电厂给水泵汽机系统常见问题分析

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摘要：分析了电厂给水泵汽机存在的问题, 介绍了改进措施, 并对油压调整和高速盘车装置的运行提出了建议。

关键词： 给水泵 汽机 问题改进

中图分类号： U464.138+.1文献标识码：A 文章编号：

前言

某电厂300MW电站采用半容量汽动给水泵, 其驱动汽机是青岛捷能汽轮机厂设计制造的N3.789-0.778型汽轮机。该类机组以灵活、可靠的运行广受用户的青睐, 至今已出厂了近百台。但在应用中发现其油系统、汽封蒸汽系统仍存在一些问题。本文将结合该电厂的应用情况对这些问题进行分析。

一、N3.789-0.778 型给水泵汽轮机存在的问题及分析

1油系统不能协调工作N3.789-0.778 给水泵汽机正常工作时,只有轴承耗油以及调节系统漏油, 用油量很小, 而在盘车时用油较大。离心油泵的最大输出油量与最小输出油量的比值如果≤2.5, 则油泵工作稳定, 出口油压不仅在正常运行时得到保证, 而且在盘车时也能得到保证。但是实际运行中, 这个比值超过3。这预示着如果使用一台泵, 既要供油与控制油, 又要供盘车油与顶轴油, 这台泵将不堪重负。实践显示, 如果给水泵小汽机油站只配置二台相同型号的离心油泵, 则汽机盘车时需二台油泵并列运行, 否则,油、控制油、盘车油与顶轴油将不能协调地工作。因此, 系统设置时最好为盘车装置专门配置一台相同型号的油泵。

2汽封蒸汽系统

给水泵汽机的汽封用汽由主机轴封系统供给, 供汽压力是27kPa。给水泵汽机进汽管路上装有一只节流孔板, 旨在将轴封供汽压力降至3～8kPa, 再送入给水泵汽机的汽封系统。节流孔板的孔径要在现场调试确定。有些电厂把节流孔板取下不用, 而将27kPa 的蒸汽直接送入给水泵汽机的汽封系统。过高的蒸汽压力经汽封齿节流后仍然压力很高, 于是蒸汽从前后汽封体喷出, 凝结水流沿转子轴向穿透油封挡进入前后轴承座中污染油。

3油位太高，使回油不通畅，回油管中依据轴承箱排放空气用的空间在很大程度上产生堵塞，这样就会破坏轴承箱中微小的负压，致使出现漏油。同时，油位过高也存在油超过滤网槽边，不经过滤就进入油箱。通过补充加入同类型的油来维持正常的油位。加油时要采用设有滤网的漏斗，从回油管中一个窥测孔灌入。如果补充加油直接通过箱盖的开口倒入油箱，则很容易在不留心的时候，让污物进入了油循环。漏油不可以直接返灌回油循环系统，特别在漏油管中，除油之外还有生水或冷凝水一起排除的时候。若漏油仍要继续使用，则要仔细地处理，同时必须经过油样证明不会对油箱中的油产生不良的影响。蒸汽烟雾可以通过轴承箱的油封环进入油循环系统，通过冷油器的泄漏处，还会有生水混入油中。油中水份使油的外观混浊，油质变坏。聚集在油箱底部的水，每2～3个月要排放一次。每当油泵停止运行时，要从油箱中取油样检查含水量，测量和记录排出的水量。倘若水份提高，要立即找出原因，试验检查是否漏出了凝结水或生水。

二、电厂给水泵汽机系统的改进

1油系统的改进虽然给水泵小汽机油系统的油箱容积与油泵容量增加了, 但现场发现油、控制油、盘车油与顶轴油仍不能协调地工作。

（1）更换逆止阀将主油泵出口的逆止阀型式由升降式改为旋启式。更改后, 控制油压升高到0.77MPa, 盘车油压升高到0.5MPa。

（2）优化各轴承间油量的分配油量的实际消耗量数倍于计算值将导致主油泵过负荷, 也就是主油泵的工作点超出了其特性线所表示的工作范围, 从而导致控制油压的降低。反过来, 降低油量, 就能提高控制油压。为调整给水泵小汽机各轴承的油量做了以下工作。

