真空泵未聯(lián)動導致機組跳閘的原因分析及處理.pdf

第 3 4卷 第6期 2 0 1 2年 6月 華 電技 術(shù) Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 3 4 No 6 J u n 2 0 1 2 真空泵未聯(lián)動導致機 組跳 閘的原 因 分 析及 處 理 魏勝孌 ( 華電四J l I 發(fā)電有限公司攀枝花分公司， 四川 I攀枝花6 1 7 0 6 5 ) 摘要： 華電NJ l l 發(fā)電有限公司攀枝花分公司 1 1機組在倒廠用電過程中4 0 0V I B失電， 運行真空泵 B蝶閥未聯(lián)關(guān)， 備 用真空泵 A未聯(lián)啟 ， 導致機組真空度低而跳閘。對故障原因進行了分析 ， 判定導致機組真空度低而跳閘的主要原因是 真空泵控制回路設計不合理， 采取了一系列技術(shù)改造措施， 有效提高了機組運行的可靠性及安全性。 關(guān)鍵詞： 真空度； 真空泵； 控制回路； 技術(shù)改造 中圖分類號： T M 6 2 1 3 3 1 文獻標志碼 ： B 文章編號： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 5 8 0 2 1機組概 況 華 電四川發(fā) 電有 限公 司攀枝花分公 司 21 5 0 MW 汽輪機組是 由北京全三維動力工程有限公司設 計 、 上海汽輪機有限公 司制造的超高壓 、 中間再熱 、 單缸 、 單轉(zhuǎn)子 、 單排汽 、 沖動凝汽式 1 5 0 MW 汽輪機 組。配套鍋爐為東方鍋爐 ( 集 團) 股份有限公司在 消化 引進技 術(shù) 的基礎 上 ， 自主開發(fā) 、 設計 、 制造 的 1 5 0 MW 等級的循環(huán)流化床鍋爐。每臺機組抽真空 設備是由納西姆 工業(yè) ( 中國) 有 限公司提供 的水環(huán) 式機械真空泵。運行方式 ， 2臺泵并聯(lián)設置母管 ， 啟 動時 2臺泵同時運行， 正常運行時 1臺運行， 1臺備 用?？刂品绞?， 自動 、 遙控、 就地 。真空泵組 型號 ， N A S H A T 1 0 0 6 E； 真空泵組類型， 錐體兩級水環(huán)式真 空泵， 臥式 ； 壓縮 比， 1 ：5 ， 1 ：6 ； 電動機型號 ， Y 2 3 1 5 S一 8 ； 額定功率 ， 5 5 k W ； 轉(zhuǎn)速 ， 7 4 0 r m i n ； 電壓 ， 3 8 0 V； 電動機 防護 等級 ， I P 5 4 ； 電動機絕緣 等級 ， F 級 ； 制造廠 ， 北京畢捷電機廠。 2事故 過程 2 0 1 1 0 82 6 T 0 8 ： 0 0 ， 1 1 機組運行中鍋爐給 煤機頻繁斷煤 ， 床溫降至 7 5 0以下 ， 1 1鍋爐值班 員分別投運 1 ， 2油槍 助燃并積極組 織人員疏通 給煤機， 同時 1 1 機組值班員根據(jù)主、 再熱參數(shù)下降 情況減負荷 。0 9 ： 5 6， 6 k V I A， 6 k V I B段 由工作 電 源改備用 電源供 電。1 0 ： 2 2， 1 1鍋爐開始 間斷投 煤 。1 1 ： 4 0 ， 1 1 機組負荷 5 0 MW， 各參數(shù)正常， 準備 進行廠用 電切換 。1 1 ： 4 2 ， 在進行 6 k V I A段 由備用 電源倒工作電源運行 的過程中， 3啟動備用變壓器 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 2 0 7 6 0 2 A開關(guān)跳閘， 1 1高壓廠用變壓器 6 0 1 A開關(guān)未 合上 ， 6 k V I A段 、 1工作變壓器瞬時失 電， 經(jīng)查 ， 無保 護 動作 ， 立 即手 動搶 合 3啟 動 備用 變 壓器 6 0 2 A開關(guān)， 搶合成功； 4 0 0 V I A段備 自投動作正 常 ， 4 0 0 V I B段因備用 電源開關(guān) 4 0 2 B未合上導致 失電， 立 即分別搶 合 4 0 2 B， 4 0 1 B開關(guān) ， 均無 反應 ； 1 1 機組運行真空泵 B失電 ， 備用真空泵 A未聯(lián)動， 值班人員立 即搶合真空泵 A， 運行正常 ， 此時 1 1機 組真 空度仍 急劇下 降。