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1000MW二次再熱機組汽動給水泵泵軸抱死原因分析及預(yù)防

2018-04-16 08:11繆希希許海雷
電力科技與環(huán)保 2018年6期
關(guān)鍵詞:汽泵除氧器軸封

繆希希,許海雷,孫 斌

(國電泰州發(fā)電有限公司,江蘇 泰州 225300)

0 引言

泰州電廠二期2×1000MW超超臨界機組給水系統(tǒng)設(shè)置2臺50%容量的汽動給水泵,汽動給水泵是德國KSB公司生產(chǎn)的CHTD7/6型泵,為臥式、單吸、六級筒體式離心泵。節(jié)段式的內(nèi)殼體防止泵在低轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子和靜止部件的接觸。前置泵由給水泵軸通過減速齒輪驅(qū)動,安裝在給水泵的軸端。汽泵前置泵是上海KSB水泵廠生產(chǎn)的YNK300/680型離心泵,為臥式、雙吸、單級、軸向分開式。

小汽輪機為上海汽輪機廠設(shè)計制造ND(Z)89/84/06型變轉(zhuǎn)速凝汽式汽輪機。機組正常運行負荷區(qū)間采用五抽汽源,高負荷階段且機組供熱量較大時,需要汽泵組較高轉(zhuǎn)速,二次冷再的高壓汽源參與調(diào)節(jié),機組停運階段低壓汽源由五抽切換至輔助蒸汽,調(diào)試和啟動用汽源采用輔助蒸汽。

1 汽動給水泵轉(zhuǎn)軸抱死的原因

汽動給水泵轉(zhuǎn)軸抱死的主要原因有以下幾類:

(1)為了提高汽動給水機組的運行效率,給水泵芯包動靜間隙一般都設(shè)計的偏小,從而容易引起動靜碰磨。

超超臨界機組的給水泵動靜間隙一般較小(一般在0.4mm),這樣雜質(zhì)顆粒更容易卡在這些間隙中。汽動給水泵啟動前需低速盤車暖機,在泵組低速盤車時,更易造成泵芯抱死。

(2)調(diào)試期間凝結(jié)水、給水系統(tǒng)水質(zhì)較差,有硬質(zhì)機械雜質(zhì)進入泵內(nèi),導(dǎo)致泵軸抱死。

新機組調(diào)試時,凝汽器、凝水管道、除氧器及加熱汽源管道、給泵進出口給水管道、再循環(huán)管道等,在投運前都經(jīng)過了水沖洗和堿洗,但是由于系統(tǒng)管道較為復(fù)雜,大流量沖洗仍然會有雜質(zhì)殘存以及死角區(qū)域,且水、堿洗后管道改接過程中帶入雜質(zhì),如焊渣、鐵銹等硬質(zhì)顆粒積存在系統(tǒng)中進入泵體。汽泵組盤車轉(zhuǎn)速為80r/min,葉輪的低速旋轉(zhuǎn)對泵體內(nèi)的介質(zhì)起到攪動作用,加之較低的汽泵轉(zhuǎn)速使得泵內(nèi)的通流量很小,泵內(nèi)積存的帶硬質(zhì)顆粒的給水不斷攪拌,硬質(zhì)顆粒隨水流進入到密封環(huán)等泵內(nèi)的動靜結(jié)合面,從而導(dǎo)致動靜部位的卡澀研磨,摩擦產(chǎn)生的熱量引起塑形形變最終導(dǎo)致動靜部位的直接碰磨,造成泵軸抱死。

(3)材料與施工。系統(tǒng)設(shè)備的制造選材,設(shè)備本身的潔凈度、管道的制造工藝好差是基礎(chǔ),電建公司在設(shè)備換接安裝工藝上的質(zhì)量,是否按照要求安裝動靜間隙、是否按照要求對前置泵進口濾網(wǎng)目數(shù)與動靜間隙的大小匹配也是泵軸抱死的隱患所在。

2 預(yù)防措施

2.1 凝水、給水系統(tǒng)清潔

凝水、給水系統(tǒng)的清潔,能保持汽動給水泵的安全和效率。新機組調(diào)試中,凝汽器、凝水加熱器管道、除氧器、泵組進出口管道、給泵再循環(huán)管道都必須進行充分的化學(xué)水洗、堿洗;至除氧器加熱的輔汽、五抽管道在輔汽聯(lián)箱蒸汽吹管時完成;進入凝汽器的各管路,包括各蒸汽疏水管道以及低旁管道進行人工清理,疏水立管及各加熱器疏水管道逐個進行水清洗,待水質(zhì)合格后方可回收。汽動給水泵中間抽頭管道也可通過爐側(cè)減溫水管道短接沖洗。

