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一、选择课题
1.问题的提出
2005年7月4日我厂#4机在做小机滤网切换试验时,曾发生安全油压低造成小机跳闸的事故。
我们利用停机的机会,在热工部门的配合下,做了3B小机主油泵跳闸动态试验,得出结论,小机正常运行中一台主油泵跳闸,备用泵正常联启,小机跳闸,而润滑油压低保护未动作。
针对以上发生的事故,在结合在小机油系统切换中存在的实际困难,我们提出小机油系统在设计中存在一定的缺陷,是安全运行的一个潜在隐患。
2.现状调查
汽泵供油系统简介
汽泵选用ND(G)83/83/07-4型纯凝汽式汽轮机作为驱动装置。其调节保安与润滑系统用油由2台离心式交流油泵提供。此外,还备有1台直流油泵作为事故油泵,以便在故障状态下为汽泵提供紧急备用油源。交流油泵出口的高压油分成2条支路,一路直接引至危急遮断油门、主汽门操纵座等部套作为调节保安系统中的安全油;另一路经注油器、冷油器后引至汽泵各轴承处作为润滑用油,
正常运行中,2台交流油泵互为备用。同时,从安全角度出发,汽泵设有低油压联锁保护装置,其动作条件如下
(1)当系统的安全油压低于0.8MPa或运行油泵跳闸时,联启备用油泵;
(2)当润滑油压降至0.093 MPa或2台交流油泵跳闸时,联启直流油泵;
(3)当安全油压降至0.3 MPa或润滑油母管压力降至0.08 MPa时,汽泵自跳闸。
自运行油泵出现故障那一时刻开始计算,安全油压与润滑油压一般在3-4s降至跳机值以下。同时,油泵出现故障与备用油泵联启这2个动作之间也有时间差,其长短取决于安全油压或润滑油压由正常值降至跳机值的时间间隔。在此期间,油泵基本处于无出力的状态,因而导致了备用油泵联启过程中安全油压或润滑油压在短时间内降至跳机值以下。
二、确定课题与目标
针对现状调查中存在的问题,我们确认二期小汽轮机油系统存在潜在风险。一旦小机运行油泵故障停止,不论备用油泵联起与否,都会由于安全油压下降到跳闸值以下而导致小机跳闸,使小机油系统实际上都是在无备用泵的情况下运行,给机组安全运行造成极大的隐患。因此,为保证机组的安全稳定运行,确保设备安全本质化,彻底消除小机油系统的隐患,我们确定此次课题名称为《小汽轮机油系统改造,提运行安全可靠性》。
通对二期小机油系统全面深入的分析,我们对小机油系统的改造提出了方案并采取了相应的措施。
三、要因分析与确认
由于#3、#4号机组小机两台主油泵接自同一根入口管道,在布局上存在缺陷,故在小机两台主油泵切换过程中,往往存在离小机油箱近的泵“抢出力”的现象,使小机油泵的切换操作存在危险性,有可能会导致小机掉闸或者是小机的主汽门关闭。
油泵出现故障与备用油泵联启这2个动作之间也有时间差,其长短取决于安全油压或润滑油压由正常值降至跳机值的时间间隔。
改造后新增的蓄能器组至润滑油系统
四、实施对策
为保证在小机运行油泵在故障情况下,减小系统油压的波动,防止安全油压与润滑油压瞬时下降到跳闸值而导致小机跳闸,特对小机油系统加装一组蓄能器组。
作为一种储能元件,蓄能器具有良好的蓄能、保压及稳压性能,它能在液压回路失压后迅速将存油释放出来。因此,考虑在交流油泵出口母管上加装1组蓄能器,用于在备用油泵联启前这一段时间内及时向系统补充润滑油,从根本上消除汽泵跳闸的缺陷。而改造能否成功,则取决于蓄能器皮囊充氮压力、蓄能容量的选择以及管路系统的布置是否得当。
1. 蓄能器皮囊充氮压力的选择
