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摘要:给水泵作为发电厂重要的厂用设备,他的保護选取和运行方式的选择,日常运行中的启停都直接关系到整个机组的安全稳定运行,相互之间的连锁备用及电源引接需要我们分情况认真分析。
关键词:给水泵;联锁备用;保护
中图分类号:TB752文献标识码: A
一、电动给水泵应用现状
目前我国的中小电厂多采用电动给水泵,少数采用汽动给水泵(即利用锅炉工业抽汽驱动小汽轮机拖动给水泵,排汽进人除氧器作加热用,可提高经济效益),电动给水泵大多采用转速一定的交流电动机驱动。电动给水泵具有操作简单,负荷适应范围广,占地小等优点。汽动给水泵,需要有蒸汽管路,阀门等部件,运行操作复杂,占地大,没有节流损失。中小电厂,只有无电网或首期工程时,才利用启动锅炉和汽动给水泵来进行锅炉上水。电动给水泵耗用厂用电,汽动给水泵消耗新汽或抽汽。热电厂,当冬季采暖期热负荷最大时,锅炉蒸发量有富余时,可把给水泵切换到汽动给水泵,可节省厂用电。同样如今火电厂大型机组一般要考虑汽泵可以大幅度降低机组厂用电率(用汽泵的机组厂用电一般的4-6%,无汽泵的机组厂用电率一般为7-10%,),大型火电机组里厂用电率是很重的一个经济指标),大部分电厂配置的是1台电泵(机组启动时用),2台汽泵,电泵是在机组启动过程中或者事故处理过程中用的,但现在很多电厂为了节约厂用电,在机组启动时直接利用辅汽带汽泵启机,以降低厂用电。具体如何选择,电厂需根据自身实际情况,综合考虑经济、维护、成本等因素。
二、电动给水泵是超大容量的负荷,启动运行有严格的规定
电动给水泵运行30分钟以上停用,4小时内为热态;电动给水泵冷态第一次启动,电流返回时间应小于15秒,否则应查明原因,必须间隔30分钟后方可进行第二次启动;电动给水泵热态只允许启动一次,若启动因故障停用,重新启动必须与上次启动间隔30分钟方可进行,启动前油温应大于25℃;大修后第一次启动,试运行时间不应小于48小时;启动前稍开润滑油冷油器油侧放空气门,排尽空气后关闭;给水泵功率高,启动电流大,每次启动都会导致6kV电压的瞬时大幅度下降,某些保护不健全的设备就可能出现保护误动作跳闸现象,给机组的安全运行带来隐患。由于给水泵的重要性,无论开机启动还是运行中正常倒泵运行,除了必须严格遵守上述规定进行外,每次都要做好联系,做好事故预想,保证机组的安全稳定运行。
三、电动给水泵运行事故分析
1、过程描述
2011年6月5日,#1机组因外网故障跳机,停炉,在恢复过程中启动电泵点火过程中给水系统高旁门出现故障,全部开启,无法进行远程操作。汽包水位上升,压力下降,运行人员采取开启水冷壁前墙下集箱放水门已维持汽包水位。高旁门故障随即被专业人员进行修复,运行人员逐渐关闭高旁门已维持压力,并关闭水冷壁前墙下集箱放水门已维持汽包水位。运行人员发现汽包水位仍然无法维持并持续下降,随即将电泵勺管从10%瞬间提至75%,造成了给水旁路调节门和主给水电动门无法正常开启,主给水压力从3,3Mpa瞬间增至30MP,给水泵转速从1260rpm瞬间增至5850rpm,1分钟后由于电泵驱动端轴瓦温度高报警而跳泵。电泵跳泵后,检修人员发现机械密封漏水,解体后发现电泵负推力盘磨损、负向推力瓦烧毁,机械密封损坏。
2、事故原因
