300MW机组给水泵汽轮机无法挂闸原因分析及处理

顾莉莉（浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江绍兴312073）

300MW机组给水泵汽轮机无法挂闸原因分析及处理

顾莉莉
（浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江绍兴312073）

浙能绍兴滨海热电有限责任公司目前拥有两台采用汽动给水泵供水的300MW机组，汽动给水泵运行的正常与否决定了机组的安全和经济运行，作为汽动给水泵的驱动装置给水泵汽轮机的可靠性至关重要。以某300MW机组给水泵汽轮机为例，介绍了汽动给水泵启动过程中，因给水泵汽轮机无法挂闸，从而导致汽动给水泵无法正常使用。通过对此故障原因的仔细排查，找出了故障点，恢复了汽动给水泵的正常运行。

300MW机组； 给水泵汽轮机； 挂闸； 分析处理

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2015.02.008

0　引言

出于节能的考虑，越来越多的机组考虑采用小汽轮机作为给水泵的驱动装置。给水泵汽轮机作为汽动给水泵的驱动装置，它的可靠性从很大程度上决定了机组的安全和经济运行。

1　给水泵汽轮机系统概况

某公司300MW汽动给水泵采用的给水泵汽轮机型号为NK50/56，是单缸、轴流、反动式汽轮机。该给水泵汽轮机进汽速关阀与汽缸法兰连接，速关阀的作用为：一、工作蒸汽经速关阀进入蒸汽室，蒸汽室内装有提板式调节汽阀，油动机通过杠杆机构操纵提板（阀樑），决定调节汽阀开度，控制蒸汽量，从而控制给水泵汽轮机的转数。二、紧急情况下在尽可能短的时间内切断进入给水泵汽轮机的蒸汽。给水泵汽轮机的汽源为两路：300MW机组正常运行时由四级抽汽供，机组开机过程中由辅助蒸汽母管供。给水泵汽轮机油系统配有2台交流油泵，1台直流事故油泵。正常运行时，由1台交流油泵向系统供油，1台交流油泵备用。给水泵汽轮机油系统结构为：2台交流油泵出口的压力油，经过冷油器和滤网后分为2路，一路供给给水泵汽轮机速关阀用油，一路供给给水泵汽轮机和给水泵各个轴承作为润滑和冷却用油。直流事故油泵出口不经过冷油器和滤网直接供给小机和给水泵各个轴承作为润滑和冷却用油，出口油不供小机速关阀用油［1］。

2　故障现象

2015年，汽动给水泵大修后首次启动给水泵汽轮机，在挂闸过程中出现挂闸不成功的现象，即给水泵汽轮机的速关阀无法正常开启。挂闸经过：启动给水泵汽轮机#1交流油泵，投入汽动给水泵油系统。投入给水泵汽轮机轴封系统，建立真空。汽动给水泵水系统进行注水赶空气，启动汽动给水泵前置泵。给水泵汽轮机进汽管道暖管结束后，全开辅助蒸汽母管至给水泵汽轮机进汽电动阀。在MEH控制面板上按“挂闸”按钮，给水泵汽轮机速关阀无法正常开启，给水泵汽轮机无法挂闸。

3　原因分析和处理措施

3.1逻辑上存在不满足挂闸的条件

给水泵汽轮机启动允许条件共有以下9条：

1）汽动给水泵前置泵已运行，此时汽动给水泵前置泵已正常运行，该条排除。

2）给水泵汽轮机润滑油母管压力＞0.15MPa，此时润滑油母管压力为0.23MPa，该条排除。

3）汽动给水泵任一轴承温度＜90℃，查看各轴承温度，各轴承中最高点的温度为24.3℃，该条排除。

4）汽动给水泵任一轴承振动＜0.09mm，查看各轴承振动值，由于此时汽动给水泵转子还处于静止状态，所有的轴承振动值为0mm，该条排除。

5）给水泵汽轮机超速保护动作（转数＞6268r/min），此时给水泵汽轮机转数为0r/min，该条排除。

6）给水泵汽轮机排汽真空＜－31kPa，此时排汽真空值为-91.2kPa，该条排除。

7）给水泵汽轮机轴向位移＜0.8mm，此时给水泵汽轮机轴向位移值为-0.04mm，该条排除。

8）存在MEH故障信号，经热工人员核实，不存在MEH故障信号，该条排除。

9）存在锅炉MFT信号，此时锅炉侧不存在MFT信号，该条排除。

经过一一核实，影响给水泵汽轮机启动的条件不存在，排除因为逻辑上的原因导致给水泵汽轮机无法挂闸。

3.2给水泵汽轮机油系统是否存在故障点

给水泵汽轮机油系统的一台交流油泵已运行，油泵出口压力为0.9MPa，润滑油母管压力为0.21MPa。根据厂家说明书，给水泵汽轮机的润滑油压要求在0.08～0.25MPa之间，交流油泵出口油压需大于0.85MPa。现场的油压值都符合给水泵汽轮机使用说明书对油压的要求。

