情況：第一次沖車時(shí)就發(fā)生過(guò)盤車嚙合裝置在高轉(zhuǎn)速下不能完全脫開，經(jīng)過(guò)檢查、處理后才順利完成了小汽機(jī)超速試驗(yàn)，在帶泵試轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于嚙合裝置動(dòng)作不靈活，主軸與盤車未能完全脫開，與主軸一起旋轉(zhuǎn)，低轉(zhuǎn)速時(shí)動(dòng)不平衡力相對(duì)較小，作用不明顯，在高轉(zhuǎn)速時(shí)，動(dòng)不平衡力增大，引起小汽機(jī)振動(dòng)增大，直至超過(guò)保護(hù)值跳機(jī)。所以，盤車嚙合裝置動(dòng)作不靈活造成小汽機(jī)振動(dòng)大的可能性非常大。

2.3 采取措施

在隨后的檢修處理過(guò)程中，打開前箱、解體小汽機(jī)盤車嚙合裝置，發(fā)現(xiàn)滑鍵動(dòng)作不靈活。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)研究決定，完全拆除小汽機(jī)盤車，再次啟動(dòng)后汽泵運(yùn)行正常。

3 汽泵熱態(tài)啟動(dòng)暖機(jī)時(shí)間選擇

3.1 問(wèn)題的提出

汽動(dòng)給水泵在熱態(tài)停運(yùn)后，由于上、下缸冷卻速度不同，存在有一定溫度的梯度，使得轉(zhuǎn)子產(chǎn)生徑向溫差，發(fā)生熱變形。隨著停運(yùn)時(shí)間的延長(zhǎng)，上、下缸溫度趨于平衡，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的徑向溫差和熱變形也隨之消失。小汽機(jī)盤車裝置的作用就是在上下缸存在溫差的情況下連續(xù)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，使得轉(zhuǎn)子均勻冷卻或加熱，避免發(fā)生彈性彎曲，所以，小汽機(jī)轉(zhuǎn)子在停運(yùn)時(shí)需要緩慢冷卻，啟動(dòng)時(shí)需要緩慢加熱。給水泵采用小汽機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于給水泵的轉(zhuǎn)子細(xì)而長(zhǎng)，其撓度較大，動(dòng)靜間隙小（0.20～0.45mm），在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)泵內(nèi)各級(jí)間隙中的壓力水起到“水軸承”的作用，形成了穩(wěn)態(tài)跨距，縮小了支撐跨距，增強(qiáng)了支撐剛度。而在低速盤車時(shí)無(wú)法形成“水軸承”，極易造成動(dòng)靜摩擦[1]。另外，在機(jī)組試運(yùn)期間，由于系統(tǒng)中雜質(zhì)較多，易發(fā)生卡澀，因此，給水泵廠家堅(jiān)決反對(duì)低速盤車。大多數(shù)電廠，都是采用直接沖車的方式啟動(dòng)給水泵，停泵后不盤車，靠自然冷卻，對(duì)于汽動(dòng)給水泵熱態(tài)啟動(dòng)，合理選擇暖機(jī)時(shí)間既能使汽泵不發(fā)生振動(dòng)，又可使機(jī)組能夠在較短時(shí)間內(nèi)帶負(fù)荷，發(fā)揮最佳經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 實(shí)例分析及結(jié)論

在機(jī)組試運(yùn)過(guò)程中，對(duì)汽泵在熱態(tài)啟動(dòng)的時(shí)機(jī)選擇上摸索出一些規(guī)律，以B汽泵的兩次沖車為例進(jìn)行說(shuō)明，見(jiàn)表1、表2。

表1 2 0 1 2年3月2 6日B汽泵沖車軸振記錄表

表2 2 0 1 2年3月2 7日B汽泵沖車軸振記錄表

從表1、表2可以看出，小汽機(jī)在熱態(tài)停機(jī)后，再次啟動(dòng)振動(dòng)大小與停機(jī)時(shí)間有一定關(guān)聯(lián)，停機(jī)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，所需暖機(jī)時(shí)間要長(zhǎng)一些，在振動(dòng)大時(shí)必須降速暖機(jī)，否則會(huì)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作。因此，在停機(jī)后不能連續(xù)盤車的情況下，再次熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視小汽機(jī)的振動(dòng)情況，若有振動(dòng)增大趨勢(shì)，必須降至1 800 r/min以下進(jìn)行高速暖機(jī)，等到小汽機(jī)振動(dòng)有明顯減小時(shí)方可升速。

