某电厂切换给水泵过程中汽包水位低导致锅炉MFT动作事件分析

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:梁政
[导读] 摘要:某电厂(为小火电机组,锅炉给水由给水泵提供)在切换给水泵过程中,由于给水泵出口逆止门不能正常关闭,导致给水经出口逆止门和再循环调整门回流至除氧器,造成锅炉给水量严重不足,导致锅炉MFT动作,本文针对此事件作出分析,并提出预防方法。
        广东省粤泷发电有限责任公司  广东云浮  527300
        摘要:某电厂(为小火电机组,锅炉给水由给水泵提供)在切换给水泵过程中,由于给水泵出口逆止门不能正常关闭,导致给水经出口逆止门和再循环调整门回流至除氧器,造成锅炉给水量严重不足,导致锅炉MFT动作,本文针对此事件作出分析,并提出预防方法。
        关键词:切换给水泵;出口逆止门;最小流量联锁保护1;再循环调整门;给水流量
        引言
        电厂辅机中,出口逆止门是常见的设备,主要为了防止水泵停运时液体介质倒流,导致泵反转,保证液体介质流向正确。切换辅机又是电厂日常定期工作重要的一环,在此过程中,若出口逆止门不能正常关闭,则会造成异常的工况,因此,本文借该事件作出分析并提出预防方法。
        1 事件经过
        运行人员进行定期切换给水泵工作,操作任务为“#1机组#1给水泵切换至#2给水泵运行”,运行人员启动#2给水泵,检查运行正常后,选择退出#2给水泵(备用泵)最小流量联锁保护同时保留#1给水泵(运行泵)最小流量联锁保护投入的方式进行切泵操作,此时#1给水泵再循环调整门状态为全关,#2给水泵再循环调整门状态为全开。
        随后逐渐提高#2给水泵勺管开度并关闭#2给水泵再循环门,直至两台给水泵并列运行,则可以开始逐渐降低#1给水泵勺管开度,在一边提高#2给水泵勺管开度和一边减少#1给水泵勺管开度的过程中,#1给水泵流量低于132t/h(该电厂给水泵最小流量联锁保护值),由于当时保留了#1给水泵(运行泵)最小流量联锁保护,所以#1给水泵再循环调整门因最小流量联锁保护动作自动全开,此时锅炉给水流量骤降数十吨/每小时,汽包水位也开始下降。
        运行人员立即提升#2给水泵勺管开度,同时继续减小#1给水泵勺管开度,但锅炉给水流量仍持续下降,汽包水位随之下降,最后导致汽包水位保护低低值动作,锅炉MFT。
        事后经维修人员检查设备后确认,#1给水泵出口逆止门不能正常关闭,失去作用,因而给水出现倒流现象。
        2 原因分析
        该事件主要原因为两台给水泵并列运行后,运行人员降低#1给水泵出力时,其出口逆止门不能正常关闭,同时因为#1给水泵再循环调整门联锁保护动作自动全开,两者皆为#2给水泵的给水(即锅炉给水)经过#1给水泵的出口和再循环调整门返回到除氧器创造了有利条件,导致往汽包方向的给水流量骤降,无法维持汽包水位。如图2-1所示。
       
        图2-1  主给水流向
        事后维修人员对设备进行检修,发现#1给水泵出口逆止门内顶圈中间螺栓松动,导致逆止门阀芯定位板及阀芯部件总体发生偏转,使得阀芯与阀座密封面在应该关闭到位的情况下无法关闭严密。如图2-2和图2-3所示。
         