根据运行记录分析,电动给水泵勺管开速过快,从10%瞬间提至75%,导致电动给水泵加速过快(8s内转速从1260rpm升到5850rpm,泵出口压力从3,3Mpa瞬间增至30MP。泵组轴向推力自动平衡装置没有达到平衡状态,轴向负推力突然增大,给水泵非工作面推力轴承所承受的推力过大,无法把负推力安全平衡是造成设备损坏的主要原因,运行人员对此操作负主要责任。
此外运行人员操作过程中高旁门、主给水旁路调节门等故障的出现对运行人员造成了应对不足,在电泵运行中作出了错误的操作,是导致事故发生的间接诱因。
#1电泵跳泵是驱动端轴瓦温度高报警引起的,经最终调查分析由于热工将推力瓦和驱动端轴瓦的引出信号接反,高温报警实际显示的推力瓦磨损报出的温度,此次信号接反不是造成设备损坏的原因,不予追究。
四、给水泵的联锁备用
300MW机组配备三台给水泵,两台运行,一台备用。有汽动给水泵的机组,在正常运行情况下电泵作为备用,能节约大量厂用电,对整个机组的经济运行有重要意义。但同时,它的构造原理类似一个小型的汽轮发电机,辅助配套设备比较多,运行维护复杂,对设备的质量和运行人员的技术水平提出更高的要求。在这种情况下,很多机组为了保证给水泵的稳定性,仍然全部采用电泵,两台运行一台备用,保证了给水的稳定性。由于机组6kV厂用电分两段,三台给水泵(命名为A、B、C)的负荷分布就要重新考虑了。A泵在A段,B泵在B段,C泵的电源引接就成为一个问题。在正常情况下,A、B泵运行,C泵备用,为了保证C泵的备用可靠性,C泵实行两电源一电机的模式,6kV两段厂用电均有电源供给C泵(C1、C2)。
普通的给水泵在正常备用的情况下,只要投入联锁,即可保证在备用良好的情况下能紧急投入,但是两电源一电机的给水泵在运行与备用环节需要考虑的问题就比较多了。由于三台给水泵在正常运行方式下有各种情况出现多种运行方式组合,下面对各个组合情况的运行与备用联锁进行分析。
1、A、B泵运行,C泵备用
由于C泵有两路电源,因此有两个联锁备用回路,正常情况下可以投C1联锁,也可以投C2联锁,根据实时的厂用电负荷选择投入哪一段,保证厂用电负荷均衡。
C1和C2两路电源全部投入备用联锁。但是必须有一个主备用一个副备用,副备用在主备用启动后带定时限延时,确保主备用成功合闸后返回,否则启动副备用,断开主备用合闸回路。鉴于合理分配厂用电负荷的情况,A泵跳闸,优先选择C1启动,C1为主,B泵跳闸优先选择C2启动,C2为主。这种联锁保护配置在实际应用中存在接线复杂和易故障等情况,运行中很少采用。
C1和C2任意一路电源开关解备,只有一路投入备用联锁,这种情况下,无论A泵或者B泵跳闸,均可以直接联锁启动C泵。
2、A泵运行,C1泵运行(A与C2组合、B与C1或者C2组合一样)
B泵良好投联锁备用,A泵跳闸,B泵联锁启动,C1跳闸,B泵也可以联锁启动。
B泵因故障检修,不能投入备用联锁。这种情况下的C2电源虽然可以投入备用联锁,由于C泵两电源一个电机,失去备用联锁作用;如果C1保护动作跳闸,保护闭锁C2电源的合闸,C给水泵不能正常的投入运行;由于两路电源有公共的负荷电机,C1电源投入运行,C2电源在正常的情况下综合保护装置也会发出“差流越限”的报警信号,如果C1所在6kV厂用电消失或者因为开关机构原因造成C1给水泵跳闸,启动C2的合闸回路被闭锁,C给水泵也不能投入运行,只有复归信号,才能启动C2开关的合闸回路,这就要求在DCS画面上给C给水泵的C1和C2开关的综合保护装置设置一个远方的复归按钮,保证在这种运行方式下联锁开关的顺利投入。在这种非正常的运行方式下,机组的安全稳定运行存在较大的隐患,任何操作不当或者操作延迟都可能导致RB保护动作,机组大量甩负荷,给生产造成重大损失,运行中一定要针对这种情况做好事故预想,尽力确保机组的安全稳定运行。