a推力轴承进油孔原孔径为Φ25, 第一次减小到Φ22, 第二次减小至Φ16, 进油孔面积减小了60%。出油孔原孔径为7×Φ18+ 1×Φ14.6+ 8×Φ10, 第一次减小到2×Φ18+ 1×Φ14.6+ 8×Φ10, 第二次减小到1×Φ14.6+ 9×Φ10+ 1×Φ8, 第三次减小到1×Φ14.6+ 8×Φ10+ 1×Φ8, 第四次减小到1×Φ14.6+ 1×Φ8。出油孔面积减小了92%。调整的效果为在额定转速下, 推力轴承金属温度与油进油温度的温差,调整前< 8～10℃, 调整后< 25℃。在推力轴承体上, 有8 个Φ10 的测温热电阻引出孔未使用, 未堵塞。如果这8 个孔不堵塞, 则推力轴承体内油压始终< 0.02MPa。

b前轴承进油孔原孔径Φ25, 第一次减小到Φ9.5, 一次调整到位。调整的效果为在额定转速下, 前轴承金属温度与油进油温度的温差, 调整前< 8～10℃, 调整后< 25℃。母管油压> 0.15MPa 时, 前轴承进油压力, 调整前> 0.1MPa, 调整后约为0.06MPa。

c后轴承进油孔原孔径Φ25, 第一次减小到Φ13.5, 第二次减小到Φ11。调整的效果, 在额定转速下, 后轴承金属温度与油进油温度的温差, 调整前< 8～10℃, 调整后< 12℃。母管油压> 0.15MPa时, 后轴承进油压力, 调整前> 0.1MPa, 调整后约为0.08MPa。后轴承的金属温度与油进油温度的温差未调整到25℃,根据计算数据, 后轴承轴径大, 摩擦耗功几乎是前轴承的一倍。今前轴承进油孔径为Φ9.5, 则后轴承的进油孔径无论如何也不应

2汽封蒸汽系统改进与国内大多数300MW 机组一样, 电厂给水泵汽机使用的汽封蒸汽也来自主机系统。所不同的是, ABB 公司的机组轴封系统使用的汽封蒸汽压力为3～4kPa, 给水泵汽机汽封进汽管道疏水改接到主机轴封冷却器。通过上述的系统改进, 在该厂运行的给水泵汽机没有发现汽封蒸汽从汽封进汽管路短路到真空疏水扩容器的情况, 也没有发现汽封喷汽污染油的迹象。

三、几个问题的讨论

1油压调整主油泵与备用油泵出口不设置隔离阀。青岛捷能汽轮机厂设置这个隔离阀是根据美国石油协会标准API614 的要求。这是石化系统的要求, 电力部门不必照搬。不设置隔离阀可以提高控制油压与盘车油压( 该阀的压差为0.03～0.05MPa) 。主给水泵、前置泵与齿轮箱的油耗量, 泵厂给出的数量为:主给水泵5m3/ h, 齿轮箱6m3/ h, 前置泵0.4m3/ h, 总耗油量11.4m3/ h。这是计算值, 以轴承瓦温与油温的温差为30℃作为计算依据。实际运行中, 轴承瓦混与油混的温差只有8～10℃, 因此泵的实际耗油量当在20～30m3/ h。如果在保证轴承金属温度不超过70℃前提下, 调整轴承油耗量, 可以进一步提高控制油压与盘车油压。

2盘车装置由于给水泵汽机所驱动的主给水泵在转速降到零时, 容易因脏物沉淀或泵体变形而被卡住, 即使用功率为几百kW的盘车装置也盘不动。如果汽泵停机时, 在转速降到600r/ min 时就起动盘车装置, 将有利于避免上述问题, 这是采用油涡轮高速盘车装置的优点。制造厂提供的主给水泵的最低盘车转速为120r/ min。如果要检查给水泵汽机与给泵的内部摩擦情况, 则盘车转速最好应在200r/ min 以下。所以最佳盘车转速应为120～200r/ min。实际运行中, 在启动给水泵汽机盘车装置时, 为了取得最大的盘车力矩, 将盘车油管路上的电动阀全开, 在最大盘车力矩作用下, 给水泵小汽机带着主给水泵, 前置泵与齿轮箱一起的盘车转速约300～400r/min。如果运行中调整盘车转速至120～200r/ min, 将有利于提高油系统压力。

结束语

改进后的油系统能协调工作, 给水泵汽机在电厂能满足机组运行的要求。盘车力矩足够自动起动给水泵小汽机与主给水泵以及前置泵, 毋需手动盘车装置助力, 主给水泵在调试第一年中也未发生卡死问题。采用较低压力的汽封蒸汽, 同时将给水泵小汽机汽封蒸汽管道的疏水接地主机轴封冷却器, 将有利于降低操作强度, 消除汽封喷汽, 从而防止油系统进水。

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