孫國強

(中國華電集團(tuán)有限公司河南公司，鄭州 450046)

0 引言

某公司2×330 MW機組，每臺主機配2套汽動給水泵組，給水泵汽輪機型號TGQ06/7-1，額定功率6 MW，額定轉(zhuǎn)速5 320 r/min，連續(xù)運行轉(zhuǎn)速范圍3 000～6 000 r/min；給水泵型號HPTmk200-320-6s，為筒式多級離心泵，流量669 m3/h，揚程2 377 m。

自投產(chǎn)以來，給水泵汽輪機潤滑油系統(tǒng)就存在油泵切換時間長，油壓建立慢的問題。2014年10月，#2機組A小機A油泵跳閘，備用油泵和事故油泵相繼聯(lián)啟，但是在短時間內(nèi)潤滑油壓低于跳閘保護(hù)值，造成給水泵汽輪機跳閘，跳閘后電動給水泵聯(lián)啟正常，未造成主機跳閘，但耗費大量廠用電，降低了機組經(jīng)濟(jì)性，并導(dǎo)致汽包水位波動大，嚴(yán)重威脅主機安全運行。由于此種原因，在定期切換給水泵汽輪機潤滑油泵時，啟動備用油泵運行很長時間后才可停運原運行油泵。

1 系統(tǒng)概況

該公司給水泵汽輪機整套供油系統(tǒng)配有1個3 m3油箱、2臺型號YB-E200交流潤滑油泵、1臺型號YB-E200直流潤滑油泵、2臺并列冷油器、2臺并列油過濾器、1個油位計和1臺排煙風(fēng)機，其交直流油泵提供給水泵汽輪機及給水泵軸瓦潤滑用油。機組正常運行時，2臺交流潤滑油泵中任一臺運行，另一臺備用，兩泵互為聯(lián)鎖；而直流油泵只在2臺交流油泵均故障或潤滑油壓不足時提供軸承潤滑油。

給水泵汽輪機潤滑油系統(tǒng)正常運行參數(shù)如下：設(shè)計軸承供油量(帶泵)，267 L/min；油泵設(shè)計出口油壓，0.700 MPa；軸承設(shè)計潤滑油壓，0.250 MPa(12 m)；潤滑油壓低聯(lián)備用泵，0.120 MPa(12m)；潤滑油壓低跳閘，0.080 MPa(12 m)；潤滑油壓低聯(lián)直流油泵，0.080 MPa(12 m)。

在控制回路上，滿足備用交流油泵自啟的條件有2個：一個是油壓聯(lián)鎖信號，另一個是電聯(lián)鎖信號。油壓聯(lián)鎖是當(dāng)運行中的油泵突然發(fā)生故障，潤滑油壓降低到0.120 MPa時，備用泵通過壓力開關(guān)自啟；油壓降低到0.080 MPa時，直流潤滑油泵聯(lián)啟；電聯(lián)鎖是運行中的油泵電機發(fā)生故障或失電時，電氣開關(guān)跳開，同時備用泵電氣開關(guān)閉合，油泵啟動。

2 給水泵汽輪機油壓低跳閘原因分析

給水泵汽輪機油壓低跳閘原因是備用泵聯(lián)啟后，潤滑油壓低于0.080 MPa，保護(hù)動作導(dǎo)致小機跳閘。

通過對給水泵汽輪機出現(xiàn)的幾次事故進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)給水泵汽輪機跳閘過程中，另外一臺油泵雖然已自啟，但還是因為潤滑油壓低跳閘。為查清該問題，結(jié)合停機備用對所有濾網(wǎng)、電磁閥、壓力開關(guān)、油泵出口逆止閥等設(shè)備都進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)問題。又調(diào)整了潤滑油壓聯(lián)啟壓力值、加裝油壓延時等措施，效果均不明顯。后來又模擬運行故障進(jìn)行多次聯(lián)鎖試驗，其結(jié)果如下：

