李陽(yáng)

摘要：近年來(lái)，對(duì)于新投產(chǎn)機(jī)組頻繁出現(xiàn)有關(guān)汽泵密封水多級(jí)水封的問(wèn)題，多為油中進(jìn)水、水中進(jìn)油等現(xiàn)象，導(dǎo)致事故發(fā)生原因有多種，既有初始設(shè)計(jì)問(wèn)題，也有操作不規(guī)范等原因，所以必須加大對(duì)汽泵密封水研究，規(guī)范操作流程，保證機(jī)組長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽泵;密封水;設(shè)計(jì);改造

中圖分類號(hào)：TM621? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）20-0103-02

1? 系統(tǒng)概況

大別山二期汽輪機(jī)為北重阿爾斯通（北京）電氣裝備有限公司生產(chǎn)的DKY4-4N37C超超臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、濕冷凝汽式汽輪機(jī)。每臺(tái)機(jī)組配置1臺(tái)100%BMCR容量汽動(dòng)給水泵組。汽泵采用迷宮密封系統(tǒng)，運(yùn)行中將圍繞著旋轉(zhuǎn)軸的高溫鍋爐給水密封住，只允許少量冷卻水泄漏。密封壓力為泵的入口壓力，在泵的驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端都相同，非驅(qū)動(dòng)端的平衡管出口連接到泵的濾網(wǎng)前入口管路。泵端每個(gè)襯套上都安裝有一個(gè)調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥由安裝在排液管路上的溫度測(cè)點(diǎn)反饋來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在每個(gè)泄漏回路安裝有一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)以設(shè)置報(bào)警。密封水取自凝結(jié)水，采用閉式冷卻水進(jìn)行冷卻，保證密封水的進(jìn)水溫度合適，密封水回水分為兩路，一路是靠近泵體的卸荷水回到前置泵入口管道上;另一路回到地溝或者經(jīng)過(guò)多級(jí)水封回到凝汽器。如圖1所示。

2? 常見(jiàn)的問(wèn)題、分析及預(yù)控措施

大別山電廠二期機(jī)組在基建及調(diào)試過(guò)程中由于缺乏對(duì)汽泵密封水的研究和重視，出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和操作不嚴(yán)謹(jǐn)，在經(jīng)歷了水中進(jìn)油的事故后，引起了足夠的重視，對(duì)汽泵密封水進(jìn)行改造和提出相應(yīng)預(yù)控措施。

2.1 水中進(jìn)油

2.1.1 原因分析

密封水回水設(shè)計(jì)（如圖2所示）上存在錯(cuò)誤時(shí)，旁路未倒地溝，不經(jīng)多級(jí)水封直接與凝汽器相連，機(jī)組抽真空時(shí)，必然會(huì)造成密封水回水至凝汽器的主路或旁路同時(shí)導(dǎo)通，高負(fù)壓直接造成軸承回油腔內(nèi)負(fù)壓，汽泵潤(rùn)滑油直接被吸入凝汽器中。另一種是多級(jí)水封內(nèi)水柱降低或者水阻不足，例如多級(jí)水封筒內(nèi)溫度過(guò)高導(dǎo)致密封水汽化，密封水回水高度差加上多級(jí)水封水柱低于凝汽器真空，汽泵密封水回水腔室形成較高的負(fù)壓，致使汽泵潤(rùn)滑油通過(guò)油擋被吸入到凝汽器內(nèi)。

我廠在調(diào)試期間曾對(duì)鍋爐進(jìn)行抽真空保養(yǎng)，當(dāng)時(shí)凝結(jié)水泵運(yùn)行，汽泵密封水供水壓力1.6MPa，密封水調(diào)門開(kāi)度35%，密封水回水溫度15℃，機(jī)組真空-86KPa，汽泵密封水在旁路運(yùn)行，由于未及時(shí)將汽泵密封水回水倒至主路運(yùn)行，導(dǎo)致小機(jī)油箱油位由1075mm降至1025mm，小機(jī)潤(rùn)滑油漏入凝汽器，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間加藥沖洗后水質(zhì)最終合格。

