660MW机组汽动给水泵润滑油进水解决方案

学术论文 2018-06-19 11:41:52
  0 引言 
  大唐信阳发电有限责任公司2×660MW超超临界燃煤发电机组,锅炉为东方锅炉厂DG2000/26.15-II2型一次中间再热、超超临界参数变压运行,带内置式启动旁路系统的本生直流锅炉;汽轮机为哈尔滨汽轮机厂与日本三菱公司联合设计制造的CCLN660-25/600/600型超超临界、单轴、三缸四排汽、反动式凝汽轮机;发电机为哈尔滨电机厂QFSN-660-2型三相交流隐极式同步发电机。 
  1 汽泵概况 
  我厂汽泵型号:HPT300-340上海电力修造总厂水泵厂生产, 给水泵为卧式多级离心泵,转子共有6级叶轮,入口处还有一级诱导轮。平衡装置为整体平衡鼓和平衡盘结构。给水泵轴端密封采用螺旋密封结构,轴的外圆加工有双头螺旋槽,密封衬套内侧开有与之同心对应的矩形槽。泵的驱动端为左旋螺旋槽,自由端为右旋螺旋槽。当轴转动时产生一种将水送至泵内的泵送作用,以阻止泵内液体的外泄。轴上的螺旋槽与密封衬套之间的间隙可以起到节流降压的作用,使泵内的水进入密封衬套后能够快速降压,并被进入泵内的密封水顶住不外泄,从而达到密封效果。密封水由凝结水母管来,经密封水调节门降压至高于泵入口压力至少0.10MPa后进入轴封。大部分密封水由螺旋槽进入泵内,除极少部分沿螺旋槽齿顶间隙节流降压后由泵端排水孔流出外,其余部分经水封筒回到凝汽器。 
  大唐信阳发电有限责任公司二期四台汽动给水泵均出现润滑油含水率超标的问题,回油窗上有水珠,每个班都要运行人员从油箱底部放水,长期滤油,汽动给水泵润滑油出现乳化现象明显严重,含水率由原来的30mg/Kg,上升至200mg/Kg,从油箱底部取样后,有一半的水,经多次滤油仍然不能消除。油中进水加速油的乳化,不利于油膜的形成,严重时导致轴承损坏,给汽动给水泵的运行带来巨大的安全隐患。 
  2 汽泵密封水回水系统简介 
  给水泵密封水回水系统示意图:二期给水泵密封水水封筒底部标高-3.5m、顶部标高+9.2m、回水至凝汽器喉部接口标高+10.1m,水封筒公称直径DN300,水封筒注水门、放空气门公称通径DN25~32。 
  图1给水泵密封水示意图 
  密封水控制方式是维持密封水回水温度在30-35℃之间,通过密封水调门控制水量,以达到控制回水温度的目的。密封水的回水可以排到锅炉疏扩,也可以经水封筒排到凝汽器,两种方式可以切换。正常运行中,采用后者。水封筒放空气门关闭,水封筒注水门微开。 
  密封水回水工作流程分析:汽泵采用泄荷型迷宫式密封,其实密封水回水在以三种方式进入凝汽器,一是回水量较大时,由于自身的重力和压力,沿着管道和水封筒流进凝汽器,水封筒只相当于一段管道;二是回水量较小时,回水增加了h的高度(见图2),暂时破坏了水封筒的平衡,增加的水量自然流进凝汽器,水封又恢复原状,水封筒起着水封的作用。三是水封筒出口处的水由于与凝汽器接触,处于负压状态,本身温度较高,处于沸腾状态,水会不断蒸发,需要密封水的回水来补充,如果蒸发量大于回水量,水封将被破坏。 
  4 汽动给水泵油中进水的原因分析 
  迷宫式密封损坏:从轴承温度,振动看,数值没有变化,而且汽泵同时出现相同的问题,迷宫式密封应该不会同时损坏,挡油环应该也不会同时出现问题。 
  密封水压力过高:密封水取自凝结水,密封水调门之后的压力是1.1Mpa,变化很小,应该不是压力高的原因。密封水调门开度与负荷有关,低负荷开度小,高负荷开度大,一般在10-70%之间。如果出现全部关闭的情况,就手动开到10%。 
  汽动给水泵的挡水环损坏:如果挡水环损坏,漏出的水不但量大,而且压力大,轴承温度也会上涨,并且水室的安全门没有水冒出。 
  轴封汽窜进轴承油室:轴封与轴承之间约有5cm的距离,并且没有发现冒汽,轴封压力一直很稳定,约20Kpa。小汽轮机轴封取自大机低压轴封,压力稳定。主机轴封有辅汽供汽调门和溢流阀,维持30Kpa的稳定压力。调整轴封压力后,并通过调整油箱排烟风机出口门开度,减小油箱内的负压,油中含水率没有明显变化,可见,轴封汽没有窜进轴承油室。 
  润滑油冷油器漏:冷油器处的油压0.55Mpa,开式水压力0.4Mpa,油压高于水压,冷油器泄漏也不会造成油中进水。对润滑油冷油器进行切换,油中含水率没有变化。 
