史曉波，崔躍升

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

1 工藝概況

某燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠配備有3臺透平同步排吸泵作為整個電廠的補給水泵。3臺水泵均為沈陽某泵廠制造生產(chǎn)，其進口在泵體下方，進水管垂直向下布置，具體型式及參數(shù)見表1。

表1 補給水泵型式及參數(shù)

該泵配有自帶廠家專利技術(shù)：透平同步排吸。所謂的透平同步排吸技術(shù)，是指在泵啟動之前，利用配備的透平裝置，對泵的入口管道及泵體進行抽真空操作，將儲存在泵腔以及入口管道內(nèi)的空氣排空，利用大氣壓的作用將水引上來充滿入口管道以及泵體，達到啟動主泵的必要條件，并利用射氣抽氣器的原理進行工作。該泵利用了抽真空技術(shù)將水充滿入口管道及泵體，免去了吸水泵入口管下方的底閥結(jié)構(gòu)，首先減小了吸入管道的阻力，其次避免了入口底閥發(fā)生故障時帶來的不必要停機，另外，該設(shè)備啟動前不需要人工注水，泵房可以實現(xiàn)無人看守，減少人力操作[1]。

2 泵的啟停過程

2.1 啟動過程

按下A泵啟動按鈕，A、B、C透平電機間隔5 s分別啟動運行，A、B、C泵透平電磁閥與對應(yīng)的透平電磁閥及對應(yīng)的透平點擊同步依次通電打開，同時A泵電磁閥得電打開。

透平裝置進入引流狀態(tài)，當A泵液位傳感器(音叉)接觸到水后，全部透平電機停止工作，同時全部透平電磁閥失電關(guān)閉，同時給A泵發(fā)送啟動泵信號，若3 s內(nèi)泵未啟動則啟動失敗，若啟動成功，主泵控制柜會顯示主泵運行信號。

2.2 停止過程

按下A泵停止按鈕，給主泵控制柜發(fā)送停泵信號，可以使A泵停止運行。A泵停運后，若另外2臺設(shè)備未投入運行或另外2臺設(shè)備的主泵已經(jīng)成功啟動運行后，A泵進入排空模式。A泵電磁閥和A泵透平電磁閥在A泵停止與逆行后，延時30 s依次得電導通，開始排空狀態(tài)，排空時間為60 s，排空結(jié)束后A泵電磁閥和透平電磁閥失電關(guān)閉。

3 調(diào)試過程中問題分析及處理

3.1 補給水泵透平裝置抽真空失敗

3.1.1 現(xiàn)象及解決

初次啟動補給水泵過程中，B補給水泵液位傳感器始終無法動作，透平電機無法停止。同時抽真空母管上就地負壓表顯示負壓僅能達到0.029 MPa。懷疑B泵入口管道存在漏氣現(xiàn)象。后仔細檢查發(fā)現(xiàn)，泵入口管道繞行接頭法蘭漏氣，更換墊片后，再次啟動透平裝置抽真空正常。

3.1.2 預防措施

在管道安裝完成后，需要對整個入口管道進行打壓試驗，保證入口管道的嚴密性，從而順利利用透平裝置將水引入直至注滿泵體[2]。

3.2 補給水泵啟動失敗

3.2.1 現(xiàn)象及解決

補給水泵B透平引流結(jié)束，且液位傳感器動作后，透平全部停止工作，同時透平電磁閥關(guān)閉，但是主泵未啟動。后經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)化學PLC邏輯存在問題。該系統(tǒng)設(shè)計院設(shè)計泵的啟動邏輯需泵所帶就地控制柜與化學PLC同時配合，即液位傳感器將信號發(fā)至化學PLC，由化學PLC發(fā)出指令到電氣開關(guān)，從而補給水泵電機合閘。后修改化學PLC，再次啟動補給水泵B，主泵啟動成功。

3.2.2 預防措施

在設(shè)計初期，需將整個泵的控制全部設(shè)計到就地控制柜或者全部設(shè)計到化學PLC，將會避免該問題發(fā)生，同時也減小了控制邏輯的復雜程度。