(1)運行一臺泵，停運該泵，電聯(lián)鎖聯(lián)動備用泵，從運行泵停止到備用泵運行，出口壓力恢復(fù)到額定值需要5～6 s。聯(lián)鎖過程中，潤滑油壓在4 s左右降到跳閘值，而此時給水泵汽輪機已因潤滑油壓低跳閘。

(2)人為操作泵出口閥門調(diào)整油泵出口壓力至0.120 MPa(12 m)，另一臺油泵聯(lián)啟，因聯(lián)鎖時間較長，油泵恢復(fù)出口額定壓力時間達(dá)到7 s左右，潤滑油已經(jīng)降低到給水泵汽輪機跳閘值。

圖1 改造后的給水泵汽輪機潤滑油系統(tǒng)

以上結(jié)果表明，無論是電氣或非電氣原因，當(dāng)運行泵故障停運、備用潤滑油泵聯(lián)鎖時，油泵出口壓力恢復(fù)時間較長，潤滑油壓已經(jīng)降低到跳閘值，加裝油壓跳閘延時可能會造成給水泵汽輪機和給水泵軸瓦因斷油化瓦，故不能采用。

通過試驗來看，設(shè)備在現(xiàn)行狀況下，一臺泵故障停運，另一臺泵聯(lián)鎖建立油壓需要5～6 s，給水泵汽輪機潤滑油壓降低到跳閘值只需要3～4 s，直接原因是潤滑油壓下降太快，間接原因是備用泵出口油壓建立太慢。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析：

總之，在高中思想教育中，教師要改變重知識輕德能，以及過于強調(diào)應(yīng)試的現(xiàn)狀，要重視學(xué)生思想道德發(fā)展，加強道德管理，促進(jìn)學(xué)生價值觀的形成、學(xué)生人格的發(fā)展。

(1)潤滑油壓下降過快是由軸瓦間隙泄油造成的。鑒于軸瓦的潤滑及冷卻特性，軸瓦設(shè)備沒有成熟的改造方式，油泵增容改造也并非是良好的改造方案，不考慮改造。

(2)備用泵油壓建立太慢，主要原因是油泵出口油壓建立慢。從系統(tǒng)分析，油泵電機安裝在油箱頂部，油泵浸沒在潤滑油中，油泵出口加裝有逆止閥，逆止閥在油箱油面以上。油泵啟動后，油泵出口逆止閥前會積聚空氣，造成油泵出口建立油壓慢。油泵出口逆止閥前積聚空氣的主要原因是潤滑油箱安裝有排油煙風(fēng)機，建立油箱負(fù)壓，便于軸瓦回油，但也會導(dǎo)致軸瓦回油吸入空氣，空氣溶解在較高溫度的回油中，回油通過油泵入口進(jìn)入到逆止閥前，在油箱的負(fù)壓和油溫冷卻中，油中溶解的空氣便釋放出來，積聚在油泵出口逆止閥前；備用油泵在故障聯(lián)鎖中因為有較多空氣的存在，建立油壓需要先排出逆止閥前積聚的空氣，造成起壓時間長，油壓建立慢。

(3)如果故障油泵的出口逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)或關(guān)閉時間長，也會造成油泵聯(lián)啟后油壓建立慢。

3 解決方案

3.1 針對潤滑油壓降低較快導(dǎo)致給水泵汽輪機跳閘

表 #1機組試驗結(jié)果

注：試驗時間為2015年6月27日。

表2 #2機組試驗結(jié)果

注：試驗時間為2015年11月5日。

給水泵汽輪機跳閘的直接原因是潤滑油壓降低快，解決辦法是延遲潤滑油壓的降低時間。故考慮在潤滑油管路上加裝蓄能器(如圖1中11所示)，在運行油泵停運，備用油泵聯(lián)啟時，通過蓄能器的蓄能儲油的釋放，保證潤滑油管道壓力在備用油泵油壓建立前維持在跳閘值以上，從而達(dá)到延長潤滑油壓降低的時間。

通過計算和實際試驗得出潤滑油管管道儲油量和油壓下降時間，進(jìn)行蓄能器選型計算。

方案1：蓄能器安裝在12 m層(安裝位置和軸瓦中心線齊平，不考慮油靜壓)，Pmin=0.080 MPa，Pmax=0.250 MPa，P0=0.072 MPa，V=43.0 L。