五、电动给水泵的保护
给水泵电机配备的电气保护主要有:长启动、过负荷、低电压、负序过流、零序、电流速断、差动保护、差动速断等,和普通的厂用电机相比,给水泵多出差动保护和差动速断。因为给水泵电机容量大,启动电流很大,普通的电流速断保护要躲开启动电流,保护的灵敏性不能满足保护的要求,所以必须装设差动保护。任何保护都有误动的可能,给水泵的差动保护在启泵和厂用电进行串联切换的时候,由于CT的饱和原因,可能出现差动保护误动,通过二次谐波闭锁和CT饱和闭锁延时,躲过瞬间的CT饱和时间,确保差动保护不会误动作。正是由于差动保护的CT饱和闭锁延时,当给水泵内部真的故障时,保护不能第一时间动作,这时,通过只判断差电流大小的差动速断瞬时动作于出口继电器。从根本上讲,两个保护原理相同,只是动作条件不同而已,在实际运行中起着互补的作用。
非电量保护主要有:前置泵及电机和液力耦合器的轴承轴瓦温度保护、电机绕组温度保护、机械密封水温度保护、工作油和润滑油进出油温度保护、润滑油压力保护、滤网压差保护、除氧器水位保护、最小流量联锁保护、前置泵入口门联锁保护等。给水泵由于自身的特殊工作要求,机务方面很多参数条件直接影响给水泵的正常运行,以上任何一个非电量保护的参数不符合要求都可能导致给水泵的跳闸,无论是自动或手动操作,都要密切监视这些参数的变化,保证给水泵的正常运行。
结束语
综上所述,保证机组设备安全稳定的运行是我们的终极目标,只有在实践中不断地学习,在实际运行里切实做好每一次操作,完成每一次调节,我们的知识水平才能真正的领悟提高。
参考文献
[1]高小平.热电厂汽动给水泵节能分析.
[2]李莉.略论热点冷联产的优越性和厂网分离的必要性[J].价值工程,2013,(2):110-111.
关键词:给水泵;联锁备用;保护
中图分类号:TB752文献标识码: A
一、电动给水泵应用现状
目前我国的中小电厂多采用电动给水泵,少数采用汽动给水泵(即利用锅炉工业抽汽驱动小汽轮机拖动给水泵,排汽进人除氧器作加热用,可提高经济效益),电动给水泵大多采用转速一定的交流电动机驱动。电动给水泵具有操作简单,负荷适应范围广,占地小等优点。汽动给水泵,需要有蒸汽管路,阀门等部件,运行操作复杂,占地大,没有节流损失。中小电厂,只有无电网或首期工程时,才利用启动锅炉和汽动给水泵来进行锅炉上水。电动给水泵耗用厂用电,汽动给水泵消耗新汽或抽汽。热电厂,当冬季采暖期热负荷最大时,锅炉蒸发量有富余时,可把给水泵切换到汽动给水泵,可节省厂用电。同样如今火电厂大型机组一般要考虑汽泵可以大幅度降低机组厂用电率(用汽泵的机组厂用电一般的4-6%,无汽泵的机组厂用电率一般为7-10%,),大型火电机组里厂用电率是很重的一个经济指标),大部分电厂配置的是1台电泵(机组启动时用),2台汽泵,电泵是在机组启动过程中或者事故处理过程中用的,但现在很多电厂为了节约厂用电,在机组启动时直接利用辅汽带汽泵启机,以降低厂用电。具体如何选择,电厂需根据自身实际情况,综合考虑经济、维护、成本等因素。
二、电动给水泵是超大容量的负荷,启动运行有严格的规定