1 1 ： 4 5 ，真空度 低于 5 5 4 k P a ， 保護動作 ， 1 1 機組跳閘。 3 機組真 空度低 而跳 閘的原 因分 析 引起汽輪機真空度急劇下降的原 因有 ： 循環(huán)水 中斷或減少 ； 凝汽器汽側(cè)滿水 ； 凝汽器空氣抽出設備 故障及其真空系統(tǒng)漏空氣 。 3 1 事故原因排查 3 1 1 循環(huán)水 中斷或水量減少 引起真空度 急劇 下降 真空度急劇下降的同時 ， 循環(huán)水進水壓力急劇 下降 ， 出水真空度 ( 或壓力) 降至零 ， 表示循環(huán)水 中 斷。真空度下降， 循環(huán)水進水壓力下降 ， 凝結(jié)水流量 不變 ， 但循環(huán)水溫升增大 ， 表示循環(huán)水量減少 。由表 1可知 ， 循 環(huán)水 進 、 出水壓力及 循環(huán)水溫升在跳 閘 前 、 后并未變化 ， 所 以， 循環(huán)水 中斷或循環(huán)水量減少 引起真空度急劇下降的因素可以排除。 3 1 2 凝汽器水位升高引起真空度急劇下降 凝汽器水位升高引起的真空度急劇下降， 其最大 的特點是在真空度下降、 排汽溫度升高的同時， 凝結(jié)水 溫度下降， 過冷度增加。由表 2可知， 雖然過冷度增 加 ， 但熱井水位及凝結(jié)水溫度變化甚微 ， 因此， 凝汽器 水位升高引起真空度急劇下降的可能性也可以排除。 第 6期 魏勝孌： 真空泵未聯(lián)動導致機組跳 閘的原因分析及 處理 5 9 表 1 1 1機組跳閘前、 后循環(huán)水相關(guān)參數(shù)比較 3 1 3 凝汽器空氣抽 出設備故障及真空系統(tǒng)漏空 氣引起真空度急劇下降 不凝結(jié)氣體從 外部漏 人處 于真空狀 態(tài) 的部 位 后， 最后都匯集到凝汽器中， 過多的不凝結(jié)氣體滯留 在凝汽器中將影響傳熱 ， 使真空度急劇下降。 ( 1 ) 在尋找真空系統(tǒng)漏氣點時， 一般先檢查軸封 汽。調(diào)閱軸封壓力歷史數(shù)據(jù)可 以發(fā)現(xiàn) ， 跳 閘前 、 后軸 封壓力均在 4 1 1 2 4 4 1 8 k P a的允許 范圍內(nèi)， 因此 ， 可排除 軸封 漏 空 氣導 致 機 組 真 空 度 急劇 下 降 的 嫌疑。 ( 2 ) 真空度急劇下 降還容易發(fā) 生在凝汽器空氣 抽 出設備動作過程中或過程后。由 于 1 1 機組運行 中真空泵 B失電， 備用泵真空泵 A未聯(lián)動 ， 值班人員 立即搶合真空泵 A運行正常后 ， 機組真空度仍急劇 下降 ， 立 即就地檢查故障真空泵 B， 發(fā)現(xiàn)除進 口氣動 蝶閥未聯(lián)關(guān)外 ， 其他 均未見異常。隨即將失 電真空 泵 B進氣手動門關(guān)閉后 ， 機組真空度逐漸恢復正常。 3 2 事故性質(zhì)的判斷 通過以上 的排查 ， 確定 了導致此 次 1 1機組 因 真空度低 而跳 閘的主要原 因為 ： 在倒廠用 電的過程 中， 1 工作變壓器失 電， 4 0 0 V I B段 因備用 電源開 關(guān) 4 0 2 B未合上而失 電， 且分別搶合 4 0 2 B， 4 0 1 B開關(guān) 不成功 ， 致使 l 1 機組運行真空泵 B失電 ， 其進 口氣 動蝶 閥未聯(lián)動關(guān)閉且備用真空泵 A未聯(lián)啟 ， 大量空 氣倒 回凝 汽器引起真空度急劇下降 ， 導致機組低真 空保護動作跳閘。 3 3 暴露的問題 鑒于真空泵 B失電后 ， 其進 口氣動蝶閥未聯(lián)關(guān) 及備用真空泵 A未聯(lián)啟 ， 生產(chǎn)技術(shù)部組織相關(guān)專業(yè) 人員對其控制 回路進行逐一排查 ， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)： ( 1 ) 真空泵 A， B和真空循環(huán)泵 A， B以及真空泵 A， B進 口氣動蝶 閥的電磁 閥控制電源由4 0 0 V I A， I B 段抽屜開關(guān)獨立供 電。 ( 2 ) 真空泵 A， B進 口氣動蝶 閥的電磁 閥控制電 源與真空泵 A， B及真空循環(huán)泵 A， B控 制電源均為 同一控制電源。 ( 3 ) 真空泵送至分散控制 系統(tǒng) ( D C S ) “ 停止狀 態(tài)” 信號 ， 使用 的是 中間繼 電器 K 8的 1 對 “ 常開” 接 點 ， 作為熱控 D S C真空泵 電動機 “ 停止狀態(tài)” 信號及 “ 事故聯(lián)鎖” 啟動備用真空泵邏輯條件。 ( 4 ) D C S 遙控“ 啟動” 、 “ 事故聯(lián)鎖” 及 “ 低真空度 聯(lián)鎖” 為同一 D C S出 口。 控制回路存在 的問題 ： ( 1 ) 由于真空泵 A， B和真空循環(huán)泵 A， B以及真 空泵 A， B進 口氣動蝶 閥的電磁 閥控制電源由 4 0 0V I A， I B段抽屜開關(guān)獨立供 電， 因此 ， 當真空循環(huán)泵電 源開關(guān) D L 2開關(guān)故 障跳閘后 電動機停運 ， 由于其控 制電源采用獨立供 電， 造成真空循環(huán)泵 電動機電源 接觸器 K M2仍然處于合 閘狀態(tài) ， 使 中間繼 電器 K A 仍然處于動作狀態(tài)。由于真空泵“ 停止狀態(tài)” 信號中 間繼電器 K 8由中間繼電器 K A的“ 常閉” 接點啟動 ， 造成 電源 開關(guān) D L 2故 障跳 閘后 電動機 已停運 ， 但 D C S 仍然顯示真空泵為“ 運行狀態(tài)” ， 無法聯(lián)跳故障 真空泵 ， 同時造成 D C S “ 事故聯(lián)鎖” 啟動備用真空泵 邏輯無法正確判斷及動作。 ( 2 ) 在真空泵運行中， 當本段 4 0 0 V母線失 電事 故發(fā)生時， 工作泵控制 電源消失 ， 造成工作泵跳 閘， 由于原設計使用的是 中間繼 電器 K 8的 1對“ 常開” 接點 ， 作為熱控 D S C真空泵 電動機“ 停止狀態(tài)” 信號 及“ 事故聯(lián)鎖” 啟動備用真空泵邏輯( 下轉(zhuǎn)第6 2頁) 6 2 華 電技 術(shù) 第 3 4卷 5 結(jié)束語 圖3 噴涂修復后運行 D C S曲線( 截屏圖) 本文對 6機組 1汽動給水泵前置泵電流偏大 的問題進行了分析 ， 針對泵殼密封面和端蓋密封 面 沖刷磨損 、 密封面配合間隙遠遠超標 的問題 ， 進行了 噴涂修復。 1汽動給水泵前置泵處理后 ， 電流 回歸 正常值。事實證 明， 以上的分析及所采取 的措施是 正確的。 ( 編輯 ： 白銀 雷 ) 作者簡介 ： 閔承勇( 1 9 8 3 一) ， 男 ， 貴州畢節(jié)人， 助理工程師， 從事汽 輪機檢修方面的工作( E m a i l ： 2 4 3 3 3 9 6 6 4 q q c o rn) 。 ( 00 ( 上接第 5 9頁) 條件 ， 必將 造成 D C S無運行泵跳閘 的狀態(tài)顯示及“ 事故聯(lián)鎖” 判 斷條件 ， 存在 “ 事故聯(lián) 鎖” 不能正常啟動備用真空泵的安全隱患。 ( 3 ) 由于真空泵 A， B進 口氣動蝶閥的電磁 閥控 制電源與真空泵 A， B及真空循環(huán)泵 A， B控制 電源 均為同一控制電源 ， 因此 ， 在真空泵運行 中， 當本段 4 0 0V母線失 電事故發(fā)生時 ， 會造成 電磁 閥不能聯(lián) 動而關(guān)閉。 4 采取 的措施 2 0 1 1 年 9 ， 1 0月 ， 華 電四川發(fā)電有限公司攀枝 花分公司利用停機機會分別對 1 2機組及 1 1機組 真空泵控制回路進行了如下改造。 ( 1 ) 將真空循環(huán)泵電源開關(guān) D L 2的 1 對“ 常開” 輔接點串聯(lián)接入各 自的電動機接觸器 K M 2 合閘回 路， 以確保在電源開關(guān) D L 2故障跳閘電動機停運 后 ， 整個控制 回路正確動作。 ( 2 ) 將真空泵 A， B進 口氣動蝶 閥的電磁閥控制 電源與真空泵 A， B和真空循環(huán)泵 A， B控制電源采 用不問斷電源 ( u P s ) 供電 ， 以確保運行真空泵在本 段 4 0 0V母線失電時， 能正確 、 及時 、 可靠地將 電磁 閥關(guān)閉。 ( 3 ) 在真空泵一次回路中新增“ 失壓保護” 繼電 器 K 0， 改用 K 0“ 常開” 接點作為 D C S遙控啟動回路 的“ 自保持” 接點。當真空泵電源消失時 ， 常開接點 打開，