给水泵汽轮机油泵连锁故障的探究

陈广飞

摘  要：给水泵汽轮机的机组容量比较大，制造厂家在制造的过程中会不断进行创新，各项参数都有所提高，单位为了节省投资成本，整体的配置水平还比较低，有些新的给水泵汽轮机在应用过程中的安全性和稳定性得不到保障。本文主要对600MW 超临界机组给水泵汽轮机的连锁故障进行了分析，通过对系统进行完善，让机组在应用过程中油泵可以正常连锁，并设计了科学的方案对系统和设备进行改进，实验结果满足给水泵汽轮机的应用要求。

关键词：给水泵汽轮机;油泵;连锁故障

给水泵汽轮机在电厂的运营中有着非常重要的作用，其关系到整个系统运营的安全性和稳定性。如果给水泵汽轮机在应用时出现连锁故障，就会出现跳机的情况，很容易引发安全事故。给水泵汽轮机中比较常见的油泵连锁问题有两种，一种是机组设备配置比较低，不满足给水泵汽轮机的应用需求，另一种是设备没有进行详细校验，通过采取有效的方法对以上问题进行改进，有效避免了油泵连锁故障现象，可以促进给水泵汽轮机的稳定运行。

一、故障现象及可能原因

某电厂应用了A和B两台水泵汽轮机，两台设备都分别应用了1、2号交流主油泵和一个直流泵。给水泵汽轮机在应用的过程中有两种作用，一种是起到润滑作用，一种是对整个系统进行调节。如果使用期间其中一台油泵出现跳闸的情况，另一台油泵就会进行调节，但是整体的油压会出现大幅度下降的情况，这就容易出现给水泵汽轮机跳机的情况，从而引发安全事故。

分析认为可能有以下原因引起小机跳机：第一，2台泵的停—启间隔时间过长，造成油泵连锁动作响应迟缓，引起了透平保安油压下降超限，使机组跳机;第二，在一台交流泵停止的瞬间，造成透平保安油压的瞬间降低，而恰好此时危急遮断器滑阀的活塞在弹簧力的作用下被提前开启（危急遮断器滑阀未按规定压力———定值为0.088MPa动作），使透平油失压薄膜阀动作;第三，油泵质量不好，在实际应用的过程中油压无法快速达到使用范围，导致油压下降的幅度超过限定范围，这就容易导致机组跳机的情况。第四，仪控元件的灵敏度比较差，动作缓慢很容易受到外界因素的干扰而出现异常情况，从而导致跳机的现象发生。第五，薄膜阀发生异常的情况，导致油压的变化幅度比较大，这就会引起机组跳机的现象。第六，给水泵汽轮机整个系统存在不稳定的情况，在两台油泵切换过程中，出现不能维持机组正常运行的情况，在油压冲击下就容易发生跳机。

二、现场实验及原因分析

1、现场实验

鉴于此种严峻情况，我们怀疑汽轮机厂的小机油系统可能存在以下问题，为此与汽轮机厂的专家在现场进行了如下实验。

（1）不做油泵切换

单独启动1号交流泵，机组可实现正常挂闸;单独启动2号交流泵，机组同样可以实现正常挂闸。

（2）小机主油泵联锁切换实验。

①开启电泵运行，将小机负荷切换至电泵。

②进行小机主油泵联锁切换：检查、记录低油压停机是否发出信号。确认发出信号;检查、记录小机主油泵联锁启动时间。实际观察两泵连锁间隔时间约0.8秒，保证在1秒钟以下。排除第一种“停—启间隔时间过长”可能跳机的情况;检查、记录薄膜阀上腔油压变化数值。现用滑阀0.3～0.4MPa就已动作，而规定到定值为0.088MPa才能动作。第二种“危急遮断器滑阀提前开启泄压”引起跳机情况存在;另一台备用油泵自启动时，就地观察油泵出口母管压力情况，压力建立较为正常。排除第三种“油泵质量不好”可能跳机的情况;确认压力开关63/TVO数值，确认电磁阀20/RS、20/TT动作正常。排除第四种“仪控元件动作迟缓或异常动作”可能跳机情况;检查、记录直流油泵是否启动。直流油泵能启动。

③将润滑油泵通向危急遮断器滑阀管路上节流孔板取出，用普通钢板替换试验，并关闭喷油实验隔离阀，屏蔽低油压停机实验装置，切断直流事故油泵，小机跳机依然发生。存在第六种可能跳机情况。

④再次进行主油泵联锁切换。检查、记录薄膜阀上腔油压变化数值。

⑤恢复系统。

2、原因分析

根据实验现象分析，基本可以排除以下4种可能跳机的原因：①2台泵的停—启间隔时间过长;②油泵质量不好，在油泵启动时压力建立太慢，引起油壓下降超限，使机组跳机;③仪控元件动作迟缓或异常动作引起机组跳机;④薄膜阀异常动作使油压波动引进小机跳机。

三、解决方案

第一，要求生产厂家对给水泵汽轮机油泵进行重新加工，保证机组在应用过程中出现问题，可以自动切断，避免造成较大的安全事故，应用的设备元件都要进行全面的校验，合格后才能将其应用到给水泵水轮机中，确保在有需要时可以及时更换;第二，生产厂家需要增加蓄能器，让油泵在切换的过程中保持油压不变， 这样可以避免油压变化幅度较大而出现的跳闸现象;第三，增加止回阀，使其可对油泵出润滑油的量进行合理调节，让油压保持在正常的范围内，使其可以缓慢下降，避免出现超限现象。

1、改造方案一

拟采用每组一只40L蓄能器及组件，安装在交流油泵出口至调速系统油管上，以缓解油泵联锁时带来的安全油压力波动。采用立式地面安装，管路部件采用不锈钢管件。位置在6.9米层。另在调节系统上增设止回阀。

2、改造方案二

拟采用每组4只40L蓄能器及组件，安装在一台给水泵汽轮机交流油泵出口的润滑油母管上，以缓解油泵联锁时带来的压力波动。采用立式地面安装，管路部件采用不锈钢管件。位置在0米层。

3、方案选定

方案二为调研同类型电厂改造成功方案，无风险，但现场布置困难，占用空间大，且费用昂贵。方案一原理可行，但未经检验。综合研究后，按方案一执行。这样，系统改动较少，又节约改造成本。

4、实际效果

执行方案一。同时，更换了新滑阀组件。试验表明，设计改进是成功的，这个方案的实际效果完全满足油泵正常连锁要求。运行近一年来，现场未发生因小机油泵连锁故障而引起跳机事故，小机运行十分平稳。

结语

小机油泵连锁中出现的两大问题———系统配置不成熟及小机危急遮断滑阀不合格（未按要求校验），通过采用系统增设蓄能器、止回阀及更换新小机危急遮断滑阀组件306.378Z-2两种措施，弥补了系统本身存在设计及设备缺陷，维持了瞬间油压不变。实践证明，解决了因小机油泵联锁故障而引起跳闸的重大设备隐患，能保证小机乃至发电厂主机的安全稳定运行。

参考文献

[1]安欣，骆贵兵，刘国弼，等.超临界机组给水泵汽轮机异常跳闸的分析及处理[J].热力发电，2012，41（7）：82-124.

[2]何兆波.给水泵小汽轮机油泵联锁跳小机故障分析与改进[J].电源技术应用，2013.