楊永興

(酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān) 735100)

1 系統(tǒng)簡介

某電廠2×300 MW 機(jī)組，汽輪機(jī)型號N300-16.7-538/538，是哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司制造的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)。每臺機(jī)組配備兩臺50%BMCR 容量的汽動給水泵和一臺50%BMCR 容量的電動給水泵。給水泵型號為DG600-240 筒式多級離心泵，配用驅(qū)動汽輪機(jī)為杭州汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的NK50/56 型單缸、軸流、反動純凝汽式汽輪機(jī)。設(shè)計功率3 348 kW，最大功率6 000 kW，額定轉(zhuǎn)速5 020 r/min，連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍2 800～6 000 r/min。給水泵汽輪機(jī)設(shè)置兩路汽源，正常為四抽供汽，冷再汽源作為備用汽源，給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽分別由高、低調(diào)門控制。給水泵組集中供油裝置型號為YG-0401-22/23 型，設(shè)置一用一備兩臺主油泵及一臺直流事故油泵。主油泵供給水泵汽輪機(jī)調(diào)節(jié)油、渦輪盤車供油及給水泵組潤滑油。給水泵汽輪機(jī)主油泵出口壓力1.1 MPa，調(diào)節(jié)油壓力為0.85 MPa,流量2 m3/h，主要作用為打開給水泵汽輪機(jī)速關(guān)閥。潤滑油經(jīng)兩級減壓閥減壓后壓力為0.25 MPa，流量18 m3/h，主要供給給水泵及給水泵汽輪機(jī)各軸承潤滑用。主油泵出口設(shè)置容量100 L，壓力2 MPa，型號為NXQB-100/2-FA 型蓄能器，蓄能器氣囊沖壓整定為0.45～0.6 MPa。蓄能器的作用是當(dāng)油泵故障或系統(tǒng)需油量波動時，能保證供油裝置的供油不出現(xiàn)斷流，保證供油裝置內(nèi)部壓力穩(wěn)定，同時保證供油出口處的壓力穩(wěn)定,水泵汽輪機(jī)油系統(tǒng)圖見圖1。

圖1 給水泵汽輪機(jī)油系統(tǒng)圖

2 事件經(jīng)過

2017 年6 月15 日21 時30 分機(jī)組接帶負(fù)荷300 MW，主蒸汽壓力16.6 MPa，主蒸汽流量940 t/h，給煤量143 t/h，機(jī)組背壓7.1 kPa，給水流量980 t/h，A、B 給水泵并列運(yùn)行，電動給水泵備用。A 給水泵轉(zhuǎn)速為5 040 r/min，低調(diào)門開度53%、高調(diào)門開度0%，B 給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為5 031 r/min，低調(diào)門開度54%，高調(diào)門開度0%。B 給水泵汽輪機(jī)#2主油泵運(yùn)行，主油泵出口蓄能器正常投入運(yùn)行，主油泵出口壓力1.1 MPa，速關(guān)油壓力0.82 MPa，潤滑油壓力0.23 MPa。21 時33 分45 秒B 給水泵汽輪機(jī)發(fā)“EH油壓力低”跳閘，電泵正常聯(lián)啟,運(yùn)行值班員及時調(diào)整穩(wěn)定運(yùn)行，汽包水位未發(fā)生大幅波動。檢查發(fā)現(xiàn)B 給水泵汽輪機(jī)#2 油泵電機(jī)開關(guān)跳閘，B 給水泵汽輪機(jī)#1油泵聯(lián)啟正常。

#2主油泵跳閘后參數(shù)變化見表1。

3 事件原因分析

3.1 #2主油泵跳閘原因及處理措施

通過對#2 主油泵電機(jī)測絕緣，電機(jī)接線頭，電機(jī)開關(guān)檢查發(fā)現(xiàn)。B給水泵汽輪機(jī)#2主油泵跳閘原因?yàn)?2 主油泵電機(jī)MCC 柜內(nèi)開關(guān)接觸器C 相過熱燒損，導(dǎo)致電源開關(guān)短路瞬動保護(hù)動作，#2 油泵電機(jī)電源開關(guān)跳閘。更換電機(jī)電源接觸器后主油泵啟停試驗(yàn)正常。

3.2 給水泵汽輪機(jī)跳閘原因分析及處理措施

DCS 報給水泵汽輪機(jī)跳閘首出原因?yàn)镋H 油壓低。但EH 油系統(tǒng)運(yùn)行正常，EH 油泵出口母管壓力穩(wěn)定在14.3 MPa，即使在#2 主油泵跳閘3 s 后突降至13.9 MPa 持續(xù)1s 后立即恢復(fù)正常，EH 油母管壓力也遠(yuǎn)高于給水泵汽輪機(jī)跳閘條件的9.8 MPa，看似并不會觸發(fā)給水泵汽輪機(jī)跳閘。隨后對B給水泵汽輪機(jī)3臺EH油壓低跳閘壓力開關(guān)校驗(yàn)，壓力開關(guān)實(shí)際動作值分別為9.5 MPa、9.6 MPa、9.8 MPa，壓力開關(guān)定值并沒有發(fā)生飄移。說明B給水泵汽輪機(jī)EH 油壓低跳閘壓力開關(guān)動作正常，給水泵汽輪機(jī)跳閘原因真實(shí)。證明EH 油系統(tǒng)供B 給水泵汽輪機(jī)入口處EH油壓真實(shí)偏低。