2.1.2 控制措施

要保證凝汽器中不進(jìn)油，首先在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上要合理，避免出現(xiàn)旁路仍然與凝汽器相連，這樣只會(huì)造成水中進(jìn)油現(xiàn)象更嚴(yán)重。在多級(jí)水封投用的情況下要維持水阻平衡，避免軸承回油腔內(nèi)存在較高的負(fù)壓。同時(shí)控制汽泵密封水回水溫度合適，避免發(fā)生汽化，回水溫度受機(jī)組真空影響較大，當(dāng)機(jī)組真空降低時(shí)，對(duì)應(yīng)的凝結(jié)水飽和溫度升高，密封水回水溫度跟蹤溫差時(shí)，此時(shí)凝結(jié)水溫度與回水溫差減小，會(huì)導(dǎo)致密封水回水溫度控制閥關(guān)小，進(jìn)一步導(dǎo)致回水溫度升高產(chǎn)生汽化。所以密封水溫控閥應(yīng)該跟蹤密封水回水溫度而不是跟蹤溫差，控制密封水回水溫度不超過(guò)55℃;機(jī)組抽真空后，立即將密封水回水切至多級(jí)水封運(yùn)行。

2.2 油中進(jìn)水

2.2.1 原因分析

在系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行或退出運(yùn)行時(shí)，若密封水投運(yùn)不及時(shí)、密封水壓力不足、卸荷水至前置泵管道閥門未開(kāi)啟、密封水退出過(guò)早，都有可能造成油中進(jìn)水。特別是出現(xiàn)現(xiàn)呼吸器往外冒水，根據(jù)迷宮汽封的原理，說(shuō)明密封水出現(xiàn)回水不暢或者密封水壓力不足，導(dǎo)致了密封水的回水阻力的增加或是泵體的高壓給水漏出與汽泵密封水一起竄入汽泵軸承潤(rùn)滑油中，導(dǎo)致小機(jī)潤(rùn)滑油箱油位上升，油中含水量增加，油凈化器排水次數(shù)增加。

2.2.2 控制措施

根據(jù)迷宮汽封的原理，汽泵恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，要優(yōu)先恢復(fù)密封水和卸荷水閥門，防止由于未投密封水和未導(dǎo)通卸荷水導(dǎo)致高壓給水經(jīng)過(guò)油擋漏入軸承潤(rùn)滑油中;注意控制密封水壓力，密封水壓力不足無(wú)法完全封閉卸荷水，一樣可能造成高壓給水漏出;密封水不得過(guò)早退出，當(dāng)除氧器溫度或汽泵筒體溫度較高時(shí)，退出汽泵機(jī)封水，高溫給水進(jìn)入浮動(dòng)環(huán)密封裝置，會(huì)造成密封裝置溫度過(guò)高，損壞密封裝置;當(dāng)機(jī)組未抽真空之前，要保證汽泵密封水回水暢通，不能投入多級(jí)水封運(yùn)行，要保證密封水回水走地溝;機(jī)組發(fā)生跳閘時(shí)，應(yīng)該立即將密封水回水切換至地溝，防止因真空下降，水阻遠(yuǎn)大于真空。

2.3 真空泄漏

2.3.1 原因分析

在機(jī)組運(yùn)行期間，若因?yàn)槎嗉?jí)水封隔離檢修或者多級(jí)水封內(nèi)密封水汽化需要切換至旁路運(yùn)行，在切回多級(jí)水封運(yùn)行時(shí)，由于多級(jí)水封處缺少壓力測(cè)點(diǎn)無(wú)法判別多級(jí)水封的運(yùn)行狀態(tài)，若先開(kāi)多級(jí)水封旁路門，極有可能因?yàn)槊芊馑厮疁囟雀邔?dǎo)致水封筒部分汽化，導(dǎo)致真空下降。

2.3.2 控制措施

為避免回切多級(jí)水封時(shí)可能導(dǎo)致真空泄漏，操作時(shí)先控制密封水回水溫度較低，先部分關(guān)閉水封筒至凝汽器，而后繼續(xù)關(guān)閉該門時(shí)同時(shí)操作開(kāi)啟旁路門。

