S209E联合循环余热锅炉给水系统故障的分析和处理0平面轴承

S209E联合循环余热锅炉给水系统故障的分析和处理

S209E联合循环余热锅炉给水系统故障的分析和处理 2011年12月09日 来源： 　　温州龙湾燃机发电厂STAG209E燃气－蒸汽联合循环装有两套美国GE制造的PG9171E燃气轮发电机组，并配有两套比利时CMI制造的余热锅炉和一套GE制造的汽轮发电机组，电站总装机容量为330 MW。　　余热锅炉为立式、强制循环、双压、无补燃锅炉；额定蒸发量为175 t／h，两台锅炉给水除氧系统为公用母管制，公用一台除氧器，3台100％锅炉最大蒸发量的电动给水泵。自投运以来，多次出现给水系统故障现象。本文通过分析事故原因，并介绍改造方案，供同行参考。 1设备和故障概况1．1给水泵基本参数 型号：MN508A 叶轮级数：8级 额定流量：237．9 m3／h 扬程：847 m 转速：2 970 r／min 吸收功率：645 k W 再循环阀：压力式（与逆止阀整体结构） 　　制造厂：比利时ENSIVAL1．2故障概况　　自余热锅炉投产以来，就多次出现给水泵壳体级间漏水，给水泵暖泵管路法兰垫损坏，给水泵平衡盘后压力偏高，平衡盘磨损、咬死等不正常现象；此外还发生给水旁路电动阀阀芯断裂，给水调节阀内漏，一台炉运行时备用炉汽包水位上升等事故。因此，给水系统的可靠性成为联合循环机组安全运行的严重隐患。2故障原因分析2．1给水泵流量裕度过大　　按照《火力发电厂设计技术规程》（SDJ1－84）要求，汽包炉配套的给水泵容量应为锅炉最大连续蒸发量的110％。但由于余热锅炉设计带100％容量的主蒸汽旁路系统，故联合循环水泵流量与余热锅炉额定蒸发量相比有25％的裕度，流量裕度的增大导致给水系统压力裕度同时增大，虽然给水泵的流量－压力特性曲线相对比较平缓，但是由于调峰的联合循环电厂的负荷率低，机组长时间在低负荷运行，给水系统压力偏高。2．2给水泵控制方式不合理　　锅炉制造厂提供的给水控制系统逻辑设置为一台余热锅炉烟气挡板开启受热前必须投运一台给水泵，如果第2台余热锅炉投运，则必须事先投运两台给水泵。因此，当两台炉在启动过程中甚至余热锅炉出力等于50％额定工况时，给水泵一直远远偏离设计工况。　　该给水泵再循环阀与给水泵出口逆止阀为整体式，由逆止阀阀杆带动控制再循环的动作。按厂家资料介绍，给水流量低于65 m3／h，再循环阀自动开启，给水流量高于65 m3／h，再循环阀自动开启。但从实际运行工况分析，很难保证再循环流量。　　在余热锅炉冷态启动过程中，大约有半个小时给水流量几乎为零，给水泵仅依靠再循环管路散热，给水泵在小负荷下效率低，动力传递损失转变成给水的热量，长时间环流使给水温度升高，平衡盘泄漏水通过间隙过程引起部分汽化，产生压力波动，引起高频汽蚀诱振，从而发生平衡盘的磨损。2．3给水泵启动频繁　　对于平衡盘来说，定速给水泵启动瞬间是最恶劣的运行工况之一，而作为调峰的联合循环机组的给水泵启停十分频繁，这是平衡盘损坏的一个致命原因。2．4给水泵平衡盘结构不合理　　该给水泵自投产以来，平衡盘后压力与给水泵进口压力之差就高达0．2～0．3 MPa。从水泵解体现场测绘分析，平衡盘与平衡座的径向间隙、尤其轴向间隙严重超标，引起平衡盘前后压差减少；在给水泵变工况过程中，容易造成低频窜轴，引起平衡盘磨损；如此恶性循环，导致平衡力不足以平衡轴向推力，最终造成平衡盘和平衡座咬死。　　此外，该给水泵缺少必要的监测、保护手段（如轴向位移测点），运行中无法判断给水泵的健康状况，给事故的发展带来隐患。2．5给水管路阀门前后压差大　　由于联合循环电厂余热锅炉－汽轮机采用滑压运行，在负荷降低时，汽包压力降低，而给水泵出口压力上升，给水调节阀前后压差恶性变化，加速了对给水调节阀阀芯的冲刷，破坏了调节阀的流量特性，并使泄漏量增大。　　当一台余热锅炉运行，而另一台余热锅炉处于冷态时，备用炉给水电动阀前后在10 MPa的压差作用下，导致给水旁路电动阀阀芯断裂。3给水系统的设备改造3．1改变给水泵运行方式　　“母管制”给水系统的优势是在不同的负荷工况下，控制给水泵的运行台数，可以尽可能地降低给水系统压力，并可以获得较好的节能效果。因此对给水泵控制系统作如下改动：　　（1）取消仅一台给水泵运行，第2台余热锅炉启动闭锁保护的逻辑。 （2）增加2台余热锅炉给水流量之和大于200t／h时（考虑减温水流量），且仅一台给水泵运行，联动第2台给水泵的逻辑。　　2台余热锅炉给水流量之和小于180t／h，且两台给水泵运行，发出报警信号，供运行人员确认，根据负荷情况是否停运一台给水泵。　　2台余热锅炉给水流量之和小于160t／h，且两台给水泵运行，自动停运一台给水泵。　　这样能减少给水泵低流量、高压运行的时间，降低了给水系统承受的压力，减少给水泵平衡盘的损坏，提高安全性；而且泵在设计工况附近的高效区运行，不仅能提高系统变工况运行的经济性，又

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