充氮压力需依据交流油泵出口的系统油压、备用油泵联启及汽泵跳闸的油压定值等参数综合考虑、合理选择,不能过高或过低。这是因为:充氮压力过高,蓄能器皮囊将占据较大空间,存油量就要相应减少很多;充氮压力过低,虽然可以因此蓄积更多的油,但一旦油系统发生故障失压后也会由于皮囊压力低而影响到向系统补油的速度,因而无法迅速扭转油压下降的势头。
鉴于油泵出口压力为1.2 MPa,联泵值为0.8 MPa,汽泵跳闸值为0.3 MPa,故将蓄能器皮囊充氮压力预设在0.7 MPa,使其与油泵出口系统油压及汽泵跳闸油压定值之间均有明显的压差,一方面可充入更多的润滑油,另一方面在油压降至跳闸值之前尚留有较为充足的反应时间。
2. 蓄能器容量的选择
3 .管路系统的布置
考虑到蓄能器在将存油全部释放后重新充油过程中或氮气皮囊发生破裂时,对系统油量需求过大,可能会造成交流油泵出口压力的瞬时波动。为降低充油速度,选用DN10的细径管作为蓄能器充油管,以确保在不妨碍油系统正常工作的前提下,将透平油缓慢地补充到蓄能器组中。与之相反,为使蓄能器在备用油泵联启前能发挥替代油泵的作用,将存油迅速释放出来,必须将蓄能器向系统的供油管径适当选粗一些。为此,选用DN50的无缝管作为供油管道。
五、检查效果
1.静态油压试验
(1)不投蓄能器组,在将给水泵驱动汽轮机挂闸后,强制将交流油泵停止,记录从油泵停运到“安全或润滑油压低联跳汽泵”压力开关动作的时间间隔以及期间的油压最低值。
(2)将蓄能器组投入,重复上述试验,并将2次试验数据进行比较。如蓄能器组投入后能避免汽泵跳闸,说明充氮压力选择得较为合理,否则,应适当调低充氮压力,以加大蓄能器组存油量。
2.动态油压试验
六、总结及今后打算
通过小机油系统实施加装蓄能器的改造工作,可以彻底消除了因交流油泵运行中故障跳闸而导致汽泵跳闸的缺陷,从而使给水系统运行可靠、稳定,避免了由此导致的甩负荷、汽包水位保护动作停机等影响机组安全运行的事故。
参考文献
[1]《汽轮机设备运行》中国电力出版社 白国亮主编
[2]利发电厂二期2×300MW机组集控辅机运行规程
1.问题的提出
2005年7月4日我厂#4机在做小机滤网切换试验时,曾发生安全油压低造成小机跳闸的事故。
我们利用停机的机会,在热工部门的配合下,做了3B小机主油泵跳闸动态试验,得出结论,小机正常运行中一台主油泵跳闸,备用泵正常联启,小机跳闸,而润滑油压低保护未动作。
针对以上发生的事故,在结合在小机油系统切换中存在的实际困难,我们提出小机油系统在设计中存在一定的缺陷,是安全运行的一个潜在隐患。
2.现状调查
汽泵供油系统简介
汽泵选用ND(G)83/83/07-4型纯凝汽式汽轮机作为驱动装置。其调节保安与润滑系统用油由2台离心式交流油泵提供。此外,还备有1台直流油泵作为事故油泵,以便在故障状态下为汽泵提供紧急备用油源。交流油泵出口的高压油分成2条支路,一路直接引至危急遮断油门、主汽门操纵座等部套作为调节保安系统中的安全油;另一路经注油器、冷油器后引至汽泵各轴承处作为润滑用油,
正常运行中,2台交流油泵互为备用。同时,从安全角度出发,汽泵设有低油压联锁保护装置,其动作条件如下
(1)当系统的安全油压低于0.8MPa或运行油泵跳闸时,联启备用油泵;
(2)当润滑油压降至0.093 MPa或2台交流油泵跳闸时,联启直流油泵;
(3)当安全油压降至0.3 MPa或润滑油母管压力降至0.08 MPa时,汽泵自跳闸。
自运行油泵出现故障那一时刻开始计算,安全油压与润滑油压一般在3-4s降至跳机值以下。同时,油泵出现故障与备用油泵联启这2个动作之间也有时间差,其长短取决于安全油压或润滑油压由正常值降至跳机值的时间间隔。在此期间,油泵基本处于无出力的状态,因而导致了备用油泵联启过程中安全油压或润滑油压在短时间内降至跳机值以下。
二、确定课题与目标
