給水泵汽輪機rb試驗中推力瓦燒損的分析與改進

0汽動給水泵站該2.330mm擴建后的垂直加熱裝置為亞臨界、中壓二次加熱、三缸雙發動機、單軸雙泵氣泡。給水系統設置2×50%容量的汽動給水泵和1×30%容量的電動給水泵。驅動給水泵的小汽輪機由北京電力設備總廠生產,型號為TGQ06/7-1,為單缸、單軸、沖動式、純凝汽、下排汽,是變參數、變轉速、變功率且汽源采用再熱冷段/四段內切換的汽輪機。給水泵是由上海電力修造總廠制造的水平、多級、筒體式殼體并具有整抽式芯包的離心泵,汽動給水泵型號為FK6D32(DG600-240M)。汽動給水泵是大型汽輪機設備及系統重要的組成部分,其作用和地位十分重要。2號機組在試運中發生給水泵汽輪機推力瓦及推力盤嚴重燒損事故。這次事故不但造成了給水泵汽輪機轉子需返廠修理,經濟損失很大,而且也嚴重影響機組投產工期。1供汽系統及冷段蒸汽汽動給水泵組布置在標高12.6m的運轉層,兩給水泵汽輪機對稱布置。給水泵汽輪機汽源有3路:調試用汽來自輔助蒸汽系統,工作汽源來自四段抽汽,再熱冷段作為備用汽源。給水泵汽輪機的啟動或主機低負荷過程中,若四段抽汽不能滿足供汽要求的情況下使用輔助蒸汽系統或冷段再熱蒸汽作為汽源。四段抽汽與再熱冷段蒸汽采用內切換的方式對給水泵汽輪機供汽,額定進汽參數為:1.165MPa/393.7℃。系統結構圖見圖1。給水泵汽輪機推力軸承和前徑向軸承共同置于一個軸承體內,組成聯合軸承。推力盤與轉子為一體加工而成,汽輪機轉子和汽缸間的相對死點就在推力盤處,工作面和非工作面推力軸承上的鎢金處都設有超溫報警的鉑熱電阻。安裝在汽輪機前軸承箱內的軸向位移測量保護裝置,在汽輪機轉子軸向位移達到0.7mm時報警,達到0.9mm時跳閘停機。2事故的經過和結果2.1a和b給水泵發電機組2011年4月12日,在一次風機RB試驗過程中,B給水泵汽輪機軸向位移突然顯示為壞點之后,A給水泵汽輪機跳閘,首出顯示為軸向位移大跳機,之后B給水泵汽輪機轉速波動較大,振動異常,最后B給水泵汽輪機因軸振大跳閘。詳細過程如下:3:23:20,A一次風機RB動作,負荷由300MW開始滑壓下降。3:24:50,機組功率234MW,主汽壓力14.43MPa,參數穩定,RB進入穩定工況。3:25:18,B給水泵汽輪機軸向位移增大,推力瓦溫開始升高,轉速指令未變化,實際轉速開始異常下降,進汽調門開度同時增加,軸向位移開始增長。3:25:26,B給水泵汽輪機軸向位移增大至0.53mm(保護動作值0.9mm)后突然顯示為壞點。B給水泵汽輪機推力瓦溫快速從52.77℃爬升至202℃,1s內由86℃升至94℃(保護動作值90℃),溫度保護拒動(DCS溫度升速率>3℃/s,判斷該溫度點為壞點)。3:25:27,由于B給水泵汽輪機轉速下降導致B給水泵給水流量降低,主給水流量由909t/h突然降至440t/h,給水自動將A給水泵汽輪機轉速指令增加,同時A給水泵汽輪機進汽調門開度增加,軸向位移開始增長。3:25:52,A給水泵汽輪機軸向位移為0.99mm(保護動作值0.9mm),A給水泵汽輪機保護動作跳閘。