  密封水回水不畅:通过与其它电厂沟通,回水不畅都有密封水外漏的现象,而我厂呼吸器也从未出现过冒水。由于我厂汽泵密封水回水的水室和油室之间的腔室没有检漏口,无法观察到水量的大小,将回水倒换到排锅炉疏扩后,也无法观察回水量的变化,将回水倒换到排锅炉疏扩后,油质仍然没有好转。经咨询厂家,此密封水系统在其他电厂应用良好,设计应该不会有问题。如果改造管道,工期较长,所以将密封水回水不畅作为最后的原因考虑。 
  针对两台汽动给水泵油中进水的共性,以及在其他电厂的良好运用,决定首先从密封水运行方式上寻找油中进水的原因,简便易行,再从结构上查找原因。 
  5 密封水运行方式的分析 
  与其他电厂运行方式对比,并根据厂家分析,我厂运行方式有两点不同,一是回水温度过高,维持75―80℃,其他电厂65―70℃,二是水封筒放空气门关闭,原设计是关闭的,而且水封筒注水门是微开的。 
  发电部对运行状态维持水封筒放空气门保持常开持反对态度,其唯一质疑的就是无法保证机组真空。如果由于机组负荷变化,或是密封水减少,回水量减少,水封被破坏,真空下降,可能造成停机。即使在放空气门关闭,注水门微开的情况下,仍然出现过水封破坏,真空下降的问题。将回水倒到锅炉疏扩,将水封筒从新注水后,再切回凝汽器,真空正常。
  6 密封水运行方式调整方案 
  水封筒放空气门应该“常开”: 
  水封放空气孔“常开”不会造成机组失真空。详见图2,现场水封底部至凝汽器入口高度:H1=13.6m,出口管DN100,即H=13.1m,由于水封始终与大气相通,水封桶中压力P保证为一个大气压,则水面高h=3.1m,此时: 
  ρgh+P=ρgH 。 
  在正常的使用中,一旦密封水注入使h升高,会使H同时升高 
  ρg(h+Δh)+P=ρg(H+Δh) 
  升高量Δh,压入凝汽器。 
  如果,放气孔为“常关”,空气随密封水回水一同进入水封桶,由于无处排气,会使桶中压力P不断升高,以致上面公式中h下降,H上升,最终破坏平衡,使回水不畅,甚至是失真空。 
  放空气孔“常开”的另外好处是,假如密封水回水量太大,过高的水位,会从放气孔直接溢出。 
  因此,放气孔必须“常开”。 
  图2 给水泵水封筒示意图 
  使用说明:使用前,先关闭各隔离阀。通过注水阀向U形管内注水,直到放气口溢水为止。凝汽器形成真空后,打开U形管至凝汽器管道上的隔断阀,U形管即可投用;放气口可接至地沟,但要保证与大气相通。 
  放气孔太小,建议尺寸可调整至DN100,放气孔可做成视图上弯头型,该路管道无需装阀门。此方案,修改简单、工期短、且成本低。 
  在运行时将密封水回水温度控制在80℃,温度有点高,容易汽化,建议控制在70℃以下。 
  总之,回水温度过高,而且回水有时在负压下运行,导致密封水汽化,使密封水大大消弱了密封的作用,汽化的水更容易进入润滑油腔室。放空气门的开启,不但使回水更顺畅,而且提高了回水的压力,进一步抑制了密封水的汽化,恢复了密封水的密封作用。 
  7 运行方式调整后的效果 
  缓慢打开水封筒放空气门后,没有水流出,真空也没有变化,说明水封完好。将回水温度控制在65℃。经过三天的试运行,化验油质后发现,含水率由200mg/Kg降低到40mg/Kg。 
  8 结论 
  本次调整,只进行了开启水封筒放空气门和降低回水温度至65℃,并没有改造放空气孔,就取得了良好的效果,并且在其它三台汽动给水泵上应用后也取得了良好的效果。可见,回水温度过高使密封水汽化和水封筒顶部积存空气导致回水不畅是我厂汽动给水泵油中进水的根本原因,运行方式调整后,汽动给水泵油中进水的问题得到彻底解决。 
  9 运行中应注意的问题 
  如果出现汽动给水泵跳闸,密封水回水量大量减少,水封可能失去,真空下降,所以,汽动给水泵跳闸后,要及时关闭水封筒放空气门,将密封水回水倒至锅炉疏扩。 
  机组运行中多次出现真空下降的现象,水封筒注水后真空正常,所以,水封筒要定期注水,提前预防水封筒破坏。 
  运行中在进行凝结水泵切换、处理除氧器上水调门卡涩、低加的投切等引起凝结水大幅度变化的操作时,要检查水封筒是否运行正常。 
二维码.jpg
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