引言
汽動給水泵是火力發(fā)電廠的重要輔助設(shè)備,給水泵的振動問題是影響給水泵可靠性的一個主要因素。某廠汽動給水泵4A在機組高負荷運行時,軸承振動突然上升,在降低機組負荷后又恢復(fù)正常。在對此種工況進行對比分析后發(fā)現(xiàn):汽動給水泵的高壓汽源控制有問題。經(jīng)過高壓汽源控制邏輯優(yōu)化,解決了高負荷下汽動給水泵軸承振動突升的問題,保證了機組的安全穩(wěn)定運行。
1機組概況
某電廠2×1000Mw超超臨界機組給水系統(tǒng)配備兩臺50%容量汽動給水泵,未設(shè)置電動給水泵。給水泵汽輪機為上海汽輪機廠設(shè)計制造的ND(Z)89/84/06型單缸、沖動式、單流、純凝汽式汽輪機。給水泵汽輪機有低壓、高壓兩套獨立完整的配汽機構(gòu),兩套配汽機構(gòu)均有主汽門和調(diào)門。低壓汽源來自主機的第五段抽汽,蒸汽參數(shù)為1.04MPa/444℃,低壓主汽門前連接輔汽管道作為啟動汽源。高壓汽源來自高壓缸排汽,蒸汽參數(shù)為3.55MPa/433℃。
2汽動給水泵振動大現(xiàn)象及原因分析
機組負荷上升至900Mw后,給水泵4A汽輪機前/后軸承(x/Y相)振動快速上升至72/68μm、52/38μm,現(xiàn)場測振與DCs上數(shù)據(jù)基本一致,振動數(shù)值的確上升。降低機組負荷后,汽動給水泵4A軸承振動下降。熱控人員對汽動給水泵4A各軸承振動探頭進行檢查,確認振動檢查各元件和信號回路正常。
在機組運行過程中,汽動給水泵4A多次出現(xiàn)軸承振動突升的情況,對這些工況進行分析后發(fā)現(xiàn):
(1)汽動給水泵4A液壓控制油壓力、溫度穩(wěn)定無波動,潤滑油壓力和溫度穩(wěn)定無波動。
(2)給水泵4A汽輪機轉(zhuǎn)速在5000r/min時容易出現(xiàn)軸承振動突升這種情況。
(3)振動突升時給水泵4A汽輪機高壓進汽調(diào)門開度來回晃動頻繁,現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)高壓進汽調(diào)門存在突然開啟和突然關(guān)閉的現(xiàn)象。
(4)高壓進汽調(diào)門出現(xiàn)晃動時,給水泵4A出水量有100t/h左右的晃動,和高壓進汽調(diào)門的晃動基本同步。
對上述現(xiàn)象進行分析總結(jié),汽動給水泵4A高壓汽源進入調(diào)節(jié)且高壓調(diào)門開度晃動,進而影響到給水流量的波動是導致軸承振動的主要原因。
3處理措施
如何防止高壓進汽調(diào)門進入調(diào)節(jié)時開度晃動是解決汽動給水泵軸承振動突升問題的重點。根據(jù)高、低壓調(diào)門的控制邏輯,機組正常運行中,低壓進汽調(diào)門開至一定開度時,高壓進汽調(diào)門才開始開啟,高壓蒸汽參與做功。為解決這個問題,決定修改高壓進汽調(diào)門的控制邏輯。從安全性方面考慮,高壓調(diào)門進入調(diào)節(jié)時,調(diào)門開度就開始晃動,此時應(yīng)將高壓調(diào)門進入調(diào)節(jié)的工況點往后移:從經(jīng)濟性方面考慮,減少高壓汽源用汽量有利于提高機組運行的經(jīng)濟性。根據(jù)機組以往運行情況來看,帶滿負荷時,低壓進汽調(diào)門開度均在75%左右,還有很大裕度。
綜合考慮后最終決定:修改高壓進汽調(diào)門的控制邏輯,將高壓調(diào)門進入調(diào)節(jié)的工況點向后移。汽動給水泵的高壓/低壓進汽調(diào)門控制邏輯如圖1所示。
小機轉(zhuǎn)速PID經(jīng)計算后發(fā)閥門指令給高壓/低壓進汽調(diào)門,高壓進汽調(diào)門經(jīng)函數(shù)f(x)計算后給出高壓調(diào)門開度指令,低壓進汽調(diào)門經(jīng)函數(shù)f(x)計算后給出低壓調(diào)門開度指令。通過修改高壓進汽調(diào)門函數(shù)f(x)參數(shù)可以調(diào)整高壓進汽調(diào)門進入調(diào)節(jié)的工況點。修改前后高壓調(diào)門開度曲線如圖2所示。
對汽動給水泵4A高壓進汽調(diào)門控制邏輯進行修改后,機組滿負荷時,汽動給水泵4A低壓調(diào)門最大開度至83%,高壓調(diào)門未開啟,未出現(xiàn)軸承振動突升現(xiàn)象。
4結(jié)語
目前,很多新建大型機組給水系統(tǒng)未配置電動給水泵,只配置兩臺汽動給水泵,這對汽動給水泵的可靠性要求很高。汽動給水泵的振動原因很多,應(yīng)根據(jù)實際情況進行分析。該廠通過優(yōu)化高壓調(diào)門控制邏輯,推后了高壓調(diào)門進入調(diào)節(jié)的工況點,解決了軸承振動突升的問題,保證了機組的長期安全運行,可以為解決同類型給水泵汽輪機軸承振動問題提供參考。
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