表1 #2主油泵跳閘后參數(shù)變化表

回顧給水泵汽輪機(jī)跳閘過程。B 給水泵汽輪機(jī)#2 主油泵跳閘后主油泵出口壓力低報警，給水泵汽輪機(jī)速關(guān)閥開信號消失，給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速開始下降，3 s 后給水泵汽輪機(jī)低調(diào)門、高調(diào)門同時快速開啟至99%。#2 主油泵跳閘4 s 后#1 主油泵聯(lián)鎖啟動，聯(lián)鎖啟動過程中B 給水泵汽輪機(jī)潤滑油壓力由0.23 MPa 降低至0.18 MPa，聯(lián)啟后給水泵汽輪機(jī)潤滑油壓力恢復(fù)至0.23 MPa。

結(jié)合整個動作過程，分析原因?yàn)锽 給水泵汽輪機(jī)#2 主油泵跳閘后速關(guān)油壓快速降低，速關(guān)油壓力低無法克服速關(guān)閥彈簧力造成速關(guān)閥回關(guān)。在B給水泵汽輪機(jī)速關(guān)閥回關(guān)后給水泵汽輪機(jī)為保持給定轉(zhuǎn)速，低、高調(diào)門先后快速全開。在給水泵汽輪機(jī)低、高調(diào)門先后快速全開過程中EH 油用油量大，將B 給水泵汽輪機(jī)處EH 油壓力拉低觸發(fā)給水泵汽輪機(jī)EH油壓低跳閘條件。

對B給水泵汽輪機(jī)EH油系統(tǒng)蓄能器，主油泵出口蓄能器檢查。發(fā)現(xiàn)B給水泵汽輪機(jī)主油泵出口蓄能器充氮壓力為0 MPa，B 給水泵汽輪機(jī)EH 油高壓蓄能器充氮壓力為6.8 MPa。證明了在主油泵跳閘后主油泵出口蓄能器完全失去作用，未能起到補(bǔ)償系統(tǒng)壓力的作用，造成速關(guān)油系統(tǒng)壓力下降速關(guān)閥回關(guān)。同時給水泵汽輪機(jī)主油泵出口母管壓力低報警，且給水泵汽輪機(jī)潤滑油壓力下降可以證明這一點(diǎn)。速關(guān)閥回關(guān)后給水泵汽輪機(jī)因驅(qū)動汽源瞬間消失轉(zhuǎn)速下降。給水泵汽輪機(jī)低、高調(diào)同時全開，但因給水泵汽輪機(jī)EH 油高壓蓄能器充氮不足也未能起到補(bǔ)償B 給水泵汽輪機(jī)處EH 油系統(tǒng)壓力的作用，在給水泵汽輪機(jī)低、高調(diào)門先后快速全開過程中將B 給水泵汽輪機(jī)局部EH 油壓力拉低至跳機(jī)定值，導(dǎo)致B給水泵汽輪機(jī)跳閘。

原因分析明確后對給水泵汽輪機(jī)主油泵出口蓄能器充氮至0.6 MPa，B 給水泵汽輪機(jī)EH 油高壓蓄能器充氮至10 MPa，重新掛閘沖轉(zhuǎn)至3 000 r/min 模擬跳閘過程。將給水泵汽輪機(jī)主油泵手動打跳后，備用泵聯(lián)鎖啟動過程中給水泵汽輪機(jī)潤滑油壓力幾乎無波動，同時給水泵汽輪機(jī)主油泵出口母管壓力低報警也未發(fā)。說明給水泵汽輪機(jī)油系統(tǒng)蓄能器正常工作狀態(tài)下可以滿足系統(tǒng)要求，能保證潤滑油及速關(guān)油壓力穩(wěn)定、不斷流。

給水泵汽輪機(jī)的集中供油裝置布置在0 m 層，給水泵汽輪機(jī)布置在12.6 m 層，給水泵汽輪機(jī)的潤滑油及速關(guān)油供油管路沿途管線長30 m 以上。給水泵汽輪機(jī)速關(guān)油壓力低、潤滑油壓力低及EH 油壓力低等保護(hù)的壓力開關(guān)信號均取自12.6 m，位于系統(tǒng)末端。這就造成給水泵汽輪機(jī)主油泵跳閘后蓄能器皮囊未沖壓不能及時補(bǔ)充系統(tǒng)供油，造成系統(tǒng)速關(guān)油及潤滑油斷流，潤滑油及速關(guān)油瞬間失去動力造成速關(guān)閥回關(guān)從而引發(fā)了跳閘事件。

4 結(jié)論

蓄能器作為一種儲能元件， 具有良好的儲能、保壓及穩(wěn)壓性能，能在液壓回路失壓后迅速將油釋放出來，對油系統(tǒng)因油泵故障或用油量突增等原因造成的系統(tǒng)壓力波動有很大的補(bǔ)償作用。而此次事件原因很明確，是對蓄能器管理不足，造成蓄能器未沖壓或沖壓不足，導(dǎo)致蓄能器失去作用。