防止大型电厂汽动给水泵油系统进水中的措施.doc

防止大型电厂汽动给水泵油系统进水中的措施1油系统进水现象 当电站运行中的汽动给水泵油箱油位上涨较快时必须停运小汽轮机汽动给水泵组，然后取样化验，确认油中进水情况。汽动给水泵的密封系统一般采用迷宫密封，主要原理是通过间隙控制泄漏，汽动给水泵密封水采用凝结水泵出口母管来水，在靠近泵组部位的注水管路中设置精细的滤网进行过滤来保证密封水的纯度，其回水分为两路：一路经过密封水回水母管去地沟或凝汽器；另一路回到汽动给水泵前置泵进口电动阀前的前置泵进口管道（见图1）。给水泵正常运行期间，给水从泵进口和泵的平衡腔室沿迷宫密封分别泄出，汽动给水泵作为备用泵时，给水仍从迷宫密封向外泄漏，流出泵的给水由来自正常运行的暖泵水所取代。 所有运行条件下，压力控制阀调节到迷宫密封压力至如下数值：密封水压力=泄荷水压力+0.1MPa，凝结水以高于泄荷水0.1MPa的控制压力注入，压力控制阀保持密封水与泄荷水之间的压差在0.1MPa，压力阀必须安装一个差压控制执行器，自动执行器信号取自于密封水和泄荷水上的接头。 2.原因分析 1密封水调节阀调节性能差：1号机组小修期间，1号机A汽动给水泵密封水调节阀由于阀门内漏，更换密封水调节阀的阀体部分（ZMAN64B的气动薄膜调节阀）。1号机开机后发现A小汽轮机密封水调节阀调节性能差，无法及时调整密封水差压，只有通过节流调节阀前、后截止阀进行差压调整，但是人工操作无法准确跟踪差压变化，导致密封水差压变化不稳定。当密封水差压较小时，密封效果恶化，泵内给水窜至隔离腔室内，被吸入油系统内，是造成此次油中进水的主要因素。 2密封水回水管路设计在回水量大的情况下存在一定的滞缓，导致回水不畅，是造成油中进三、防范措施 1配合检查密封水调节阀开关是否灵活，行程定位是否正常，分析调节阀调节性能差原因。 2如确因调节阀设计原因无法适应工况需要，则需要选择质量可靠、设计科学的阀门进行更换。 3先投入汽动给水泵密封水，再对系统进行注水。在1号机组A汽动给水泵密封水调节阀处理好之前，仍然节留该汽动给水泵密封水调节阀前隔离阀（大约2圈）。保持密封水差压在90110kPa。 4启动汽动给水泵前置泵前，打开密封水回水至汽动给水泵前置泵入口的卸荷阀。启动时就地检查汽动给水泵两端泄漏情况，小汽轮机油箱油位应无异常变化。 5小汽轮机冲转时，就地检查该汽动给水泵两端泄漏情况，小汽轮机油箱油位无异常变化。否则及时调整密封水压。 6汽动给水泵组运行正常后，将密封水回水由地沟切换至凝汽器，并确认汽动给水泵两端泄漏量符合要求，小汽轮机油箱油位无异常变化。 由于汽动给水泵密封水系统设备原因和调整不及时，汽动给水泵轴承润滑油易发生进水现象，尤其是小汽轮机跳闸时油中进水现象更加严重，造成油质恶化，给小汽轮机和给水泵的安全运行带来严重威胁。在汽动给水泵正常运行、小汽轮机跳闸及汽动给水泵组正常投、停情况下，为统一、规范操作，减少汽动给水泵密封水进入油中，分析小汽轮机油中进水原因及制定措施如下： 一、原因分析 汽动给水泵的迷宫式密封装置采用螺旋型，密封水采用凝结水泵出口母管来水，其回水分为两路：一路经过密封水回水母管至地沟或凝汽器；另一路至汽动给水泵前置泵入口电动阀前的卸荷水。