3? 系統(tǒng)優(yōu)化及控制措施

針對(duì)大別山電廠3號(hào)機(jī)組汽泵密封水系統(tǒng)存在的問(wèn)題，運(yùn)行人員加大對(duì)密封水系統(tǒng)的研究，根據(jù)之前的設(shè)計(jì)及運(yùn)行情況，對(duì)密封水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并制定了相關(guān)指導(dǎo)措施，同時(shí)加強(qiáng)人員培訓(xùn)，避免密封水系統(tǒng)事故的發(fā)生，提高此系統(tǒng)的可靠性。

3.1 多級(jí)水封旁路進(jìn)行改造

原多級(jí)水封從設(shè)計(jì)上就存在錯(cuò)誤，將旁路接口仍然設(shè)計(jì)在凝汽器上，這樣設(shè)計(jì)導(dǎo)致了必然發(fā)生油中進(jìn)水和水中進(jìn)油的事故發(fā)生。當(dāng)機(jī)組跳閘時(shí)，若立即切換為旁路運(yùn)行，此時(shí)由于無(wú)水阻，必然導(dǎo)致軸承回油腔內(nèi)負(fù)壓，將汽泵潤(rùn)滑油吸入凝結(jié)水中，若機(jī)組跳閘不倒換至旁路，此時(shí)隨著真空下降，多級(jí)水封內(nèi)水阻與真空失去平衡，水阻遠(yuǎn)大于真空，密封水回水不暢，導(dǎo)致油中進(jìn)水。機(jī)組啟動(dòng)期間同樣存在此問(wèn)題，無(wú)論什么時(shí)候倒換主路均無(wú)法避免上述兩種現(xiàn)象的發(fā)生。所以我廠進(jìn)行了如圖3所示的改造，規(guī)避了從設(shè)計(jì)上導(dǎo)致事故發(fā)生的可能性。

3.2 嚴(yán)控密封水回水溫度

根據(jù)凝汽器真空對(duì)應(yīng)的飽和溫度，同時(shí)為保證汽泵密封水有充分的調(diào)節(jié)余量，將廠家提供的汽泵密封水回水溫度上限85℃改為55℃，避免汽泵密封水回水發(fā)生汽化影響多級(jí)水封的水阻，迫使汽泵密封水多級(jí)水封發(fā)生反復(fù)投退，提高了汽泵的可靠性。

3.3 增加測(cè)點(diǎn)

為了保證汽泵密封水調(diào)門跟蹤回水溫度的可靠性，防止單測(cè)點(diǎn)由于故障或跳變導(dǎo)致汽泵密封水調(diào)門不能正常跟蹤，密封水調(diào)門大幅波動(dòng)導(dǎo)致多級(jí)水封平衡被破壞，將汽泵密封水回水溫度增加1個(gè)測(cè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)“二取均”作為被調(diào)量，增加溫度調(diào)節(jié)的可靠性。增加多級(jí)水封進(jìn)水室壓力遠(yuǎn)傳測(cè)點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量值判斷多級(jí)水封運(yùn)行情況，若多級(jí)水封頂部壓力發(fā)生大幅度的變化或偏離正常值，可以及時(shí)的調(diào)整密封水供水調(diào)門或者去就地開(kāi)啟多級(jí)水封注水門降低多級(jí)水封溫度。

3.4 優(yōu)化邏輯

為增加測(cè)點(diǎn)的可靠性，汽泵密封水調(diào)門邏輯中除了常見(jiàn)的壞質(zhì)量判斷外，還有高/低比較器，增加測(cè)點(diǎn)的可靠性;同時(shí)在汽泵密封水調(diào)門投入自動(dòng)時(shí)，邏輯閉鎖開(kāi)度不低于20%，確保密封水流量不低。

4? 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)調(diào)試期汽泵密封水發(fā)生的水中進(jìn)油事件，運(yùn)行人員對(duì)汽泵密封水進(jìn)行專項(xiàng)攻關(guān)，對(duì)汽泵密封水油中進(jìn)水、水中進(jìn)油等問(wèn)題均進(jìn)行了深入研究，聯(lián)系水泵廠和設(shè)計(jì)院對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改造，同時(shí)從運(yùn)行管理角度制定措施，從根本上解決汽泵密封水跑油問(wèn)題，提高機(jī)組的安全性。

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