热电厂汽机凝结水泵汽化原因资料.docx

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热电厂汽机凝结水泵汽化原因资料

热电厂汽机凝结水泵汽化原因分析

规范

名称

泵

电动机

型号

数

量

流量

（m3/h）

扬程

（m）

厂家

型号

功率

（kW）

转速

（rpm）

凝结水泵

6.5LDTN-10

3

150

180

上海熊猫机械（集团）有限公司

YLB2280-2-4

160

1450

2.1.1基本流程

汽轮机做完功后的乏汽排到凝汽器经换热凝结成水汇聚到热水井，经凝结泵升压后经过轴封加热器、3台低压加热器后至高压除氧器。

为回收低压加热器的疏水，低加疏水泵正常时，3＃低压加热器疏水逐级自流至2＃低压加热器后经疏水泵打至凝结水母管。

如疏水泵不工作，通过危急疏水排至凝汽器热水井。

在汽轮机启动前向凝汽器补水，系统中有一路除盐水至热水井，另在凝结水母管上接有一路再循环及压力管道放水用来调整凝汽器水位。

2.1.2操作原则

汽轮机启动前向凝汽器补水至规定范围，保证凝结水泵正常运行；正常运行时保证凝汽器水位及凝结水压力在正常范围内，避免水位过高或过低，压力波动过大。

2.1.3控制参数凝汽器水位

控制目标：

水面计1/3至1/2处

控制方式：

正常运行时可通过除盐水、再循环、备用凝结水泵三种方式调整。

正常操作：

影响因素

调整方法

负荷调整

加电负荷水位升高时，可关补软水、关再循环

减电负荷水位降低时，可开补软水、开再循环。

抽汽调整

减抽汽水位升高时，可关补软水、关再循环。

加抽汽水位降低时，可开补软水、开再循环。

异常处理：

现象

原因

处理方法

凝汽器

满水

1、再循环开度过大

2、补软水开度过大

3、凝结水母管阀门误关、憋压

4、凝结泵出力不足

5、备用泵逆止阀门不严

6、虚假水位或水位计故障

1、1、根据母管压力及时调整（关小）再循环

2、及时调整补水阀门开度

3、根据母管压力检查各阀门开度

4、启动备用泵或切换凝结泵运行

5、关备用泵进出口阀门，处理正常后恢复

6、对照就地水位计确定故障，联系处理

凝汽器水位

偏低

1、再循环开度过小

2、补软水开度过小

3、轴封加热器、低加旁路阀门误开

4、备用凝结水泵联动

1、根据母管压力及时调整（开大）再循环

2、退出自动，及时调整补水阀门开度

3、关闭轴封加热器、低加旁路阀门

4、根据母管压力停止凝结水泵

6.2凝结水泵的启动与停用

6.2.1启动前的检查

（P）—确认检修工作完毕，现场已清扫完毕，如有设备异动报告，应在现场核对无误；

（P）—检查热井水位，其最低水位不低于1000mm；

（P）—检查已装上的仪表正常无卡涩现象；

（P）—检查润滑油脂正常，油质合格；

（P）—检查盘车正常；

（P）—关闭凝结水系统放水门；

（P）—开启轴封密封水门，检查密封冷却水管路是否畅通；

（P）—开启轴承冷却水进水门，检查轴承冷却水管路是否畅通；

（P）—待凝结水泵进口门前就地压力表大于0.2Mpa，联系司机，征得同意开始操作空气门对泵体进行抽真空；

（P）—微开凝结水泵空气门，泵进口门后就地压力表稍有变化即可；（操作时应随时与司机联系注意机组真空、运行泵运行情况）

（P）—当凝结水泵进口门后就地压力表小于-50kPa时逐渐将凝结水泵空气门全开；（操作时应随时与司机联系注意机组真空、运行泵运行情况）

（P）—逐渐开启进水门，出口门关闭；（操作时应随时与司机联系注意机组真空、运行泵运行情况）

（P）—联系电气，凝结水泵、出口门送电。

6.2.2启动凝结水泵

［I］—断开凝结水泵联锁开关；

［I］—联系司机启动凝结水泵，检查电流，出口压力达到规定要求；

［P］—检查凝结水泵系统运行平稳，振动正常，无异音；

［P］—注意观察电机线圈及泵推力轴承温度正常；

［P］—开启泵出口门，检查各仪表及密封水、冷却水情况，注意凝汽器水位；

［P］—一切正常后，投入备用泵联锁开关。

6.2.3停用凝结水泵

［P］—联系司机，断开凝结水泵联锁开关，准备停泵；