3.3 補給水泵啟動后不能建立出口壓力

3.3.1 現(xiàn)象及原因分析

補給水泵B啟動后，發(fā)現(xiàn)其出口壓力首先為0.3 MPa，幾秒后迅速降為0，且此時其電流為45 A，與泵電機空載電流相差無幾。由此可見，此時泵處在空載狀態(tài)。從該現(xiàn)象中可以看出，泵在啟動之前泵體中已經(jīng)充滿水了，但是在啟動后幾秒之內(nèi)壓力瞬間降低到0，原因是泵的入口管道中沒有全部注滿水并存在空氣。該泵的入口管道抽水口到泵入口的水平距離是86 m，而垂直高度只有0.4 m，根據(jù)理論這個坡度足以使泵在引流狀態(tài)時其入口管道全部住滿水，且在排空狀態(tài)時泵體與管道中的水全部回流到河水中。但是由于其垂直高度落差只有0.4 m，在安裝過程中難免會有低點的存在。為了證明低點的存在，將泵入口撓性接頭解開，用強光手電照射，發(fā)現(xiàn)在入口管道中存在很多積水。由此可以判斷在啟動泵時實際上是管道的積水注滿了泵體，使液位傳感器動作，從而化學PLC發(fā)出啟動泵的指令，而此時入口管道內(nèi)沒有全部注滿水還有空氣的存在，造成了泵在啟動瞬間出口壓力正常，而使幾秒之后出口壓力瞬間降為0。

3.3.2 解決辦法

入口取水管道豎直部分提高，豎直部分最高端低于給水泵葉輪中心線，將泵入口管道的抽真空管及音叉開關(guān)移到泵出口管道，在入口取水管豎直部分頂部安裝抽真空管連接到泵透平裝置，同時在抽真空裝置汽水分離器頂部安裝音叉開關(guān)[3]。具體如圖1所示。該措施可以防止在停泵時入口管道中的水倒流回到河水中，加快啟泵時的抽真空速度(首次啟泵除外)，減少啟泵時間。

修改泵的啟動程序。修改后的啟動程序如下：將透平啟動程序設(shè)置為保證泵A、B、C的真空，即當水位降到音叉開關(guān)2時自動啟動透平(具體啟動幾臺視情況而定，1對1或3對1)，當水位升到音叉開關(guān)1時，透平啟動停止。同時音叉開關(guān)2又作為化學PLC的啟動補給水泵允許信號。只有當音叉開關(guān)2信號發(fā)給化學PLC(即補給水泵中液位高于音叉開關(guān)2)，才能在化學控制室啟動補給水泵[4]。同時，取消了補給水泵的排空過程。

修改后的啟動程序配合更改后的系統(tǒng)可以保證補給水泵在任意時刻都處于備用狀態(tài)，在使用時可以立刻啟動補給水泵，較更改之前減少啟泵時間。

(a)改前系統(tǒng)

(b)改后系統(tǒng)圖1 補給水泵管路更改前后比較

3.3.3 預防措施

在設(shè)計過程中，盡可能減小入口管道的長度。若長度無法減小則加大入口管道的坡度，使泵在停止過程中回水流暢，入口管道不會存在積水的現(xiàn)象[5]。同時謹慎設(shè)計啟動及停止程序，在設(shè)計啟動及停止程序務(wù)必簡單方便且符合現(xiàn)場的要求。

3.4 出口門全開后壓力迅速降到0

在泵啟動正常后，邏輯設(shè)計為延時5 s全開出口電動蝶閥。但是在實際啟動過程中發(fā)現(xiàn)，當出口開度到40%時，泵的出口壓力以及流量已經(jīng)到了額定工況。再繼續(xù)開出口蝶閥時，泵的電機出現(xiàn)過流現(xiàn)象。同時開出口門的速度過快會造成泵的出口壓力迅速降到0，造成掉泵現(xiàn)象的發(fā)生。

對于該問題，經(jīng)過分析和討論，決定將出口電動蝶閥改為出口電動調(diào)節(jié)門。同時，將泵啟動后延時5 s聯(lián)鎖開出口門的邏輯取消，需在啟泵后運行人員根據(jù)泵的出口壓力及流量手動設(shè)定出口調(diào)節(jié)門的開度，同時在調(diào)整過程中需時刻監(jiān)視補給水泵電機電流[6]。

4 結(jié)束語

通過調(diào)試過程中的多次試驗和分析，找到問題所在同時提出來解決辦法及預防措施。對于同類型的水泵遇到相似的問題，可以參考本文中給出的解決方法。同時在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮實際情況，預防該類問題的出現(xiàn)。

參考文獻：

[1] 袁俊文，張富柱. 基于改進的給水泵最小流量閥控制策略[J]．東北電力技術(shù)，2016，37 (8)：47-49.

[2] 鮑慶昌. 給水泵入口壓力低故障分析與邏輯優(yōu)化[J]. 東北電力技術(shù)，2016，37(7)：54-55.

[3] 張 寶，樊印龍，童小忠. 凝結(jié)水泵變速運行節(jié)能潛力分析[J]. 動力工程，2009，29(4)：384-388.

[4] 程俊驥. 泵與風機運行檢修[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2012：13-19.

[5] 李 東. 300 MW機組雙速循環(huán)水泵并聯(lián)運行分析[J]. 東北電力技術(shù)，2016，37(2)：43-44.

[6] 金傳偉，毛宗源. 變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2000(9)：38-39.