电动给水泵运行30分钟以上停用,4小时内为热态;电动给水泵冷态第一次启动,电流返回时间应小于15秒,否则应查明原因,必须间隔30分钟后方可进行第二次启动;电动给水泵热态只允许启动一次,若启动因故障停用,重新启动必须与上次启动间隔30分钟方可进行,启动前油温应大于25℃;大修后第一次启动,试运行时间不应小于48小时;启动前稍开润滑油冷油器油侧放空气门,排尽空气后关闭;给水泵功率高,启动电流大,每次启动都会导致6kV电压的瞬时大幅度下降,某些保护不健全的设备就可能出现保护误动作跳闸现象,给机组的安全运行带来隐患。由于给水泵的重要性,无论开机启动还是运行中正常倒泵运行,除了必须严格遵守上述规定进行外,每次都要做好联系,做好事故预想,保证机组的安全稳定运行。
三、电动给水泵运行事故分析
1、过程描述
2011年6月5日,#1机组因外网故障跳机,停炉,在恢复过程中启动电泵点火过程中给水系统高旁门出现故障,全部开启,无法进行远程操作。汽包水位上升,压力下降,运行人员采取开启水冷壁前墙下集箱放水门已维持汽包水位。高旁门故障随即被专业人员进行修复,运行人员逐渐关闭高旁门已维持压力,并关闭水冷壁前墙下集箱放水门已维持汽包水位。运行人员发现汽包水位仍然无法维持并持续下降,随即将电泵勺管从10%瞬间提至75%,造成了给水旁路调节门和主给水电动门无法正常开启,主给水压力从3,3Mpa瞬间增至30MP,给水泵转速从1260rpm瞬间增至5850rpm,1分钟后由于电泵驱动端轴瓦温度高报警而跳泵。电泵跳泵后,检修人员发现机械密封漏水,解体后发现电泵负推力盘磨损、负向推力瓦烧毁,机械密封损坏。
2、事故原因
根据运行记录分析,电动给水泵勺管开速过快,从10%瞬间提至75%,导致电动给水泵加速过快(8s内转速从1260rpm升到5850rpm,泵出口压力从3,3Mpa瞬间增至30MP。泵组轴向推力自动平衡装置没有达到平衡状态,轴向负推力突然增大,给水泵非工作面推力轴承所承受的推力过大,无法把负推力安全平衡是造成设备损坏的主要原因,运行人员对此操作负主要责任。
此外运行人员操作过程中高旁门、主给水旁路调节门等故障的出现对运行人员造成了应对不足,在电泵运行中作出了错误的操作,是导致事故发生的间接诱因。
#1电泵跳泵是驱动端轴瓦温度高报警引起的,经最终调查分析由于热工将推力瓦和驱动端轴瓦的引出信号接反,高温报警实际显示的推力瓦磨损报出的温度,此次信号接反不是造成设备损坏的原因,不予追究。
四、给水泵的联锁备用
300MW机组配备三台给水泵,两台运行,一台备用。有汽动给水泵的机组,在正常运行情况下电泵作为备用,能节约大量厂用电,对整个机组的经济运行有重要意义。但同时,它的构造原理类似一个小型的汽轮发电机,辅助配套设备比较多,运行维护复杂,对设备的质量和运行人员的技术水平提出更高的要求。在这种情况下,很多机组为了保证给水泵的稳定性,仍然全部采用电泵,两台运行一台备用,保证了给水的稳定性。由于机组6kV厂用电分两段,三台给水泵(命名为A、B、C)的负荷分布就要重新考虑了。A泵在A段,B泵在B段,C泵的电源引接就成为一个问题。在正常情况下,A、B泵运行,C泵备用,为了保证C泵的备用可靠性,C泵实行两电源一电机的模式,6kV两段厂用电均有电源供给C泵(C1、C2)。
普通的给水泵在正常备用的情况下,只要投入联锁,即可保证在备用良好的情况下能紧急投入,但是两电源一电机的给水泵在运行与备用环节需要考虑的问题就比较多了。由于三台给水泵在正常运行方式下有各种情况出现多种运行方式组合,下面对各个组合情况的运行与备用联锁进行分析。
1、A、B泵运行,C泵备用
由于C泵有两路电源,因此有两个联锁备用回路,正常情况下可以投C1联锁,也可以投C2联锁,根据实时的厂用电负荷选择投入哪一段,保证厂用电负荷均衡。