对给水泵汽轮机进行再次挂闸操作，至现场观察油压的变化。当操作画面上按下“挂闸”按钮，就地仪表盘上启动油压缓慢上升至0.4MPa，维持不动几秒钟，然后速关油压缓慢上升至0.4MPa左右，约与启动油压持平，然后两个油压一起缓慢上升至0.8 MPa左右，停留几秒钟，然后启动油压泄压至0MPa，速关油压也降至0MPa，给水泵汽轮机的速关阀无法开启，挂闸失败。正常挂闸过程的就地油压变化应该是：在操作画面上按下“挂闸”按钮，就地仪表盘上启动油压缓慢上升至0.8MPa，维持不动，然后速关油压也缓慢上升至0.8MPa左右，略高于启动油压，维持几秒钟，最后启动油压泄压至0，速关油压保持在0.72MPa。此时给水泵汽轮机的速关阀处于全开位置，挂闸成功。从这次挂闸就地油压变化的现象来看，给水泵汽轮机无法挂闸的原因应该是油系统存在故障点。

3.2.1油系统故障点排查

图1为给水泵汽轮机速关阀的内部结构图。速关阀的油缸部分主要由油缸（10）、活塞（13）、弹簧（14）、活塞盘（16）及密封件等构成。油缸部分是速关阀开启和关闭的执行机构。在操作画面上按下“挂闸”按钮时，油缸部分如下动作：启动油F通至活塞（13）右端，活塞在油压的作用下克服弹簧（14）力被压向活塞盘（16），使活塞和活塞盘的密封面相接触，之后速关油E通入活塞盘左侧，随着活塞盘后速关油压的建立，启动油开始有控制的泄放，于是活塞盘和活塞如同整体构件在两侧油压差作用下，持续向右移动直至被试验活塞（12）限位，由于阀杆右端是与活塞盘连接在一起，所以在活塞盘移动的同时速关阀也就随之开启。

此次挂闸失败，从就地油压变化来看，启动油压上升至0.4MPa时，此时活塞（13）在启动油压的作用下克服弹簧（14）力被压向活塞盘（16），但由于这时速关油压也开始缓慢上升，从而导致活塞和活塞盘的密封面还未接触。之后启动油压和速关油压同步上升，此时的油压上升是因为交流油泵同时为启动油F和速关油E供油。当交流油泵不再为启动油和速关油供油时，由于活塞和活塞盘未接触，因此启动油F和速关油E都通过T1回油孔回油，所以导致活塞盘在弹簧力的作用下回到原始位置，速关阀未能开启。

图2为给水泵汽轮机调节系统图，操作面板上按下“挂闸”按钮，启动油电磁阀（1839）得电通油，速关油电磁阀（1830）得电但不通油，启动油压建立。启动油建立有两个功能：一、将速关阀油缸中活塞推向活塞盘；二、将给水泵汽轮机危急遮断器（2210）复位，危急遮断器上泄油口关闭，开启速关油进入油动机的通道。从油压变化的过程来看，导致给水泵汽轮机挂闸失败的原因应该是启动油压建立过慢，从而导致油缸中的活塞未能和活塞盘的密封面接触。查看挂闸逻辑发现启动油电磁阀得电的时间为10s，速关油电磁阀得电时间为35s。启动油压缓慢上升至0.4MPa的时间加上与速关油压同时保持0.4MPa的时间和约为10s，此时启动油电磁阀失电，油系统不再给启动油供油。之后，启动油压和速关油压缓慢上升至0.8MPa，是因为此时油缸内的活塞未与活塞盘密封面接触，导致速关油的腔室与启动油相通，由于油缸上泄油孔的泄油量小于速关油电磁阀处的进油量，所以两个油压同时缓慢上升，当速关油电磁阀失电后，启动油和速关油都通过油缸上的排油孔泄油，导致两者油压到0MPa。