当汽动给水泵运转时，水会沿着螺旋槽向汽动给水泵内部流动。在小汽轮机停运转速下降时，汽动给水泵内的水及密封水（密封水调速汽阀会自动开大维持差压）失去此动力，因此全部向外部流出，此时密封水回水管路不能满足排水需要，密封水回水室的呼吸器就会冒汽水，泵内的水及密封水就会越过水挡，进入密封水回水室与润滑油油室之间的水腔室，该水腔室的排水管就会有水排出，该水腔室内的水积聚多了就会越过油挡，进入汽动给水泵润滑油室，这是小汽轮机油中大量进水的关键。另外如果润滑油油室内的负压较高，易将水腔室内的水汽吸入油中，小汽轮机轴封压力高也易进入油中。二、防范措施 （一）小汽轮机正常运行中，应采取以下措施防止小汽轮机油中进水。 1密封水调节阀投入“自动”，调节应正常稳定，保持差压在90110kPa范围内，调整压差时以就地密封水回水温度为准，且密封水回水温度在5070左右，回水室呼吸器不冒汽水，水腔室排水管不排水（或有微量滴水），密封水回水与凝结水温度一致说明密封水压力偏大；接近卸荷水温度说明密封水压力偏小。 2发现汽动给水泵两端密封水漏水，应立即结合回水温度与漏水情况调节密封水差压。 3汽动给水泵密封水回水至凝汽器水封注水正常后水封放气阀应开启，以便回水畅通，注意放气阀开启后应不影响真空。 4正常运行中凝结水泵切换及凝结水压力不稳定时注意汽动给水泵密封水的监视及调整。 5调节小汽轮机轴封压力适当，不向外冒汽。 6调节小汽轮机油箱排烟风机入口挡板，维持油箱内负压，而不致使汽动给水泵轴承润滑油室内的负压过高。 （二）当小汽轮机跳闸后，应立即进行以下操作，防止小汽轮机油中进水 1迅速派人到就地将汽动给水泵密封水回水切换至地沟，此时注意监视大机真空变化。 2将汽动给水泵密封水调整切手动，并立即派人到就地检查该汽动给水泵两端冒汽水情况，及时调整密封水差压。 3若汽动给水泵密封水水源失去（凝结水压力低于除氧器压力），应将汽动给水泵组水侧隔离。 （三）机组正常运行中汽动给水泵组停运时，防止小汽轮机油中进水。 1汽动给水泵组停运前将密封水回水由凝汽器切换至地沟，此时注意监视大机真空变化。 2在小汽轮机脱扣时密封水差压调整切至手动，派人到就地检查该汽动给水泵两端不冒汽水。 3汽动给水泵前置泵停运时，派人到就地检查该汽动给水泵两端不冒汽水，否则及时调整密封水差压，汽动给水泵前置泵停转后关闭密封水回水至汽动给水泵前置泵入口的卸荷阀。 4汽动给水泵组需放水消压时，待系统消压后才能停运密封水。 （四）机组正常运行中汽动给水泵组投运时，防止小汽轮机油中进水 1先投入汽动给水泵密封水，再对系统进行注水。 2启动汽动给水泵前置泵前，打开密封水回水至汽动给水泵前置泵入口的卸荷阀。启动时派人到就地检查汽动给水泵两端不冒水。 3小汽轮机冲转时，派人到就地检查该汽动给水泵两端不冒汽水，否则及时调整密封水差压。 4汽动给水泵组运行正常后，将密封水回水由地沟切换凝汽器，确认汽动给水泵两端不冒汽水，此时注意监视大机真空变化。 