珠海發電廠700MW汽輪機小機油系統故障分析與改進(一)

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tags: 汽輪機    時間:2014-03-11 12:08:36
珠海發電廠700MW汽輪機小機油系統故障分析與改進(一)簡介
        摘 要:介紹了珠海發電廠#1機汽動給水泵控制潤滑油系統由於油泵電氣故障跳閘,備用油泵啟動后,對……
珠海發電廠700MW汽輪機小機油系統故障分析與改進(一)正文
    

    摘 要:介紹了珠海發電廠#1機汽動給水泵控制潤滑油系統由於油泵電氣故障跳閘,備用油泵啟動后,對建立油壓力緩慢導致機組跳閘進行了研究分析,並對存在的缺陷進行系統改造,以供借鑒。
    關鍵詞:汽動給水泵;控制潤滑油系統;建立油壓力慢;分析;改造
    1 簡介
    珠海電廠一期2×700MW機組是由日本三菱集團總承包的交鑰匙工程。鍋爐和汽輪機均由日本三菱重工製造。汽輪機為TC4F-40型中間再熱三缸四排汽凝汽式,額定功率為700MW,每台機組配有兩台50%容量汽動給水泵和一台25%容量的電動給水泵,汽動給水泵小汽輪機,功率為8000KW,由日本三菱公司生產,配有兩路汽源,高壓汽源是由高壓缸排汽來,低壓汽源由第四段抽汽提供,機組開機時使用的是高壓汽源,正常運行后切換到低壓汽源,四段抽汽經低壓主汽門和低壓調門進入小汽輪機,驅動給水泵做功。小機油系統配有兩台齒輪油泵作為主油泵,正常運行時一台運行,一台備用。設備投運以來,發生過液壓泵驅動馬達電氣故障,供油壓力低,備用泵啟動建立油壓緩慢導致機組跳閘的事故,嚴重威脅機組運行安全的問題。經過多方面的研究和比較,我們對該油系統進行了一次成功的改造。
    1.1控制/潤滑油系統說明
    1.1.1控制/ 潤滑油系統簡述:
    油系統由兩台液壓泵、進口濾網出口濾網、冷油器、油箱等組成。兩台液壓油泵一台運行,一台備用。油箱有油位計,用來監視油位;抽油煙機,將油系統內的油煙抽出;供油泵用於向系統供油。油箱的油經濾網吸入到液壓泵,一路經控制油濾網,經過出口逆止閥,到液壓調節機構,進行控制小汽輪機汽門開度;液壓油的一部分經調壓閥,經過冷油器後到給水泵和小汽輪機主軸承進行潤滑,然後回油到油箱。(系統圖如后)
    1.1.2 控制/潤滑油系統的主要參數
    (1) 小汽機主油泵
    型式:交流馬達驅動齒輪泵 出口壓力:1.Mpa 出口流量:400L/min 數量:2台
    液壓泵驅動馬達出力:2.2KW 轉速:1500RPM 電壓等級:220V 
    (2) 小汽機控制/潤滑油壓力熱工聯鎖情況表:(單位:Mpa)


    2 控制/潤滑油系統存在的問題
    2.1 2002年8月19日,#1A小汽機由於電氣問題使NO1A2小汽機工作油泵跳閘,3秒以後NO1A1小汽機備用油泵自啟動成功,但事故跳閘油壓已經下降至跳閘值之下,小汽機跳閘。
    2.2 設備自2000年投運以來,#1、#2機組的小汽輪機主油泵聯動試驗,備用油泵均存在建壓緩慢的問題,從3秒到5秒不等,導致小機跳機,設備的安全運行存在著重大的隱患。
    2.3 2003年9月26日6:30:02 1A-1號油泵MCC開關故障跳閘 ,6:30:04 1A小汽機緊急跳閘裝置油壓低跳閘,6:30:05 1A-2號油泵啟動。 
    3 原因分析和應對措施
    3.1 對於8.19的事故,做了#1A小汽機油泵聯動試驗,試驗時油泵延遲3秒鐘才啟動,小汽機的控制油壓下降到零,油壓保不住,小汽機跳閘,從CRT上列印結果來看,小汽機油泵與試驗一樣,亦是延遲3秒鐘才啟動油泵,所以才造成小汽機跳閘。改變延遲時間到0.1秒后第二次試驗備用油泵啟動后,小汽的控制油壓控制在0.58MPa,小汽機不跳閘,這就說明小汽機的跳閘與油泵的啟動延遲時間有關。油壓能否保住主要與小汽機控制油泵啟動延遲時間有關,與機械方面關係不大。但由於時間有限沒有再現事故狀態將控制汽門打開(開啟控制汽門需要大量壓力油)后多做幾次進行校驗。
    3.2 對於9.26事故,由於已將延遲時間進行了修改,因此必須重新查找原因。進行小機油泵聯動試驗,發現雖然延遲時間已改為0秒,但備用泵啟動仍然需要2秒時間,表明控制系統從發現小機運行油泵失效后將信號傳達到處理器,再經處理器啟動備用油泵仍然要時2秒左右,在此期間油系統維持不住運行,表明控制油系統的自保持時間太短。為此必須查找機械方面的原因。
    3.3機組運行幾年以來,歷次的液壓泵聯動試驗,備用油泵失去備用作用,建壓時間大多達不到系統設計要求值,事實說明,給水泵汽輪機的控制潤滑油系統設計上明顯存在不足。經分析、比較認為:
    3.3.1小機油系統控制迴路存在不合理的問題,從小機運行油泵失電到備用油泵啟動要時約2秒,通過進行控制系統改造使運行油泵失電後備用油泵0秒聯動來達到安全運行的目的,但由於改造難度太大未能實施。
    3.3.2控制系統上的蓄能器設計偏小。控制系統上設計有一支1升的0.7MPa的蓄能器,但控制系統的容積超過10升,通過試驗發現控制系統油壓從1.0MPa下降到跳閘值0.3MPa約需用時1.3秒,而油泵聯動需時2秒,1升的蓄能器容量根本不能滿足系統的要求,加大蓄能器容量到2升應當可以使控制油壓下降到跳閘的時間延長到2.6秒左右,這樣就可以滿足系統設計的要求。
    4 改造方案
    通過分析,找出系統存在的缺陷,參考三菱提供的意見,我們擬出改造方案,並於2005年2月20日至2月24日在#1機組小修時對給水泵汽輪機控制潤滑油系統進行如下的改造:
    4.1將備用油泵聯動的延遲時間由原來的3秒改為0秒。
    4.2將控制油系統上的蓄能器容量由1升改為2升。

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