图1　给水泵汽轮机速关阀内部结构图1-主阀碟　2-卸载阀　3-蒸汽滤网　4-导向套筒　5-阀盖　6-汽封套筒　7-阀杆　8-专用螺栓　9-螺母10-油缸　11-压力表接口　12-试验活塞　13-活塞　14-弹簧　15-弹簧座　16-活塞盘　17-挡盘　18阀座D-蒸汽入口　E-速关油　F-启动油　H-试验油　K-漏气　T1-回油　T2-漏油

图2　给水泵汽轮机调节系统图1839-启动油电磁阀　1830-速关油电磁阀　2210-危急遮断器　1845-试验装置　2225-跳闸电磁阀2226-跳闸电磁阀

从图2上推断，导致启动油压建立慢的原因很有可能是危急遮断器（2210）复位时泄油口仍存在微量的泄漏。

3.2.2处理措施

要判断危急遮断器（2210）复位时泄油口是否已经严密关闭，最好的判断依据就是将危急遮断器进行解体，检查其内部的滑阀是否存在磨损，从而导致泄油口无法严密关闭。但也不排除危急遮断器的滑阀并未磨损，只是因为危急遮断器复位时由于某些偶然的原因，导致滑阀未到位。

由于解体危急遮断器需要耗费相当长的时间，而且如果是由于偶然因素导致滑阀在复位时未到位，对危急保安器进行解体也查找不到确切的原因。我们首先得排除危急保安器滑阀未到位，为了验证这一点，至就地手拍给水泵汽轮机的危急遮断器，重新对给水泵汽轮机进行挂闸操作，这次给水泵汽轮机就地油压变化正常，速关阀开启，挂闸成功。之后，对给水泵汽轮机进行就地打闸操作，即在速关阀开启的时候，就地手拍危急遮断器，将速关阀关闭，再重新进行挂闸操作，经过反复几次这样的操作，之后的挂闸操作就地油压变化均正常，而且每次速关阀都能正常开启。

经过之后几次的操作，验证给水泵汽轮机无法正常挂闸的真正原因就是因为危急遮断器的滑阀在复位时未到位。经过就地手拍危急遮断器后，危急遮断器内部的滑阀位置发生了改变，当再次建立启动油压复位时，滑阀回到了正确的位置，从而使泄油口严密不再漏油，给水泵汽轮机正常挂闸。

4　结语

出于节能的考虑，越来越多机组的给水泵都采用小汽轮机作为驱动装置，给水泵汽轮机是否能正常工作对机组运行的安全性和经济性起着至关重要的作用。给水泵汽轮机不能挂闸的原因一般都可以通过两个方面进行查找。一是从逻辑着手，看是否存在限制条件。另一方面就要根据挂闸装置的具体驱动原理查找原因。对于绝大部分的给水泵汽轮机，一般都采用压力油作为挂闸装置的动力源，油路上故障点的查找需配合各油压的变化。像类似危急遮断器这种采用机械式滑阀的装置比较容易出现位置的偏移，通常可采用手动打闸等方式人为地让它恢复至正常位置［2］。

［1］尚念青.锅炉给水泵汽轮机速关阀挂闸故障分析与处理［J］.浙江电力. 2012，（3）：53～55.

［2］顾溢.超超临界660MW机组给水泵汽轮机运行特点及故障分析［J］.热力发电，2011，（5）：40.

Cause Analysis of Feedwater Pump Turbine of 300MW Unit Can't Latching and Treatment

GU Li-li
（Zhejiang Zheneng Shaoxing Coastal Cogeneration Co.，Ltd.，Shaoxing 312073，China）

Zhejiang zheneng Shaoxing coastal cogeneration Co.Ltd.has two sets of the steam driven feedwater pump for 300MW unit to water supply now.Steam driven feedwater pump operation is normal or not determines the safety and economic operation of the unit，so the reliability of the feedwater pump turbine is very important.Take one feedwater pump turbine of 300MW unit as an example，introducing the feedwater pump turbine can't latching which leads to the unnormal use of water supply when in its beginning process.Through careful investigation to find out the cause of the fault，and restore the normal operation of the feedwater pump.

300MW unit； feedwater pump turbine； latching； analysis and processing

TM621

B

2095-3429（2015）02-0028-04

顾莉莉（1977-），女，浙江宁波人，学士学位，助理工程师，从事热电公司汽机专职工作。

2015-04-03

2015-04-30