4 汽泵在事故狀態(tài)下的操作方式及措施

4.1 存在問(wèn)題

機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中由2臺(tái)50%BMCR容量的汽動(dòng)給水泵向鍋爐供水，1臺(tái)30%BMCR容量的電動(dòng)給水泵作為備用。由于本機(jī)組配套為流化床鍋爐，蓄熱大，尤其在大負(fù)荷下運(yùn)行，主汽壓力接近額定參數(shù)，一旦機(jī)組跳閘，汽輪機(jī)高壓、中壓主汽門全關(guān)，主汽壓力迅速上升，安全門動(dòng)作，外排汽量增大。在試運(yùn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)2臺(tái)汽動(dòng)給水泵因汽源無(wú)法滿足要求而跳閘，電動(dòng)給水泵因出力受限，無(wú)法維持汽包正常水位，嚴(yán)重影響設(shè)備安全。

4.2 分析問(wèn)題

汽動(dòng)給水泵的汽源主要由四段抽汽和輔助蒸汽供給。本機(jī)組輔助蒸汽汽源主要是由老廠的2臺(tái)50MW機(jī)組供給，然而本工程啟動(dòng)調(diào)試正處于冬季，老廠機(jī)組承擔(dān)較重的供暖任務(wù)，使得老廠來(lái)汽壓力低、溫度低，只能勉強(qiáng)供除氧器加熱用，無(wú)法滿足汽動(dòng)給水泵的用汽要求。因此，汽動(dòng)給水泵只能在鍋爐點(diǎn)火后，由再熱冷段向輔汽聯(lián)箱供汽，在輔汽參數(shù)達(dá)到0.5MPa、250℃以上，才能滿足汽動(dòng)給水泵的啟動(dòng)要求。一旦機(jī)組事故跳閘，再熱冷段壓力降低，輔汽壓力隨之受影響。由于汽動(dòng)給水泵沒(méi)有可靠的輔助蒸汽供給，在機(jī)組跳閘后會(huì)造成調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng)，鍋爐上水困難，這種情況下只能迅速啟動(dòng)電動(dòng)給水泵為鍋爐上水。因電動(dòng)給水泵設(shè)計(jì)為30%BMCR容量，出口壓力最大為20.7MPa，在調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)給水泵在高壓力、高轉(zhuǎn)速下出力嚴(yán)重不足，尤其是鍋爐熱負(fù)荷較高時(shí)，汽包水位維持困難，嚴(yán)重影響鍋爐上水。

為此，必須由1臺(tái)汽動(dòng)給水泵和電動(dòng)給水泵并列為鍋爐上水，在機(jī)組跳閘的同時(shí)，要通過(guò)旁路及時(shí)調(diào)整輔汽壓力，以保證汽動(dòng)給水泵的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 采取措施

針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題，在隨后的試運(yùn)過(guò)程中，對(duì)汽動(dòng)給水泵和電動(dòng)給水泵同時(shí)給鍋爐上水的運(yùn)行方式進(jìn)行了多次嘗試和不斷優(yōu)化，情況有了明顯好轉(zhuǎn)，具體采取措施如下。

a）日常運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)組超過(guò)50%額定負(fù)荷后，2臺(tái)汽泵并列運(yùn)行，電泵停運(yùn)后列備用。機(jī)組跳閘后，第一時(shí)間啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，迅速加大勺管開度，電動(dòng)給水泵出口壓力接近給水母管壓力時(shí)視情況并泵運(yùn)行。如果2臺(tái)汽泵同時(shí)運(yùn)行、用汽量較大，且輔汽汽源由再熱冷段供給時(shí)，需要手動(dòng)跳閘1臺(tái)汽泵，優(yōu)先保證另1臺(tái)汽泵出力為鍋爐上水。一方面保障設(shè)備安全，另一方面減少運(yùn)行操作。

