真空泵未联动导致机组跳闸的原因分析及处理.pdf

第 3 4卷 第6期 2 0 1 2年 6月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 3 4 No 6 J u n 2 0 1 2 真空泵未联动导致机 组跳 闸的原 因 分 析及 处 理 魏胜娈 ( 华电四J l I 发电有限公司攀枝花分公司， 四川 I攀枝花6 1 7 0 6 5 ) 摘要： 华电NJ l l 发电有限公司攀枝花分公司 1 1机组在倒厂用电过程中4 0 0V I B失电， 运行真空泵 B蝶阀未联关， 备 用真空泵 A未联启 ， 导致机组真空度低而跳闸。对故障原因进行了分析 ， 判定导致机组真空度低而跳闸的主要原因是 真空泵控制回路设计不合理， 采取了一系列技术改造措施， 有效提高了机组运行的可靠性及安全性。 关键词： 真空度； 真空泵； 控制回路； 技术改造 中图分类号： T M 6 2 1 3 3 1 文献标志码 ： B 文章编号： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 5 8 0 2 1机组概 况 华 电四川发 电有 限公 司攀枝花分公 司 21 5 0 MW 汽轮机组是 由北京全三维动力工程有限公司设 计 、 上海汽轮机有限公 司制造的超高压 、 中间再热 、 单缸 、 单转子 、 单排汽 、 冲动凝汽式 1 5 0 MW 汽轮机 组。配套锅炉为东方锅炉 ( 集 团) 股份有限公司在 消化 引进技 术 的基础 上 ， 自主开发 、 设计 、 制造 的 1 5 0 MW 等级的循环流化床锅炉。每台机组抽真空 设备是由纳西姆 工业 ( 中国) 有 限公司提供 的水环 式机械真空泵。运行方式 ， 2台泵并联设置母管 ， 启 动时 2台泵同时运行， 正常运行时 1台运行， 1台备 用。控制方式 ， 自动 、 遥控、 就地 。真空泵组 型号 ， N A S H A T 1 0 0 6 E； 真空泵组类型， 锥体两级水环式真 空泵， 卧式 ； 压缩 比， 1 ：5 ， 1 ：6 ； 电动机型号 ， Y 2 3 1 5 S一 8 ； 额定功率 ， 5 5 k W ； 转速 ， 7 4 0 r m i n ； 电压 ， 3 8 0 V； 电动机 防护 等级 ， I P 5 4 ； 电动机绝缘 等级 ， F 级 ； 制造厂 ， 北京毕捷电机厂。 2事故 过程 2 0 1 1 0 82 6 T 0 8 ： 0 0 ， 1 1 机组运行中锅炉给 煤机频繁断煤 ， 床温降至 7 5 0以下 ， 1 1锅炉值班 员分别投运 1 ， 2油枪 助燃并积极组 织人员疏通 给煤机， 同时 1 1 机组值班员根据主、 再热参数下降 情况减负荷 。0 9 ： 5 6， 6 k V I A， 6 k V I B段 由工作 电 源改备用 电源供 电。1 0 ： 2 2， 1 1锅炉开始 间断投 煤 。1 1 ： 4 0 ， 1 1 机组负荷 5 0 MW， 各参数正常， 准备 进行厂用 电切换 。1 1 ： 4 2 ， 在进行 6 k V I A段 由备用 电源倒工作电源运行 的过程中， 3启动备用变压器 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 2 0 7 6 0 2 A开关跳闸， 1 1高压厂用变压器 6 0 1 A开关未 合上 ， 6 k V I A段 、 1工作变压器瞬时失 电， 经查 ， 无保 护 动作 ， 立 即手 动抢 合 3启 动 备用 变 压器 6 0 2 A开关， 抢合成功； 4 0 0 V I A段备 自投动作正 常 ， 4 0 0 V I B段因备用 电源开关 4 0 2 B未合上导致 失电， 立 即分别抢 合 4 0 2 B， 4 0 1 B开关 ， 均无 反应 ； 1 1 机组运行真空泵 B失电 ， 备用真空泵 A未联动， 值班人员立 即抢合真空泵 A， 运行正常 ， 此时 1 1机 组真 空度仍 急剧下 降。