方案3：蓄能器安裝在0 m層(考慮管道內(nèi)12 m油靜壓)，Pmin=0.180 MPa，Pmax=0.350 MPa，P0=0.162 MPa，V=63.3 L。

經(jīng)過向蓄能器廠家咨詢，蓄能器標(biāo)準(zhǔn)容積一般為40 L，80 L，故選型80 L蓄能器，由于現(xiàn)場12 m層空間有限，蓄能器安裝空間不夠，蓄能器如果安裝在6 m層，不便于人員巡檢，故選擇將蓄能器安裝在0 m層潤滑油進(jìn)油母管旁。每臺給水泵汽輪機潤滑油母管加裝1臺80 L的蓄能器，并在蓄能器的進(jìn)油管加裝DN 40 mm手動球閥，便于隔離檢修或定期充氮壓力測量。

3.2 針對備用油泵建立油壓慢問題

油泵出口逆止閥前容易積聚空氣，在檢修時將出口逆止閥安裝位置下移，出口高度低于油箱油面，并在逆止閥前鉆一個?3 mm小孔，用以排出積聚在油泵出口逆止閥前的空氣，便于油泵出口快速建立油壓，同時又不影響系統(tǒng)油壓。

3.3 針對故障油泵出口逆止閥故障問題

在給水泵汽輪機交流油泵和直流油泵出口管支路上分別加裝手動球閥(均為DN 40 mm，PN 25)，目的是在油泵出口逆止閥出現(xiàn)故障時，能在不停止小機運行的情況下對逆止閥進(jìn)行檢修。

4 改造效果驗證

給水泵汽輪機油系統(tǒng)改造后，蓄能器氣體充壓至0.163～0.200 MPa，進(jìn)行性能試驗。#1和#2機組試驗結(jié)果分別見表1、表2。

4.1 #1機組試驗結(jié)果分析

A小機在蓄能器投入后，在不啟動備用油泵的情況下，停止運行油泵后12 m層潤滑油壓由0.250 MPa下降到0.080 MPa以下需要時間由3 s增加到17 s。

B小機在蓄能器投入后，在不啟動備用油泵的情況下，停止運行油泵后12 m層潤滑油壓由0.250 MPa下降到0.080 MPa以下需要時間由2 s增加到14 s。

給水泵汽輪機油泵聯(lián)鎖試驗可以實現(xiàn)正常切換。

4.2 #2機組試驗結(jié)果分析

A小機在蓄能器投入后，在不啟動備用油泵的情況下，停止運行油泵后12 m層潤滑油壓由0.250 MPa下降到0.080 MPa以下需要時間由2 s增加到11 s。

B小機在蓄能器投入后，在不啟動備用油泵的情況下，停止運行油泵后12m層潤滑油壓由0.250MPa下降到0.080MPa以下需要時間由1s增加到13s。

給水泵汽輪機油泵聯(lián)鎖試驗可以實現(xiàn)正常切換。

4.3 給水泵汽輪機潤滑油泵聯(lián)鎖試驗

在機組正常運行中，進(jìn)行了給水泵汽輪機潤滑油泵聯(lián)鎖試驗。在一臺給水泵汽輪機潤滑油泵正常運行時，就地手動停止該泵，觸發(fā)電聯(lián)鎖；另一臺潤滑油泵啟動后，系統(tǒng)油壓和潤滑油壓未有明顯波動，給水泵汽輪機未跳閘。手動調(diào)整運行潤滑油泵出口油壓，潤滑油壓降低到聯(lián)鎖值時，另一臺備用潤滑油泵啟動，12 m層潤滑油壓最低降至0.150 MPa，油壓迅速恢復(fù)到正常值。

5 結(jié)論

通過在給水泵汽輪機潤滑油母管加裝蓄能器和油泵出口改造，徹底消除了一臺油泵故障停運時，另一臺油泵聯(lián)啟后油壓建立慢導(dǎo)致潤滑油壓低給水泵汽輪機跳閘的故障，提高了機組的安全性。