［P］—关闭凝结水泵出口门；

［I］—停止凝结水泵，检查电流到“0”，待泵转速到“0”后应无倒转现象。

［P］—泵若停用检修，则凝结水泵、出口门停电、关闭空气门；

［P］—待凝结水泵进口门前就地压力表大于0.2Mpa，关闭轴封水门。

（操作时若凝结水泵进口门后为负压则不准将轴封密封水门关闭。

）

［P］—关闭轴承冷却水阀门；

［P］—开启凝结水系统放水门。

（操作时应随时与司机联系注意机组真空、运行泵运行情况）

提示卡

一、启动允许条件：

●凝结水泵入口门已开

●凝汽器热水井水位不低；

●凝结水泵轴承和电机轴承温度参数正常；

●控制回路正常

●无跳闸条件和跳闸信号

二、跳闸条件：

●凝结水泵运行且凝结水泵出口电动门已关延时30秒

●凝结水泵轴承温度>90℃延时5秒

●凝结水泵电机轴承温度>75℃延时5秒

●凝汽器热水井水位低

三、投备用

●运行凝结水泵跳闸，联启备用凝结水泵

●凝结水泵出口母管压力低于<1.0MPa，联启备用凝结水泵

1.凝结水泵空气平衡管的作用什么?

   当凝结水泵内有真空时，可由空气管排至凝汽器，保证凝结水泵正常运行。

26、凝结水泵在运行中发生汽化的现象有哪些？

应如何处理？

   凝结水泵在运行中发生汽化的主要象征是在水泵入口处发出噪声，同时水泵入口的真空表、出口的压力表和电流表指针急剧摆动。

凝结水泵发生汽化时不宜继续保持低水位运行，而应采用限制水泵出口阀的开度或利用调整凝结水再循环门的开度或是向凝汽器内补充软化水的方法来提高凝汽器的水位，以消除水泵汽化。

一、凝结水泵与汽蚀现象汽轮机凝汽器凝结水,通过凝结水泵加压排出,维持凝汽器热井液位平衡,从而保证凝汽器连续工作。

同时,水泵将凝结水输送至除氧器或其它换热设备,实现对水的回收循环利用。

目前国内凝结水泵普遍采用离心式水泵,泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口稍后的一点附近。

当此处压力降至被输送液体的饱和蒸汽压时,将发生沸腾,所生成的蒸汽泡在随液体从入口向外周流动中,又因压力迅速增大而急剧冷凝。

会使液体以很大的速度从周围冲向气泡中心,产生频率很高、瞬时压力很大的冲击,这种现象称为汽蚀现象。

凝结水泵在汽蚀状态下,由于受到局部高压水冲击影响,叶轮、泵壳出现局部蜂窝状斑点,一定时间后出现裂纹。

同时由于水冲击,以及叶轮自身平衡被破坏,泵体振动加大,并伴随噪声,泵压头、流量、效率大幅度下降,严重时造成泵不打水甚至损坏。

二、汽蚀原因由于凝结水泵的特殊性,其进口储水装置（即凝汽器热井）,上方为高真空环境,不同于普通的离心式水泵的正压环境。

泵进口管路某...概述水泵发生汽蚀的条件是由水泵本身和泵的吸人装置两方面决定的。

因而查找水泵汽蚀的原因和寻求解决汽蚀的方法也从这两方面着手。

水泵制造厂根据泵的汽蚀试验给出反映该泵汽蚀性能的汽蚀余量NPSHr;用户则合理选用水泵,并根据所造水泵的许用汽蚀余量{NPSH]设计合适的吸人装置。

水泵用户应掌握的几个汽余蚀量参数:

1NPSHr—泵汽蚀余量,又叫必需的汽蚀余量。

是规定泵要达到的汽蚀余量参数,NPsHr越小,表示泵的抗汽蚀性能越好;NPSHr由泵本身特性所决定,与装置参数、使用条件无关;在水泵样本上,NPSHr一Q曲线随着流量的增大而上升,即流量越大泵的抗汽蚀性能越差,泵越容易汽蚀。

2{NPSH]—许用汽蚀余量。

这是确定泵使用条件（如安装高度）用的汽蚀余量,它应大于泵汽蚀余量,

事件经过：

2013年11月24日16：

58：

17时10#机凝结水压力由1.78MPa下降至0.50MPa，检查发现在运的1#凝结水泵电流273下降至168A，联系外操进行检查。

在外操检查过程中电流继续下降至149A。

17：

05：

47时投入10号机3#凝结水泵，开出口门后电流275A，凝结水压力0.5上升至1.83MPa，1#凝结水泵电流145上升至217A。

17：

07：

52时10#机凝结水压力由1.83MPa下降至0.26MPa，3#凝结水泵电流由275A下降至61A，确认泵已汽化；同时1#凝结水泵电流由244A下降至172A，后又下降至67A，泵已汽化。