3:27:07,B給水泵汽輪機軸振升高至127μm(保護動作值125mm),B給水泵汽輪機保護動作跳閘。2.2下缸洼窩部位經對B給水泵汽輪機揭瓦檢查,發現推力瓦工作面嚴重燒損,平衡盤也有嚴重的損壞;揭缸檢查發現下缸洼窩處有大約400ml的積水,葉片有銹蝕痕跡。除此之外,未發現給水泵汽輪機其它異常。初步判斷結果為B給水泵汽輪機進汽夾帶水引起的軸向位移大造成推力瓦燒損。3a、b給水泵發電機組逆止門時軸向水擊事故發生后,調試、設計、電廠運行部、工程部、監理、安裝等單位的各位專家就故障前后時段各參數分析及設備檢查后認為原因如下:RB試驗前,A、B給水泵汽輪機進汽汽源由四段抽汽供汽,除氧器由四段抽汽供汽加熱除氧(系統示意圖如圖1所示)。A一次風機RB動作,負荷由300MW開始迅速下降,四段抽汽壓力也開始迅速下降,除氧器壓力由于受水溫、容積影響而下降比較緩慢。由于四段抽汽至除氧器逆止門的軸銷斷裂,逆止門閥芯脫落(逆止門解體檢查見圖2),失去逆止效果,當除氧器壓力大于四段抽汽壓力時,除氧器里的飽和蒸汽倒流,造成四段抽汽逆止門后壓力大于門前壓力,引起四段抽汽逆止門突然關閉(見圖3),四段抽汽停止對給水泵汽輪機供汽;同時,輔汽聯箱壓力小于除氧器壓力,給水泵汽輪機進汽汽源無法正常切換至輔汽供給(運行參數見圖2);給水泵汽輪機進汽汽源由除氧器倒流過來的低溫飽和蒸汽供汽。低溫飽和蒸汽中所夾帶的水分導致A、B給水泵汽輪機發生水擊現象,A、B給水泵汽輪機軸向位移開始快速增大,B給水泵汽輪機軸向位移增大至0.53mm后突然顯示為壞點,使軸向位移喪失保護功能;同時B給水泵汽輪機推力瓦溫快速爬升,1s內由86℃升至94℃,DCS溫度升速率>3℃/s,判斷為壞質量點使得瓦溫保護功能喪失。由于軸向位移和推力瓦溫兩項保護功能的喪失,導致B給水泵汽輪機不能及時跳閘,造成了設備的進一步損壞。4事故處理和預防措施4.1油質計標準(1)這次事故導致了給水泵汽輪機推力瓦和推力盤的嚴重磨損,軸瓦可以現場更換,但推力盤在現場已失去修復的可能,必須返回廠家進行修補處理。(2)對整個潤滑油系統進行徹底檢查和處理。放出油箱內的潤滑油,對油箱內的沉積雜質進行清理,然后重新對潤滑油系統進行油循環,直至油質化驗合格。(3)重新調整推力間隙在規定范圍之內。(4)更換閥芯脫落的逆止閥,并在四段抽汽至除氧器逆止閥前再加裝一個逆止閥,這樣形成雙逆止閥保護,防止除氧器飽和蒸汽倒流。4.2給水泵發電機組商為保證機組在異常工況下不再發生類似故障,建議采取以下措施保障設備安全運行:(1)在主機負荷快速下降過程中,應密切監視給水泵汽輪機的各項運行參數,特別是給水泵汽輪機進汽溫度、軸向位移、推力瓦溫、軸承振動等參數。當發現參數達到跳機保護動作值而保護未動作時應手動立即停止給水泵汽輪機運行。(2)在主機負荷快速下降過程中,應立即開啟四抽至給水泵汽輪機管道疏水門、給水泵汽輪機低壓進汽主汽門前后疏水門、給水泵汽輪機高壓進汽主汽門前后疏水門、給水泵汽輪機本體疏水門等。(3)建議把提高DCS自動判斷為壞點的給水泵汽輪機瓦溫溫升率定值。5b來水泵發電機組盤燒損給水泵汽輪機推力瓦在RB試驗過程中出現推力瓦燒損,通過原因分析,及時找出問題所