针对现状调查中存在的问题,我们确认二期小汽轮机油系统存在潜在风险。一旦小机运行油泵故障停止,不论备用油泵联起与否,都会由于安全油压下降到跳闸值以下而导致小机跳闸,使小机油系统实际上都是在无备用泵的情况下运行,给机组安全运行造成极大的隐患。因此,为保证机组的安全稳定运行,确保设备安全本质化,彻底消除小机油系统的隐患,我们确定此次课题名称为《小汽轮机油系统改造,提运行安全可靠性》。
通对二期小机油系统全面深入的分析,我们对小机油系统的改造提出了方案并采取了相应的措施。
三、要因分析与确认
由于#3、#4号机组小机两台主油泵接自同一根入口管道,在布局上存在缺陷,故在小机两台主油泵切换过程中,往往存在离小机油箱近的泵“抢出力”的现象,使小机油泵的切换操作存在危险性,有可能会导致小机掉闸或者是小机的主汽门关闭。
油泵出现故障与备用油泵联启这2个动作之间也有时间差,其长短取决于安全油压或润滑油压由正常值降至跳机值的时间间隔。
改造后新增的蓄能器组至润滑油系统
四、实施对策
为保证在小机运行油泵在故障情况下,减小系统油压的波动,防止安全油压与润滑油压瞬时下降到跳闸值而导致小机跳闸,特对小机油系统加装一组蓄能器组。
作为一种储能元件,蓄能器具有良好的蓄能、保压及稳压性能,它能在液压回路失压后迅速将存油释放出来。因此,考虑在交流油泵出口母管上加装1组蓄能器,用于在备用油泵联启前这一段时间内及时向系统补充润滑油,从根本上消除汽泵跳闸的缺陷。而改造能否成功,则取决于蓄能器皮囊充氮压力、蓄能容量的选择以及管路系统的布置是否得当。
1. 蓄能器皮囊充氮压力的选择
充氮压力需依据交流油泵出口的系统油压、备用油泵联启及汽泵跳闸的油压定值等参数综合考虑、合理选择,不能过高或过低。这是因为:充氮压力过高,蓄能器皮囊将占据较大空间,存油量就要相应减少很多;充氮压力过低,虽然可以因此蓄积更多的油,但一旦油系统发生故障失压后也会由于皮囊压力低而影响到向系统补油的速度,因而无法迅速扭转油压下降的势头。
鉴于油泵出口压力为1.2 MPa,联泵值为0.8 MPa,汽泵跳闸值为0.3 MPa,故将蓄能器皮囊充氮压力预设在0.7 MPa,使其与油泵出口系统油压及汽泵跳闸油压定值之间均有明显的压差,一方面可充入更多的润滑油,另一方面在油压降至跳闸值之前尚留有较为充足的反应时间。
2. 蓄能器容量的选择
3 .管路系统的布置
考虑到蓄能器在将存油全部释放后重新充油过程中或氮气皮囊发生破裂时,对系统油量需求过大,可能会造成交流油泵出口压力的瞬时波动。为降低充油速度,选用DN10的细径管作为蓄能器充油管,以确保在不妨碍油系统正常工作的前提下,将透平油缓慢地补充到蓄能器组中。与之相反,为使蓄能器在备用油泵联启前能发挥替代油泵的作用,将存油迅速释放出来,必须将蓄能器向系统的供油管径适当选粗一些。为此,选用DN50的无缝管作为供油管道。
五、检查效果
1.静态油压试验
(1)不投蓄能器组,在将给水泵驱动汽轮机挂闸后,强制将交流油泵停止,记录从油泵停运到“安全或润滑油压低联跳汽泵”压力开关动作的时间间隔以及期间的油压最低值。
(2)将蓄能器组投入,重复上述试验,并将2次试验数据进行比较。如蓄能器组投入后能避免汽泵跳闸,说明充氮压力选择得较为合理,否则,应适当调低充氮压力,以加大蓄能器组存油量。
2.动态油压试验
六、总结及今后打算
通过小机油系统实施加装蓄能器的改造工作,可以彻底消除了因交流油泵运行中故障跳闸而导致汽泵跳闸的缺陷,从而使给水系统运行可靠、稳定,避免了由此导致的甩负荷、汽包水位保护动作停机等影响机组安全运行的事故。
参考文献
[1]《汽轮机设备运行》中国电力出版社 白国亮主编
[2]利发电厂二期2×300MW机组集控辅机运行规程