外操人员发现泵出口压力表指示为0，且摆动剧烈。

17：

14：

22时关闭1、3#凝结水泵出口门将泵停止，将情况立即汇报车间、值长。

车间人员到达后继续对凝结水泵进行调整。

共计启停1#凝结水泵4次，启停2#凝结水泵6次，启停3#凝结水泵5次，均无效果。

17：

24：

12时汽机岗位人员汇报值长，申请10#机停机，同时11#机手动减抽汽，准备停止高加，将高压给水泵轴封水改至11#机（因原轴封水设计不合理，11#汽机负荷高时，凝结水导入除氧器，凝结水压力不能满足轴封水压力要求。

）。

17：

25：

37启动1#凝结水泵，未开出口门时电流由95A下降至55A，17：

26：

07停止。

17：

28：

44启动3#凝结水泵，未开出口门时电流由91A下降至67A，17：

33：

04停止。

17：

30：

57启动2#凝结水泵，未开出口门时电流128A，手动稍开出口门17：

32：

32下降至79A，17：

32：

52停止。

17：

34：

12启动2#凝结水泵，未开出口门时电流130A，17：

36：

07下降至59A，17：

37：

32停止。

17：

35：

17启动1#凝结水泵，未开出口门时电流129A，稍开出口门至3%，17：

47：

42继续开启出口门至9%，电流上升至147.8A，手动稍开出口门17：

48：

02电流下降至87A，泵汽化，停止运行。

17：

37：

57启动3#凝结水泵，未开出口门时电流129A，手动稍开出口门17：

38：

47下降至51A，17：

43：

57停止。

17：

46：

44启动2#凝结水泵，未开出口门时电流159A，手动稍开出口门17：

47：

32下降至74A，停止运行。

17：

48：

52启动3#凝结水泵，未开出口门时电流128A，手动稍开出口门17：

49：

32下降至56A，17：

50：

49停止运行。

17：

49：

49启动1#凝结水泵，未开出口门时电流123A，手动稍开出口门电流未变化。

17：

53：

1110#机排汽室温度达到107℃跳闸。

（排汽室温度17:

38分超过80℃，至17:

53分超温15分钟后，保护动作停机。

）

17：

53:

1110#机来热工保护动作信号；10#机动作主开关跳闸。

厂用6kVⅠA、ⅠB、ⅢA快切装置失压启动动作切换至启备段；

17:

53:

1910#炉给粉机全部跳停，锅炉灭火；

17:

53:

1912#炉给粉机全部跳停，锅炉灭火；

17：

5511#机主汽压力下降至4.7MPa,打闸停机；

17：

563#机主汽压力下降至4.2MPa,打闸停机；

17：

543.5MPa压力新厂由3.67MPa降至最低2.88MPa，老厂迅速增加各炉负荷，最低降至3.28MPa；1.0MPa压力新厂由0.94MPa降至0.4MPa，老厂降至0.80MPa。

18:

2010#炉全面检查没有问题后，重新点火逐步恢复；直接通过减温器送汽，外供1.0MPa蒸汽压力恢复正常；

19:

3312#炉全面检查没有问题后，重新点火逐步恢复；19：

44新厂3.5MPa压力恢复正常。

21：

2611#机冲转；22：

30自动准同期并列；

19：

00新厂1.0MPa系统恢复正常；19：

44新厂3.5MPa压力恢复正常。

事件发生后，热电厂各部门领导及管理人员、抢修人员，按应急工作管理要求，全厂聚集到新厂操作室，等待紧急工作安排。

本次停炉停机事件，没有造成人员伤亡及环境污染状况。

3、事件原因分析

直接原因：

1、凝结水泵发生汽化，造成凝结水泵不打水。

进而造成低压缸喷水装置不能喷水，由于低负荷状态下鼓风效应（汽轮机在低负荷情况下,由于进气量和排气量少，造成汽轮机尾端的热量无法被正常带走，致使凝汽器温度升高），引起10#机排汽缸温度于17:

38分超过80℃（正常温度为30-40度），至17:

53分超温15分钟后，保护动作停机。

2、16:

40交接班结束，当时10#机负荷9MW，10#机凝汽器补水电动门开启。

以下几点是有可能造成凝结水泵汽化的原因：

a、凝汽器水位低引起凝结水泵汽化

检查历史曲线后，显示实际现场情况从16：

50分至17：

53分水位最高达到1106.6mm，最低831mm。

无水位低现象发生（低位报警值306mm，低低报警170mm.）故该原因引起凝结水泵汽化的可能性很小。

b、凝结水泵轴端漏空气引起凝结水泵汽化

10#机凝结水泵从2012年7月试运开始从未出现漏空气现象，从真空历史曲线显示，在16：

58分至17：

53分10#机凝汽器真空一直维持在-96KPa的相对稳定状态，未出现有泄漏空气情况发生，故该原因引起凝结水泵汽化的可能性很小。

c、凝结水泵入口滤网堵塞引起凝结水泵汽化

在DCS电脑上10#机凝结水泵入口滤网处有滤网压差高压力报警开关，正常情况下为白色，压差高后显示为红色。

在事件发生时及前后，该报警一直显示为白色，表示凝结水泵入口滤网未存在堵塞现象，故该原因引起凝结水泵汽化的可能性很小。

d、排除以上汽化原因后，轴封水回水温度高引起凝结水泵汽化概率较高，分析原因如下：

汽化发生前10#机凝汽器真空现象为-96KPa，所对应的绝对压力为4KPa；凝汽器热水井至凝结水泵入口存在3米的高度差，这样凝结水泵入口管处的绝对压力为4+30=34KPa。

经查凝结水泵图纸得知，该凝结水泵的必须汽蚀余量为1.5米，凝结水泵入口管至泵第一级叶轮入口高度为2.11米,故此时该泵叶轮内最低压力点的绝对压力为4+30-15+21.1=40.1KPa。

在凝泵入口共有3个弯头、一个滤网，有一定的管程阻力，与有经验的人共同讨论后认为，一个滤网的压损应为前后差压保护值的一半即为0.015MPa，这样泵入口实际绝对压力为40-15KPa，应为25KPa绝对压力，查询《饱和水与饱和水蒸汽表》得出25KPa时对应的饱和水温度为65℃。

由于高压给水泵轴封水回水未经冷却直接插入到凝泵入口，当时机组负荷较低（带9MW），凝结水量为36t/h，按设计给出的每台高压给水泵为8t/h，的轴封水回水量计算，总回水量为40t/h，当时的凝结水量为124t/h，补水门稍开。

综合以上因素，并经电厂讨论一致认为是凝泵入口温度上升导致凝泵汽化原因。

而凝泵一旦汽化，高压给水泵轴封水中断，大量158℃高压给水又回到凝泵入口，加剧恶化趋势，且凝泵出口无压力，导致凝泵密封水中断，且泵内为真空，大量空气顺轴漏入，继续恶化凝泵的汽化趋势。

所以，在当时运行工况下一旦凝泵发生汽化，基本不可能使其他凝泵再次投入运行。

而在凝结水压力图中17:

06:

36显示的压力恢复近1分种时间为17:

05:

54秒起动的3号凝结水泵开启出口门后实现的，原因为3号凝泵距离1号凝泵入口较远，保存了4.7米Ф426管内存水和泵内存水，在起动泵过程中短时间未汽化形成的压力曲线。

后虽多次起泵，一直未没有压力曲线上升即证明了这点。

高压给水泵介质为高压除氧器158℃下水。

正常运行时，轴封水冷却高压给水泵机械密封后回水温度会升高3-5℃。

25日经过实际就地测量高压给水泵轴封水出入温度差显示如下：

16#高压给水泵（备用）：

入口温度21℃、出口温度21℃；

14#高压给水泵（备用）：

入口温度21℃、出口温度21℃；

15#高压给水泵（运行）：

入口温度21℃、出口温度25℃；

13#高压给水泵（运行）：

入口温度21℃、出口温度42℃。

以上数值表明：

13#高压给水泵2瓦轴封水回水温度高，这就不可避免造成轴封水回水母管温度升高。

10#机凝结水在-96KPa时检查历史稳定曲线显示为43℃，加上轴封水回水升高的温度，有可能超过凝结水泵入口该压力下的饱和水温度，造成凝结水泵汽化，凝结水泵不打水。

进而造成低压缸喷水装置失灵，由于低负荷状态下鼓风效应，引起10#机排汽缸温度于17:

38分超过80℃，至17:

53分超温15分钟后，保护动作停机。

得出这一结论的另外一个依据是在11号机转机过程中发生过类似的事件，当时11号机转机达到3000r/min时，发生过凝泵汽化现象，当时11号机被迫停机后，凝泵得以再次恢复。

而在11号机发生过这次事件后，车间曾多次向设计院及施工单位反应过些事，后设计院出图将轴封水回水由凝泵入口改到凝汽器上方。

10机由于一直未停机，此系统一直未得到整改，计划在本次停机后整改。

综合以上因素车间讨论认为泵汽化主要原因是由于轴封水回到凝泵入口造成。