泰州電廠二期2×1000MW超超臨界機組整套啟動前對全系統(tǒng)進行了化學(xué)清洗,消除系統(tǒng)內(nèi)在制造、運輸、安裝過程中產(chǎn)生的油污、焊渣、氧化皮和腐蝕產(chǎn)物,并在金屬表面形成良好的保護膜?;瘜W(xué)清洗包括水沖洗、堿洗、復(fù)合酸清洗。

2.1.1 水沖洗回路

(1)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→再循環(huán)管→凝汽器→熱井排水。

(2)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→10號-9號低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8、7、6號低壓加熱器水側(cè)及旁路→排水。

(3)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→10號-9號低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8、7、6號低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱→除氧器溢放水→排水母管。

(4)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→10號-9號低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8號、7號、6號低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱→除氧器溢放水→6號低加危急疏水→7號-8號低加汽側(cè)沖洗→凝汽器。

(5)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→臨時管→高加及旁路→主給水旁路→臨時排放。

(6)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→臨時管→高加及旁路→省煤器進口→水冷壁→分離器→貯水箱(→排放)→過熱器系統(tǒng)→臨時管→排水母管。

7)凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→除氧器上水門→臨時管→1號高加危急疏水→2號高加汽側(cè)→3號高加汽側(cè)→4號高加汽側(cè)→除氧水箱→除氧器溢放水→排水母管。

2.1.2 堿洗回路

(1)堿洗1回路:(凝汽器系統(tǒng)堿洗回路)

凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→再循環(huán)管→凝汽器。

(2)堿洗2回路:(凝結(jié)水系統(tǒng)堿洗回路)

凝汽器→凝泵→除鹽水精處理旁路→軸封加熱器水側(cè)及旁路→疏水冷卻器水側(cè)及旁路→10號-9號低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8號、7號、6號低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱→溢放水管→清潔水箱→清潔水泵→凝汽器。

(3)堿洗3回路:(低壓加熱器汽側(cè)堿洗回路)

除氧水箱→溢放水管→臨時門→6號、7號、8號低加汽側(cè)→凝汽器。

(4)堿洗4回路(高壓加熱器汽側(cè)堿洗回路)

主蒸汽管道→臨時管→臨時門→4號-1號高壓加熱器汽側(cè)→凝汽器。

(5)堿洗5回路:(高壓加熱器水側(cè)及鍋爐本體堿洗回路)

凝汽器→凝泵→除氧器上水→4號-1號高壓加熱器(A/B側(cè))→ 給水操作臺→省煤器→水冷壁→啟動分離器→過熱器→主蒸汽管道→溢放水管→除氧水箱→凝汽器(期間啟動爐水泵)。

2.1.3 復(fù)合酸清洗及鈍化回路

除氧器→臨時清洗泵→臨時管→高加及旁路→省煤器進口→水冷壁→分離器→貯水箱→過熱器→臨時管→除氧器上水門→10號-9號低壓加熱器水側(cè)及旁路→低溫省煤器水側(cè)及旁路→8號、7號、6號低壓加熱器水側(cè)及旁路→除氧水箱(期間爐水循環(huán)泵啟動)。

除化學(xué)清洗外,凝泵進口濾網(wǎng)以及前置泵進口濾網(wǎng)選擇合適的目數(shù),運行中監(jiān)測好濾網(wǎng)差壓、出口壓力以及電流等各參數(shù),發(fā)現(xiàn)異常及時隔離清理,清理中認真確認濾網(wǎng)完好無破損和過大間隙。

若初期投運,除氧器以及給水管道內(nèi)比較臟污,為防止凝水至除氧器上水后,除氧器內(nèi)硬質(zhì)顆粒隨水流進入泵內(nèi),可先利用凝結(jié)水雜用戶至汽泵浮動環(huán)密封水源對給水泵注水,密封水壓力經(jīng)過泵及各管道彎頭,可能無法注滿整個給水進口管,可通過測點判斷給水泵內(nèi)已經(jīng)注滿水后,再使用前置泵進口的啟動注水對給水管道二次注水,直至溢流至除氧器,通過除氧器放水閥開式排放。這樣既可保持給水泵內(nèi)水質(zhì)不受污染,又可達到?jīng)_洗除氧器的效果。

