一次给水中断故障的原因分析与防范

摘 要 通过对125 mw机组切换给水泵运行过程中发生的给水中断故障现象进行分析,找出了故障原因,并制定出防止此类故障的技术措施。

  关键词 给水泵 逆止门 倒流

1 设备系统简述

  金竹山电厂5号机容量为125 mw,给水系统配2台dg500-180型带液力耦合器的调速给水泵(8号~9号泵)。最高转速2 970 r/min,额定负荷工况时的给水温度240℃。锅炉侧给水管道未安装逆止门。给水系统如图1所示。

2 故障经过

  故障前9号给水泵运行,机组负荷90 mw,高加投入,给水温度220℃,锅炉汽包水位正常+30mm,机组其它参数均正常。

  2001年3月16日,应检修要求将9号给水泵切换至8号给水泵运行。8号给水泵启动后,随即提高转速至2 750 r/min时,给水压力和流量均上升;然后降低9号给水泵转速,但当降至2 650 r/min左右时,给水压力急剧下降直至低于汽包压力,给水流量至零,汽包水位快速降低。此时8号泵电流约为330 a,9号泵电流约260 a左右。立即将2台给水泵转速调至最高值,给水压力和流量仍不能恢复,从而导致锅炉缺水熄火,机组减负荷。事发后约20~30 s,发现9号给水泵液力耦合器冒烟,迅速停运9号给水泵,约1 min后,除氧器水位由1 700 mm急剧升高至2 000 mm,重新启动9号泵,经调高给水泵转速,给水压力和流量仍不能恢复,机组故障停机。故障全程经历约10 min。

3 故障原因分析

  查给水温度记录,启动8号给水泵后给水温度有一个急剧下降过程,从220℃下降至207℃,尔后又升高至310℃,可以认为给水温度先下降是由于在给水泵的切换操作中,8号泵已克服9号泵出口压力向锅炉供水,并且在发生给水中断后,除氧器水位急剧升高,除氧器水位升高值与给水中断后凝结水泵出水量不能平衡。在故障发生的1 min内,除氧器水位即从1 700 mm升至2 000 mm,经测算,除氧器水位每升高1 mm约增加水量0.05 t。

  则1 min内除氧器增加水量:300×0.05=15 t;

而凝结水泵流量为5 t/min,设此间补水泵流量趋近于零,则水量差为15-5=10 t,说明在短时间内有约10 t从锅炉省煤器返流的水进入除氧器。

  给水泵长时间低转速运行会导致9号泵液力耦合器温度升高冒烟,但给水失压后发现液力耦合器冒烟的时间极短,并且该泵的液力耦合器调速指示一直维持在高值,液力耦合器温度的升高应当是泵体负荷异常升高所至。

  据此对给水中断失压故障原因做如下分析推断:

  启动8号给水泵后,司炉提高该泵转速向锅炉进水,然后降低9号泵转速,泵的出口压力下降至低于8号泵并同时低于锅炉汽包压力时,因9号泵的出口逆止阀故障不能关闭,而无法克服8号泵的压头,在反向冲击力作用下转速自动降低以致处于静止状态,造成液力耦合器温度急剧升高冒烟。又因给水短路进入9号泵体,给水母管的压力低于汽包压力,锅炉省煤器的存水也同时向9号泵倒流,造成除氧器水位急剧升高,给水温度上升。停运9号泵后循环回流加剧,重新启动9号泵时因水高速回流的反作用力,使水泵实际运行转速降低以致其压力不能克服8号泵的压头,从而不能恢复向锅炉进水。

  这种分析能较好地解释故障时2台泵运转电流大,但仍发生给水断流的矛盾;也能说明除氧器水位急剧升高、液力耦合器温度升高冒烟、给水温度先下降后上升、除氧器压力不变等故障现象。

一次操作实践也证实了以上分析的正确性。

  在5号炉重新投运、又一次切换给水泵的操作过程中出现给水中断失压,但因锅炉、汽机值班人员对此故障原因有所认识和准备,一经发现给水压力降低,立即停运新启动的8号给水泵,并快速提高待停的9号给水泵转速,从而避免了给水断流故障的再次发生。遗憾的是,在事后再次进行切换试验时,因未能果断地停运8号给水泵,给水失压中断后不能恢复,9号泵快速反转倒流,除氧器水位急剧上升,机组被迫停运。至此,故障原因分析得已完全证实。

4 故障的正确处理和防范措施

  对判断为给水中断的故障,在刚刚发生给水压力降低的起始阶段即应避免锅炉缺水停炉故障的发生,其应急操作处理程序为:

a.立即提高待停给水泵转速;

  b.急剧降低新启动给水泵转速,情况严重时立即停运新启动的给水泵;

c.立即关闭新启动给水泵的出口门;d.迅速降低锅炉热负荷,降低锅炉汽压。

  在给水泵的切换过程中,如因逆止门故障不能关闭引起给水中断,则应当是原运行给水泵的出口逆止门发生故障的概率较大。因此按这种操作程序处理,一般可避免停炉故障的发生。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计