汽动给水泵在试运过程中的问题分析及采取措施
原树峰;崔亚明;梁健康
【摘 要】针对汽动给水泵在试运时出现的盘车未脱开、汽动给水泵热态启动暖机时间选择、事故状态下操作方式等各种问题，着重从运行方式、结构特点等方面进行了分析，提出了汽动给水泵在运行过程中应该注意的问题及采取的紧急措施，保证了系统的安全运行。%In the commissioning process of the feed pump driven by mini-type steam turbine, the problems of the turning gear,start time selection, and operation mode appeared. According to the operation mode and mechanical structure,suggestions and measures in the process of daily operation were put forward,which guaranteed the system to run safely.
【期刊名称】《山西电力》 【年(卷),期】2014(000)004 【总页数】3页(P53-55) 【关键词】汽动给水泵;振动;盘车 【作 者】原树峰;崔亚明;梁健康
【作者单位】太原理工大学，山西 太原 030024; 国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001;国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001;国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001 【正文语种】中 文
【中图分类】TK223.5
某电厂一期工程装备2台300MW汽轮发电机组，锅炉为上海锅炉厂生产的300MW流化床锅炉，汽轮机为上海汽轮机厂生产的亚临界凝汽式机组。每台机组给水系统配置有1台30%锅炉最大连续出力BMCR（BoilerMaximum ContinuousRating）容量的电动给水泵和2台50%BMCR容量的汽动给水泵，驱动给水泵的汽轮机由北京电力设备总厂生产，给水泵由沈阳透平机械股份有限公司生产。在机组整套试运过程中，出现了小汽机首次启动盘车脱不开、热态启动振动大、机组事故跳闸后小汽机无可靠备用汽源等问题，直接影响锅炉上水。 本机组给水系统配置的30%BMCR容量电动给水泵用于机组启动，2台50%BMCR容量汽动给水泵用于机组正常运行。汽动给水泵小汽机汽源设计为双汽源，机组高负荷运行时由主机四段抽汽供给，经低压主汽门、4个低压调门进入小汽机做功；机组低负荷运行时四段抽汽压力偏低，可以无扰切换至再热冷端供汽，经高压主汽门、高压调门进入小汽机做功。另外，来自辅汽联箱的蒸汽作为小汽机备用汽源，经低压进汽电动门、低压主汽门、低压调门进入小汽机做功，也可满足小汽机的用汽要求。在机组启动带负荷过程中，将汽动给水泵冲至3 000 r/min后，交由锅炉控制。采用该汽动给水泵小汽机盘车装置行星摆线针轮减速机结构，通过滑键拖动汽轮机转子一起旋转。 2.1 发现问题
本工程2号机组A汽动给水泵于2012年2月9日具备带泵试转条件，A小汽机在20:24挂闸冲车，500 r/min磨检正常，未见异常，升速至900 r/min进行低速暖机，各项指标正常，20:50升速至1 800 r/min，现场听音检查发现前箱内仍然有异音，5min后小汽机振动突然增大至保护值（15丝），小汽机跳闸。 2.2 原因分析
小汽机在低转速情况下，一切参数正常，而到高转速时突然发现前箱内有异音，而
且振动突然增大。由于小汽机在出厂前都进行过整装试车，有合格的出厂检验及测试报告，所以转子上出现部件飞脱或者叶片断裂等意外情况概率极小。结合小汽机首次试运的情况：第一次冲车时就发生过盘车啮合装置在高转速下不能完全脱开，经过检查、处理后才顺利完成了小汽机超速试验，在带泵试转过程中，由于啮合装置动作不灵活，主轴与盘车未能完全脱开，与主轴一起旋转，低转速时动不平衡力相对较小，作用不明显，在高转速时，动不平衡力增大，引起小汽机振动增大，直至超过保护值跳机。所以，盘车啮合装置动作不灵活造成小汽机振动大的可能性非常大。 2.3 采取措施
在随后的检修处理过程中，打开前箱、解体小汽机盘车啮合装置，发现滑键动作不灵活。经现场研究决定，完全拆除小汽机盘车，再次启动后汽泵运行正常。 3.1 问题的提出