b）機(jī)組在50%額定負(fù)荷以上發(fā)生跳閘時(shí)，再熱冷段壓力短時(shí)間可以維持在1MPa左右，輔汽汽源可以滿足1臺(tái)汽泵用汽，保證1臺(tái)汽泵的出力。為保證汽泵用汽，必須關(guān)小甚至切斷輔汽供除氧器、輔汽供暖風(fēng)器、輔汽供采暖等其他用戶。

c）汽動(dòng)給水泵在正常運(yùn)行工況下，再熱冷段供小汽機(jī)進(jìn)汽電動(dòng)門在開啟狀態(tài)，為了防止事故狀態(tài)下高壓調(diào)門開度過(guò)大，再熱冷段壓力波動(dòng)引起汽泵超速，建議將再熱冷段供小汽機(jī)進(jìn)汽電動(dòng)門關(guān)閉，只用輔汽汽源向小汽機(jī)供汽。

d）隨著再熱冷段壓力降低，輔汽汽源必然受到影響，為保障輔汽壓力，適當(dāng)開啟高旁，維持再熱冷段壓力，持續(xù)不斷向輔汽供汽，再熱冷段壓力維持在0.8 MPa左右，輔汽壓力維持在0.6 MPa左右。

e）機(jī)組跳閘時(shí)，為保證順利給鍋爐上水，首先使用給水操作平臺(tái)的主閥給鍋爐上水，在汽包水位穩(wěn)定以后，再進(jìn)行大、小閥切換。

f）在使用1臺(tái)汽泵給鍋爐上水仍然不能滿足要求的情況下，可以將電動(dòng)給水泵并列運(yùn)行，并泵時(shí)必須注意最小流量閥的動(dòng)作情況，在保證最小流量的情況下，方可逐步關(guān)小再循環(huán)閥。在汽包水位穩(wěn)定后，解列運(yùn)行的汽動(dòng)給水泵至不出力狀態(tài)，使用電動(dòng)給水泵給鍋爐上水。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽動(dòng)給水泵在試運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)了不少問(wèn)題，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況優(yōu)化了汽動(dòng)給水泵的運(yùn)行方式，并制定了相應(yīng)的技術(shù)措施，通過(guò)對(duì)汽動(dòng)給水泵的運(yùn)行調(diào)整及非正常工況下的實(shí)踐檢驗(yàn)，取得了良好效果，尤其對(duì)于流化床鍋爐在突發(fā)事故情況下的應(yīng)急處理措施，具有一定的借鑒意義。

［1］張華.汽動(dòng)給水泵汽輪機(jī)啟動(dòng)方式淺談［J］.西北電建，2007（2）：69-72.

Analysis of the Problems and M easures in the Comm issioning Process of the Feed Pump Driven by Steam Turbine

YUAN Shu-feng1,2，CUIYa-m ing2，LIANG Jian-kang2
（1.Taiyuan University of Technology，Taiyuan，Shanxi 030024，China；2.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

In the commissioning processof the feed pump driven bymini-type steam turbine,the problems of the turning gear，start time selection,and operationmode appeared.According to the operationmode andmechanicalstructure，suggestions andmeasures in the processofdaily operationwere put forward，which guaranteed the system to run safely.

steam feed pump；vibration；turning gear

TK223.5

B

1671-0320（2014）04-0053-03

2014-03-09，

2014-05-26

原樹峰（1978-），男，山西晉城人，2001年畢業(yè)于華北電力大學(xué)（北京）熱能工程專業(yè)，工程師，從事汽輪機(jī)調(diào)試及試驗(yàn)研究工作；

崔亞明（1978-），男，山西長(zhǎng)治人，2010年畢業(yè)于華北電力大學(xué)（北京）熱能工程專業(yè)，碩士，工程師，從事汽輪機(jī)調(diào)試及試驗(yàn)研究工作；

梁健康（1961-），男，河北平山人，1982年畢業(yè)于沈陽(yáng)黃金專業(yè)學(xué)校有色金屬壓力加工專業(yè)，工程師，從事科研院所的管理工作。