        图2-2  #1给水泵逆止门内顶     图2-3 解体#1给水泵出口逆止门时圈中间螺栓正常位置           内顶圈中间螺栓偏离的位置
        3 关于给水泵再循环门流量联锁保护开关的投退选择的建议
        上述提到投入最小流量联锁保护时,当给水泵流量低于整定值时,其再循环调整门则会自动全开,碰上出口逆止门失灵的情况,便会发生该电厂的异常工况,鉴于该事故教训,作出以下建议:
        切换给水泵时,两台泵的流量保护都退出,保持两给水泵再循环调整门开度 35%(原运行泵切换前先开至 35%,备用泵启动后,待出口流量大于 132t/h 后,根据流量上升逐渐关闭再循环调整门至 35%),切换完成后,再调整两台给水泵再循环调整门至正常运行方式。
        该做法的好处在于原运行泵减少出力过程中,当流量少于最小流量联锁保护值时,不至于将再循环调整门置于全开状态,即使出现出口逆止门关闭不严,造成上述返水至除氧器的情况,也不至于导致给水流量的骤降,为后续处理争取时间。
        但由于退出了原运行泵的流量保护,运行人员要特别注意各流量参数,在确认没有返水现象时,即锅炉给水的任务已全部由原备用泵承担后,要及时手动将原运行泵的再循环调整门打开,防止给水泵流量过低时不能及时带走叶轮的热量,使给水发生汽化,造成给水泵汽蚀,损坏设备,得不偿失。
        4 给水泵出口逆止门关不严的现象及事故处理
        4.1现象
        (1)原运行泵前置泵出口压力异常快速升高,备用泵前置泵出口压力有所下降。出口逆止门关不严时,给水会从原运行泵出口管进入泵体,因此前置泵出口(即给水泵进口),压力会异常升高。
        (2)两台给水泵出口压力和给水母管压力接近相等且同步下降时(降低原运行泵出力后,出口压力与给水母管压力一样时)。当发生返水至除氧器时,由于除氧器压力比汽包低得多,给水流向除氧器相当于泄压,给水泵出口和给水母管压力自然会下降。
        (3)原运行给水泵前置泵出口压力大幅升高或升至最高值(顶表),主给水流量及原运行给水泵流量(大幅下降)与备用泵流量(大幅上升)异常不匹配时,除氧器水位大幅升高。
        (4)原给水泵出口逆止门卡涩关不严情况下,再提升给水泵勺管,给水泵工作冷油器进口温度及推力轴承温度急速上升。因给水从原运行泵出口管进入泵体,使得给水泵运行阻力变大,此时若提升该给水泵勺管,工作冷油器进口温度及推力轴承温度会急速上升,甚至烧坏轴瓦及易熔塞。
        (5)停泵后,给水泵转速快速上升,给水泵声音大,泵倒转。
        4.2事故处理
        (1)切换过程中,运行操作人员发现给水泵出口逆止门关不严的现象,应立即降低备用泵的勺管,提高原运行给水泵勺管,恢复原运行给水泵工作,调整汽包水位正常,切回原运行给水泵运行。但要留意给水泵工作油压力及温度。
        (2)若经上述第(1)操作无效,或原运行给水泵耦合器工作油出口温度超过 130℃,同时原运行给水泵前置泵出口压力大幅升高或升至最高值(顶表),主给水流量及原运行给水泵(大幅下降)与备用泵流量(大幅上升)异常严重不匹配,除氧器水位大幅升高时,证明原运行给水泵出口逆止门严重关不严,已经大量返水,应立即关闭原运行给水泵出口电动
        门、再循环调整门;提升备用泵勺管开度,调整汽包水位正常,若调整无效,造成汽包水位低导致锅炉 MFT 动作,按紧急停炉处理。
        (3)全面对给水泵检查,包括给水泵工作冷油器进口温度及推力轴承温度,发现异常及时联系维修人员处理。
        (4)停泵后,泵倒转,关闭给水泵出口电动门,并手动摇紧,无效时关闭前置泵进口门。
        参考文献:
        [1]电力行业职业技能鉴定指导中心.集控值班员(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2009.
        注释:
        ①最小流量联锁保护:给水泵流量低132t/h,再循环门自动打开并闭锁关闭;给水流量高280t/h,再循环门自动关闭,并闭锁开启。
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