汽动给水泵在热态停运后，由于上、下缸冷却速度不同，存在有一定温度的梯度，使得转子产生径向温差，发生热变形。随着停运时间的延长，上、下缸温度趋于平衡，转子产生的径向温差和热变形也随之消失。小汽机盘车装置的作用就是在上下缸存在温差的情况下连续盘动转子，使得转子均匀冷却或加热，避免发生弹性弯曲，所以，小汽机转子在停运时需要缓慢冷却，启动时需要缓慢加热。给水泵采用小汽机驱动时，由于给水泵的转子细而长，其挠度较大，动静间隙小（0.20～0.45mm），在高速旋转时泵内各级间隙中的压力水起到“水轴承”的作用，形成了稳态跨距，缩小了支撑跨距，增强了支撑刚度。而在低速盘车时无法形成“水轴承”，极易造成动静摩擦[1]。另外，在机组试运期间，由于系统中杂质较多，易发生卡涩，因此，给水泵厂家坚决反对低速盘车。大多数电厂，都是采用直接冲车的方式启动给水泵，停泵后不盘车，靠自然冷却，对于汽动给水泵热态启动，合理选择暖机时间既能使汽泵不发生振动，又可使机组能够在较短时间内带负荷，发挥
最佳经济效益。 3.2 实例分析及结论
在机组试运过程中，对汽泵在热态启动的时机选择上摸索出一些规律，以B汽泵的两次冲车为例进行说明，见表1、表2。
从表1、表2可以看出，小汽机在热态停机后，再次启动振动大小与停机时间有一定关联，停机时间相对较长，所需暖机时间要长一些，在振动大时必须降速暖机，否则会出现保护动作。因此，在停机后不能连续盘车的情况下，再次热态启动时应严密监视小汽机的振动情况，若有振动增大趋势，必须降至1 800 r/min以下进行高速暖机，等到小汽机振动有明显减小时方可升速。 4.1 存在问题
机组在正常运行过程中由2台50%BMCR容量的汽动给水泵向锅炉供水，1台30%BMCR容量的电动给水泵作为备用。由于本机组配套为流化床锅炉，蓄热大，尤其在大负荷下运行，主汽压力接近额定参数，一旦机组跳闸，汽轮机高压、中压主汽门全关，主汽压力迅速上升，安全门动作，外排汽量增大。在试运过程中，发现2台汽动给水泵因汽源无法满足要求而跳闸，电动给水泵因出力受限，无法维持汽包正常水位，严重影响设备安全。 4.2 分析问题
汽动给水泵的汽源主要由四段抽汽和辅助蒸汽供给。本机组辅助蒸汽汽源主要是由老厂的2台50MW机组供给，然而本工程启动调试正处于冬季，老厂机组承担较重的供暖任务，使得老厂来汽压力低、温度低，只能勉强供除氧器加热用，无法满足汽动给水泵的用汽要求。因此，汽动给水泵只能在锅炉点火后，由再热冷段向辅汽联箱供汽，在辅汽参数达到0.5MPa、250℃以上，才能满足汽动给水泵的启动要求。一旦机组事故跳闸，再热冷段压力降低，辅汽压力随之受影响。由于汽动给水泵没有可靠的辅助蒸汽供给，在机组跳闸后会造成调速系统摆动，锅炉上水困难，
这种情况下只能迅速启动电动给水泵为锅炉上水。因电动给水泵设计为
30%BMCR容量，出口压力最大为20.7MPa，在调试过程中，发现电动给水泵在高压力、高转速下出力严重不足，尤其是锅炉热负荷较高时，汽包水位维持困难，严重影响锅炉上水。
为此，必须由1台汽动给水泵和电动给水泵并列为锅炉上水，在机组跳闸的同时，要通过旁路及时调整辅汽压力，以保证汽动给水泵的稳定运行。 4.3 采取措施
针对以上出现的问题，在随后的试运过程中，对汽动给水泵和电动给水泵同时给锅炉上水的运行方式进行了多次尝试和不断优化，情况有了明显好转，具体采取措施如下。
a）日常运行过程中，机组超过50%额定负荷后，2台汽泵并列运行，电泵停运后列备用。机组跳闸后，第一时间启动电动给水泵，迅速加大勺管开度，电动给水泵出口压力接近给水母管压力时视情况并泵运行。如果2台汽泵同时运行、用汽量较大，且辅汽汽源由再热冷段供给时，需要手动跳闸1台汽泵，优先保证另1台汽泵出力为锅炉上水。一方面保障设备安全，另一方面减少运行操作。
b）机组在50%额定负荷以上发生跳闸时，再热冷段压力短时间可以维持在1MPa左右，辅汽汽源可以满足1台汽泵用汽，保证1台汽泵的出力。为保证汽泵用汽，必须关小甚至切断辅汽供除氧器、辅汽供暖风器、辅汽供采暖等其他用户。 c）汽动给水泵在正常运行工况下，再热冷段供小汽机进汽电动门在开启状态，为了防止事故状态下高压调门开度过大，再热冷段压力波动引起汽泵超速，建议将再热冷段供小汽机进汽电动门关闭，只用辅汽汽源向小汽机供汽。
d）随着再热冷段压力降低，辅汽汽源必然受到影响，为保障辅汽压力，适当开启高旁，维持再热冷段压力，持续不断向辅汽供汽，再热冷段压力维持在0.8 MPa左右，辅汽压力维持在0.6 MPa左右。
e）机组跳闸时，为保证顺利给锅炉上水，首先使用给水操作平台的主阀给锅炉上水，在汽包水位稳定以后，再进行大、小阀切换。
f）在使用1台汽泵给锅炉上水仍然不能满足要求的情况下，可以将电动给水泵并列运行，并泵时必须注意最小流量阀的动作情况，在保证最小流量的情况下，方可逐步关小再循环阀。在汽包水位稳定后，解列运行的汽动给水泵至不出力状态，使用电动给水泵给锅炉上水。
汽动给水泵在试运过程中出现了不少问题，针对现场的具体情况优化了汽动给水泵的运行方式，并制定了相应的技术措施，通过对汽动给水泵的运行调整及非正常工况下的实践检验，取得了良好效果，尤其对于流化床锅炉在突发事故情况下的应急处理措施，具有一定的借鉴意义。
【相关文献】
［1］张华.汽动给水泵汽轮机启动方式浅谈［J］.西北电建，2007（2）：69-72.