2.2 調(diào)試期問盤車管理

調(diào)試期間導(dǎo)致泵軸抱死的原因是汽泵組低速盤車造成的。因此,一般新機組投產(chǎn)初期,采用不投運盤車,待水質(zhì)確保清潔后泵組可靠運行了再投運盤車。主要注意事項如下:

(1)待汽泵組各啟動條件滿足后,臨沖轉(zhuǎn)小機前再投入小機軸封系統(tǒng),盡量縮短軸封投入到小機沖轉(zhuǎn)的時間,從而控制小機轉(zhuǎn)子在軸封處的熱彎程度,以改善沖轉(zhuǎn)時軸系振動情況。

(2)汽泵組沖轉(zhuǎn)前應(yīng)充分暖泵,汽泵組允許啟動條件之一是,給水泵上、下筒體溫差小于20℃,且除氧器內(nèi)水溫與給水泵下筒體溫度差小于50℃。

(3)小機沖轉(zhuǎn)后,視振動等參數(shù)允許情況,盡快將轉(zhuǎn)速直接帶到1000r/min進行暖機。暖機的時間主要取決于缸溫的上升情況和轉(zhuǎn)子振動。一般應(yīng)通過暖機使轉(zhuǎn)子振動控制在20μm以下,再提速至1500r/min,暖機正常后再提速至3000r/min進行高速暖機。

(4)在試運初期,運行中應(yīng)嚴密監(jiān)視給水泵及前置泵進口濾網(wǎng)的前后差壓以及泵出口壓力、小機調(diào)門開度等參數(shù),實時監(jiān)控濾網(wǎng)的運行狀況,濾網(wǎng)差壓過大應(yīng)手動打閘防止設(shè)備損壞。

(5)當泵組跳閘或停運時,在真空允許的情況下,可隔離小機排汽蝶閥,在機內(nèi)仍保持有小負壓時停運小機軸封,防止防爆膜損壞。汽泵熱態(tài)停運后,為防止汽泵組轉(zhuǎn)子熱彎曲,要嚴格控制泵體的上、下溫差,并將浮動環(huán)密封水調(diào)節(jié)閥解手動并關(guān)小至密封水回水溫度可承受的開度,以免過快冷卻泵體,造成上、下水溫分層。泵體必須放水,應(yīng)待泵體溫度降低后,在此之前應(yīng)隔離汽泵組。

(6)當汽泵組停運時間較長,而暖泵系統(tǒng)又不具備投運條件,則需要隔離該汽泵靜置冷卻,防止起壓的除氧器從前置泵進口、再循環(huán)管路等倒入泵中造成泵體上、下溫差增大。當汽泵組檢修完畢后復(fù)役,而除氧器水溫很高,可用低溫的密封水對泵體進行注水,考慮到密封水水壓有限,可用前置泵進口的凝結(jié)水雜用戶來啟動注水對前置泵及其進口等剩余管道進行二次注水,可以防止除氧器水溫對泵體的熱沖擊,然后再投暖泵系統(tǒng),緩慢升溫。一旦泵組停運后泵芯抱死,杜絕人為強行手動盤車。

2.3 設(shè)備制造安裝上存在的缺陷

加強監(jiān)督管理,盡量避免系統(tǒng)設(shè)備制造、安裝工藝質(zhì)量上存在的問題,減少基建帶入管道泵內(nèi)的雜質(zhì)。在設(shè)計時應(yīng)考慮采用合適辦法來權(quán)衡給泵與小汽機對盤車要求問題。

3 結(jié)語

防止超超臨界機組汽動給水泵泵軸抱死的關(guān)鍵是保證調(diào)試階段凝結(jié)水、給水系統(tǒng)的水質(zhì)清潔。保證各管道沖洗和化學(xué)清洗等質(zhì)量。在系統(tǒng)投用時,逐段沖洗排放。一般在投運初期不投用盤車系統(tǒng),故應(yīng)考慮盤車不投運工況的一些注意點。綜上所述,泰州二期二次再熱機組采取泵軸防抱死措施,該機組給水泵在調(diào)試中未出現(xiàn)異常,運行良好。

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