C1和C2两路电源全部投入备用联锁。但是必须有一个主备用一个副备用,副备用在主备用启动后带定时限延时,确保主备用成功合闸后返回,否则启动副备用,断开主备用合闸回路。鉴于合理分配厂用电负荷的情况,A泵跳闸,优先选择C1启动,C1为主,B泵跳闸优先选择C2启动,C2为主。这种联锁保护配置在实际应用中存在接线复杂和易故障等情况,运行中很少采用。
C1和C2任意一路电源开关解备,只有一路投入备用联锁,这种情况下,无论A泵或者B泵跳闸,均可以直接联锁启动C泵。
2、A泵运行,C1泵运行(A与C2组合、B与C1或者C2组合一样)
B泵良好投联锁备用,A泵跳闸,B泵联锁启动,C1跳闸,B泵也可以联锁启动。
B泵因故障检修,不能投入备用联锁。这种情况下的C2电源虽然可以投入备用联锁,由于C泵两电源一个电机,失去备用联锁作用;如果C1保护动作跳闸,保护闭锁C2电源的合闸,C给水泵不能正常的投入运行;由于两路电源有公共的负荷电机,C1电源投入运行,C2电源在正常的情况下综合保护装置也会发出“差流越限”的报警信号,如果C1所在6kV厂用电消失或者因为开关机构原因造成C1给水泵跳闸,启动C2的合闸回路被闭锁,C给水泵也不能投入运行,只有复归信号,才能启动C2开关的合闸回路,这就要求在DCS画面上给C给水泵的C1和C2开关的综合保护装置设置一个远方的复归按钮,保证在这种运行方式下联锁开关的顺利投入。在这种非正常的运行方式下,机组的安全稳定运行存在较大的隐患,任何操作不当或者操作延迟都可能导致RB保护动作,机组大量甩负荷,给生产造成重大损失,运行中一定要针对这种情况做好事故预想,尽力确保机组的安全稳定运行。
五、电动给水泵的保护
给水泵电机配备的电气保护主要有:长启动、过负荷、低电压、负序过流、零序、电流速断、差动保护、差动速断等,和普通的厂用电机相比,给水泵多出差动保护和差动速断。因为给水泵电机容量大,启动电流很大,普通的电流速断保护要躲开启动电流,保护的灵敏性不能满足保护的要求,所以必须装设差动保护。任何保护都有误动的可能,给水泵的差动保护在启泵和厂用电进行串联切换的时候,由于CT的饱和原因,可能出现差动保护误动,通过二次谐波闭锁和CT饱和闭锁延时,躲过瞬间的CT饱和时间,确保差动保护不会误动作。正是由于差动保护的CT饱和闭锁延时,当给水泵内部真的故障时,保护不能第一时间动作,这时,通过只判断差电流大小的差动速断瞬时动作于出口继电器。从根本上讲,两个保护原理相同,只是动作条件不同而已,在实际运行中起着互补的作用。
非电量保护主要有:前置泵及电机和液力耦合器的轴承轴瓦温度保护、电机绕组温度保护、机械密封水温度保护、工作油和润滑油进出油温度保护、润滑油压力保护、滤网压差保护、除氧器水位保护、最小流量联锁保护、前置泵入口门联锁保护等。给水泵由于自身的特殊工作要求,机务方面很多参数条件直接影响给水泵的正常运行,以上任何一个非电量保护的参数不符合要求都可能导致给水泵的跳闸,无论是自动或手动操作,都要密切监视这些参数的变化,保证给水泵的正常运行。
结束语
综上所述,保证机组设备安全稳定的运行是我们的终极目标,只有在实践中不断地学习,在实际运行里切实做好每一次操作,完成每一次调节,我们的知识水平才能真正的领悟提高。
参考文献
[1]高小平.热电厂汽动给水泵节能分析.
[2]李莉.略论热点冷联产的优越性和厂网分离的必要性[J].价值工程,2013,(2):110-111.