1. FK4E39汽动给水泵密封水系统简介 1.1 技术规范 给水泵规范：型号：FK4E39 型式：多级、卧式、双壳体、筒形、全抽芯 、离心式水泵 转速：5570r/min 轴功率：8132.4kw 流量：1183.2m3/h 扬程：2331.7m 效率：85% 制造厂家：上海电力修造总厂 前置泵规范：型号：FA1D67 转速：1480r/min 轴功率：485.7kw 流量：942.7m3/h 扬程：150m 效率：79.5% 必需汽蚀余量：4.1 m 制造厂家：上海电力修造总厂 1.2 工作现状 该型号汽动给水泵的密封系统为迷宫密封，主要原理是通过间隙控制泄漏的方式进行汽动给水泵的密封工作。凝结水泵出口母管来水经调压后形成汽泵密封水，注入密封轴套中部，以阻止给水的外泄。在靠近泵组部位的注水管路中设置精细的滤网进行过滤来保证密封水的纯度。给水泵正常运行期间，供入的密封水从泵进口和泵的平衡腔室沿迷宫密封分别泄出。其回水分为两路：一路经过密封水回水母管上的水封回凝汽器（无压回水）；另一路汇入卸荷水回到汽前泵进口电动门前的进口管道。 所有运行条件下，压力控制阀调节到迷宫密封的压力至如下数值：密封水压力=卸荷水压力+0.1Mpa，凝结水以高于泄荷水0.1Mpa的控制压力注入，压力控制阀保持密封水与泄荷水之间的压差在0.1Mpa。压力阀安装有一个差压控制执行器，自动执行器信号取自于密封水和泄荷水上的接头。每台泵传动端和自由端共两只迷宫，只需由一只压力控制阀控制。 2、螺旋密封的设计及其泄漏量的计算 2.1螺旋密封的作用原理 螺旋密封也称粘性密封，有环形间隙表面开出单头或多头螺纹构成，螺纹可以开在固定套上，也可以开在旋转套上。聊城电厂汽动给水泵采用右图所示的旋转轴开槽型密封，且驱动端为左旋式，自由端为右旋式。密封组件间的间隙充满密封水液，轴旋转时螺纹槽产生向内侧的泵送作用，来平衡被密封液体的压降，从而阻止泄漏，起到密封作用。 2.2设计参数的符号、意义及单位 D密封外径 ； bs密封槽宽 ；be密封齿宽；c密封间隙；d密封槽深；3.油中进水原因分析 3.1主要原因 汽动给水泵两端装有固定衬套，采用向其注入密封水的卸荷型迷宫式螺旋密封系统。凝结水经过调压系统后，形成密封水注入汽泵驱动端及非驱动端的螺旋密封套内，以高于泄荷水压力0.1MPA的压差，部分向泵送水的方向流去，在密封套中间段以内（卸荷环内）与外漏的给水相遇，形成卸荷水经管道送入汽前泵入口，从而阻止泵内给水外泄。 由以上计算分析可知，密封水系统在汽泵脱扣后、转速下降及至为零时，轴上螺旋槽的泵送作用也随之下降并最终消失，泵内给水沿着环形间隙大量外泄，导致卸荷水压力升高。由于密封水调节阀会自动开大以维持差压，使密封水进水量增加。卸荷水及密封水向外侧方向流出，使漏量突增。同时卸荷水管道因汽泵的脱扣和出口逆止门的迅速关闭，导致汽泵组流量、流速的瞬间大幅度降低，减轻了对卸荷水的抽吸作用，因此卸荷水管道难以满足排量需要。这使得一部分压力升高的卸荷水以及密封水本身通过密封套间隙大量外泄，泄流到无压回水室中，导致密封水无压回水排放量激增。此时密封水回水管路不能满足排量需要，排放不及而使卸荷水及密封水越过挡水环，进入密封水回水室与轴承室之间的隔离腔室，该腔室内的水积聚较多时就会沿转子表面流动，进一步越过挡油环，进入汽泵轴承室，造成小机油系统中大量进水。 3.2其他原因 3.2.1如果轴承室内的负压较高，小机轴封压力也高，小机停机或跳闸时，会加剧油中进水的程度。 