1 1 ： 4 5 ，真空度 低于 5 5 4 k P a ， 保护动作 ， 1 1 机组跳闸。 3 机组真 空度低 而跳 闸的原 因分 析 引起汽轮机真空度急剧下降的原 因有 ： 循环水 中断或减少 ； 凝汽器汽侧满水 ； 凝汽器空气抽出设备 故障及其真空系统漏空气 。 3 1 事故原因排查 3 1 1 循环水 中断或水量减少 引起真空度 急剧 下降 真空度急剧下降的同时 ， 循环水进水压力急剧 下降 ， 出水真空度 ( 或压力) 降至零 ， 表示循环水 中 断。真空度下降， 循环水进水压力下降 ， 凝结水流量 不变 ， 但循环水温升增大 ， 表示循环水量减少 。由表 1可知 ， 循 环水 进 、 出水压力及 循环水温升在跳 闸 前 、 后并未变化 ， 所 以， 循环水 中断或循环水量减少 引起真空度急剧下降的因素可以排除。 3 1 2 凝汽器水位升高引起真空度急剧下降 凝汽器水位升高引起的真空度急剧下降， 其最大 的特点是在真空度下降、 排汽温度升高的同时， 凝结水 温度下降， 过冷度增加。由表 2可知， 虽然过冷度增 加 ， 但热井水位及凝结水温度变化甚微 ， 因此， 凝汽器 水位升高引起真空度急剧下降的可能性也可以排除。 第 6期 魏胜娈： 真空泵未联动导致机组跳 闸的原因分析及 处理 5 9 表 1 1 1机组跳闸前、 后循环水相关参数比较 3 1 3 凝汽器空气抽 出设备故障及真空系统漏空 气引起真空度急剧下降 不凝结气体从 外部漏 人处 于真空状 态 的部 位 后， 最后都汇集到凝汽器中， 过多的不凝结气体滞留 在凝汽器中将影响传热 ， 使真空度急剧下降。 ( 1 ) 在寻找真空系统漏气点时， 一般先检查轴封 汽。调阅轴封压力历史数据可 以发现 ， 跳 闸前 、 后轴 封压力均在 4 1 1 2 4 4 1 8 k P a的允许 范围内， 因此 ， 可排除 轴封 漏 空 气导 致 机 组 真 空 度 急剧 下 降 的 嫌疑。 ( 2 ) 真空度急剧下 降还容易发 生在凝汽器空气 抽 出设备动作过程中或过程后。由 于 1 1 机组运行 中真空泵 B失电， 备用泵真空泵 A未联动 ， 值班人员 立即抢合真空泵 A运行正常后 ， 机组真空度仍急剧 下降 ， 立 即就地检查故障真空泵 B， 发现除进 口气动 蝶阀未联关外 ， 其他 均未见异常。随即将失 电真空 泵 B进气手动门关闭后 ， 机组真空度逐渐恢复正常。 3 2 事故性质的判断 通过以上 的排查 ， 确定 了导致此 次 1 1机组 因 真空度低 而跳 闸的主要原 因为 ： 在倒厂用 电的过程 中， 1 工作变压器失 电， 4 0 0 V I B段 因备用 电源开 关 4 0 2 B未合上而失 电， 且分别抢合 4 0 2 B， 4 0 1 B开关 不成功 ， 致使 l 1 机组运行真空泵 B失电 ， 其进 口气 动蝶 阀未联动关闭且备用真空泵 A未联启 ， 大量空 气倒 回凝 汽器引起真空度急剧下降 ， 导致机组低真 空保护动作跳闸。 3 3 暴露的问题 鉴于真空泵 B失电后 ， 其进 口气动蝶阀未联关 及备用真空泵 A未联启 ， 生产技术部组织相关专业 人员对其控制 回路进行逐一排查 ， 结果发现： ( 1 ) 真空泵 A， B和真空循环泵 A， B以及真空泵 A， B进 口气动蝶 阀的电磁 阀控制电源由4 0 0 V I A， I B 段抽屉开关独立供 电。 ( 2 ) 真空泵 A， B进 口气动蝶 阀的电磁 阀控制电 源与真空泵 A， B及真空循环泵 A， B控 制电源均为 同一控制电源。 ( 3 ) 真空泵送至分散控制 系统 ( D C S ) “ 停止状 态” 信号 ， 使用 的是 中间继 电器 K 8的 1 对 “ 常开” 接 点 ， 作为热控 D S C真空泵 电动机 “ 停止状态” 信号及 “ 事故联锁” 启动备用真空泵逻辑条件。 ( 4 ) D C S 遥控“ 启动” 、 “ 事故联锁” 及 “ 低真空度 联锁” 为同一 D C S出 口。 控制回路存在 的问题 ： ( 1 ) 由于真空泵 A， B和真空循环泵 A， B以及真 空泵 A， B进 口气动蝶 阀的电磁 阀控制电源由 4 0 0V I A， I B段抽屉开关独立供 电， 因此 ， 当真空循环泵电 源开关 D L 2开关故 障跳闸后 电动机停运 ， 由于其控 制电源采用独立供 电， 造成真空循环泵 电动机电源 接触器 K M2仍然处于合 闸状态 ， 使 中间继 电器 K A 仍然处于动作状态。由于真空泵“ 停止状态” 信号中 间继电器 K 8由中间继电器 K A的“ 常闭” 接点启动 ， 造成 电源 开关 D L 2故 障跳 闸后 电动机 已停运 ， 但 D C S 仍然显示真空泵为“ 运行状态” ， 无法联跳故障 真空泵 ， 同时造成 D C S “ 事故联锁” 启动备用真空泵 逻辑无法正确判断及动作。 ( 2 ) 在真空泵运行中， 当本段 4 0 0 V母线失 电事 故发生时， 工作泵控制 电源消失 ， 造成工作泵跳 闸， 由于原设计使用的是 中间继 电器 K 8的 1对“ 常开” 接点 ， 作为热控 D S C真空泵 电动机“ 停止状态” 信号 及“ 事故联锁” 启动备用真空泵逻辑( 下转第6 2页) 6 2 华 电技 术 第 3 4卷 5 结束语 图3 喷涂修复后运行 D C S曲线( 截屏图) 本文对 6机组 1汽动给水泵前置泵电流偏大 的问题进行了分析 ， 针对泵壳密封面和端盖密封 面 冲刷磨损 、 密封面配合间隙远远超标 的问题 ， 进行了 喷涂修复。 1汽动给水泵前置泵处理后 ， 电流 回归 正常值。事实证 明， 以上的分析及所采取 的措施是 正确的。 ( 编辑 ： 白银 雷 ) 作者简介 ： 闵承勇( 1 9 8 3 一) ， 男 ， 贵州毕节人， 助理工程师， 从事汽 轮机检修方面的工作( E m a i l ： 2 4 3 3 3 9 6 6 4 q q c o rn) 。 ( 00 ( 上接第 5 9页) 条件 ， 必将 造成 D C S无运行泵跳闸 的状态显示及“ 事故联锁” 判 断条件 ， 存在 “ 事故联 锁” 不能正常启动备用真空泵的安全隐患。 ( 3 ) 由于真空泵 A， B进 口气动蝶阀的电磁 阀控 制电源与真空泵 A， B及真空循环泵 A， B控制 电源 均为同一控制电源 ， 因此 ， 在真空泵运行 中， 当本段 4 0 0V母线失 电事故发生时 ， 会造成 电磁 阀不能联 动而关闭。 4 采取 的措施 2 0 1 1 年 9 ， 1 0月 ， 华 电四川发电有限公司攀枝 花分公司利用停机机会分别对 1 2机组及 1 1机组 真空泵控制回路进行了如下改造。 ( 1 ) 将真空循环泵电源开关 D L 2的 1 对“ 常开” 辅接点串联接入各 自的电动机接触器 K M 2 合闸回 路， 以确保在电源开关 D L 2故障跳闸电动机停运 后 ， 整个控制 回路正确动作。 ( 2 ) 将真空泵 A， B进 口气动蝶 阀的电磁阀控制 电源与真空泵 A， B和真空循环泵 A， B控制电源采 用不问断电源 ( u P s ) 供电 ， 以确保运行真空泵在本 段 4 0 0V母线失电时， 能正确 、 及时 、 可靠地将 电磁 阀关闭。 ( 3 ) 在真空泵一次回路中新增“ 失压保护” 继电 器 K 0， 改用 K 0“ 常开” 接点作为 D C S遥控启动回路 的“ 自保持” 接点。当真空泵电源消失时 ， 常开接点 打开，