3.2.2密封水调阀调节性能差，无法及时调整密封水差压，只有通过节流调节前、后截门进行差压调整，但是人工操作无法准确、及时跟踪差压变化，导致密封水差压波动。当密封水差压较小时，密封效果恶化，大量的泵内给水窜至隔离腔室内，沿转子表面流动，从而被吸入油系统内。 3.2.3为保持凝汽器真空不致受到过大影响，密封水回水管路的设计排量有限，不能适应回水量增大时的排放需要，导致回水不畅，造成油中进水。 4、防范措施 4.1针对3.1，而在小机汽泵脱扣时，由于汽泵转速快速下降，螺旋密封的密封效果也急剧降低，密封水压升高，短时间内，外漏的卸荷水量及密封水量快速增大，使排放不及。在小机汽泵组脱扣时，即时增加多余压力水外泄的阻力，就可以控制油中进水。采用简单可靠的气阻密封法的目的就是为了阻止水流越过挡水环外泄至隔离腔室内，从而避免其进一步越过挡油环进入轴承室中。 4.1.1气阻密封法简介 在汽泵密封水回水室和轴承室之间的隔离腔室下部排污管道上，加装两电磁阀，即电磁阀1和电磁阀2，并在电磁阀1后串接1只减压阀。 小机汽泵脱扣时，脱扣信号同时触动一只继电器，向两只电磁阀供电，即开启电磁阀1，并关闭电磁阀2，在汽泵的两端油水隔离腔室内充入少量的压缩空气，并经减压阀维持一定的压力（实验压力为0.0230.03MPa），用气流充塞挡水环、挡油环与转轴之间隙，可阻止回水室中的水流越过挡水环进入隔离腔室并进而窜入轴承室中，从而避免了小机油中进水。进入回水箱、轴承室的空气可经各自的呼吸器对空排出。 电磁阀1和电磁阀2已设置为自动投入、手动退出。在小机-汽泵复位，且转速升至2000r/min以上时手动复位，使加装部分退出运行，即：电磁阀1关闭，阻断气流供应；电磁阀2开启排污，使此一部分系统恢复原状运行。 4.2.2说明：（仅以自由端为例，如下图） 1、图中“ ”为挡油环、挡水环示意。 2、短时间停机时，本装置可连续投入，直到下一次开启后，手动退出。 较长时间停运时，可人工停电，使其退出。 3、手动退出时按复位按钮，复位按钮设置在汽泵一侧的接线箱上，为一绿色按钮。投入时，按钮内示意灯亮，复位退出后灯灭。 4、使用仪用压缩空气可保证较小的湿度和较为纯净的高品质空气供应4.3针对3.2.1，调节小机轴封压力适当，不向外冒汽；调节小机油箱排烟风机入口挡板，维持油箱内负压得当，而不致使汽泵轴承润滑油室内的负压过高。 4.4针对3.2.2，定期检查密封水调阀开关是否灵活，行程定位是否正常，如确因调阀设计原因无法适应工况需要，则需要选择质量可靠、设计合理的阀门进行更换； 4.5针对3.2.3， 正常运行时，汽泵密封水回水至凝汽器水封注水正常后，水封放气门应开启，以便回水畅通，注意放气门开启后应不影响真空。 5.使用效果 2005年7月， #1机组调停时，在1A汽泵两端水油隔离腔室接装手动临时管道试验获得成功。随后接入正式管道，并将电磁阀、减压阀及手动隔离阀安装就位。经多次的模拟试验及长期观察，两只电磁阀能迅速动作到位，且回位可靠。1A小机在以后的停机过程中，多次模拟紧急脱扣状况而不对密封水系统进行任何调整操作，也从未出现过油中进水的现象，完全达到了预期的效果。 原来油系统曾因大量进水，使整箱油被迫全部换掉，每次要增加2.5万元的维护费用。既使进水量较少