摘 要： 甘肅大唐國際連城發電有限責任公司3、4號機組自2005年投運以來，多次出現因給水泵汽輪機油泵故障而引起的給水泵汽輪機跳閘事件，嚴重影響了機組安全穩定運行。經過對給水泵汽輪機油泵連鎖及油泵性能的多次試驗，我們查明瞭跳閘原因，並對給水泵汽輪機油系統進行了改進。在給水泵汽輪機操作油及潤滑油系統加裝蓄能器作爲輔助油源，用逆止閥隔斷蓄能器與溢流閥之間油管路，在油泵故障時維持安全油壓、潤滑油壓的連續性，保證了給水泵汽輪機不跳閘，從而穩定了機組的安全運行，成功解決了由於給水泵汽輪機油泵故障而引起跳閘的問題。
關鍵詞：小汽輪機 跳閘 蓄能器 油系統
前言
連城發電公司3、4號機組爲N300-16.7/537/537型、亞臨界、一次中間再熱、凝汽式汽輪機，額定蒸汽量爲1024t/h。機組給水系統配置了兩臺50 %負荷的給水泵汽輪機(以下簡稱小機)和一臺50%負荷電動給水泵，小機爲TGQ型6MW汽輪機。配備的小機油系統由兩臺交流油泵和一臺直流油泵，同時配置油箱及排煙裝置。該油系統不參與小機配汽機構的調節裝置，調節系統由主汽輪機抗燃油系統提供，控制系統由獨立的'MEH控制系統完成。油箱交流油泵爲型號：YB-E200/50-CC雙聯葉片泵。直流潤滑油泵是單葉片泵，型號爲YB-E200，以便在故障狀態下爲小機提供緊急備用油源。其中交流油泵高壓油出口及低壓油出口均配備溢流閥，調整後壓力分別爲2.5MPa和0.25MPa。 小機正常運行時，交流油泵供保安系統用油和潤滑系統用油，油泵出口分操作油和潤滑油。操作油分爲兩路，一路直接供低壓主汽門操作用，另一路經節流孔板後接入安全油壓，供打閘電磁閥、低壓主汽門卸荷閥，危急遮斷器等用油。
一、現場實際情況及問題分析
我公司3、4號機組自2005年投產以來，小機油泵在運行中出現下列異常情況，給我公司設備安全穩定運行帶來了不良影響和很大的損失。2007年4月小機主油泵在運行期間軸承碎裂卡死，備用油泵未聯啓導致汽泵跳閘，鍋爐汽包水位波動無法控制，造成主機非停。2008年3月小機油泵電流突然降低至4A，操作油及潤滑油壓持續下降至跳機值，備用油泵未聯啓，待小機跳閘後手動操作備用油泵啓動，經解體檢查尼龍棒加工的對輪銷已全部斷裂。
目前主要存在的問題爲：1、運行油泵卡澀或對輪聯接銷斷裂後，備用油泵聯啓時小機跳閘。2、小機跳閘後電泵不能及時聯啓造成汽包水位波動，引起主機跳閘，鍋爐滅火等非停事件。
二、問題分析及及方案研究
機組正常運行時，安全油壓泄漏主要是各滑閥間隙的微量滲漏，機組安全油的泄油通道有危急遮斷滑閥，輔助油門控制器，低壓主汽門，遮斷電磁閥、打閘滑閥，這些泄油通道在機組正常運行時處於關閉狀態，泄油量很少。
汽輪機通過復位油掛閘後，危急遮斷油門，輔助油門處於工作位置，安全油泄油通道被關閉，安全油壓通過輔助油門進入高低壓主汽門，將活塞密封閥碟緊壓在密封座上，關閉了泄油通道，安全油壓建立起來。
經過2007年、2008年對小機油系統多次分析、試驗、改造並沒有解決該問題，仍然出現了小機油泵停運時備用油泵聯啓後小機跳閘的事故。
經過多次改造試驗，體現出的主要問題爲：
①小機油泵跳閘後，安全油壓、操作油壓、潤滑油壓下降速度很快，一般在1.2S到2S之間，各個油壓已經低於小機跳閘信號發出值。
②小機油泵跳閘後備用油泵均能聯啓，但油泵聯啓時間過長，導致小機因低油壓保護動作而跳閘。
③小機油泵跳閘後潤滑油、操作油系統安裝的蓄能器均未能延長油泵油壓下降的時間，小機潤滑油及操作油溢流閥仍能將系統內的存油泄入油箱。
④備用油泵聯啓後系統充油時間大於2s。
如果能解決：①降低潤滑油及操作油壓下降速率。②增加聯啓油泵壓力變送器處壓力下降的速率，即系統油壓在下降至跳閘值前2～3s發出調整信號，就能解決小機油泵跳閘的問題。
爲了解決上述問題，2011年我們對操作油系統進行了改造。
改造後經過試驗，試驗曲線如下圖：(工程師站數據)
按上圖中開始曲線從上往下分別爲：操作油壓，安全油壓，潤滑油壓，潤滑油壓跳閘信號。按上圖分析：油泵電機斷開電源後，操作油及安全油壓開始下降，2s後潤滑油壓低跳閘信號發，操作油壓未降至1.6MPa，安全油壓也未降至1.2MPa，潤滑油壓低信號發後2s左右潤滑油壓實時信號顯示潤滑油壓開始下降，壓力由0.18MPa降至0.07MPa，歷經時間1s。隨即小機B油泵聯啓，按操作油壓力開始下降點至壓力回升點時間區推算，油泵聯啓時間爲4s，潤滑油油壓低跳閘時間約爲2s。
通過上述分析我們不難得出如下結論：
①操作油聯啓及跳閘信號發出時間，明顯滯後於潤滑油壓跳閘信號。
②油泵停運後電機信號與油壓跳閘信號之間相差2s以上。
③電機信號發出後，聯啓備用油泵滿足系統油壓，小汽輪機不會發生跳閘。
④在系統設置和蓄能器配置方面我們仍然存在較大問題，使系統修改後聯啓備用油泵與跳閘信號發出時間相差太小。
根據上述分析，對改造方案進行如下調整：
①、在按圖二所示潤滑油母管上選擇相應位置，加裝設有彈簧加載的逆止閥，一臺油泵突然跳閘後，該逆止閥會暫時關閉，由蓄能器供油維持油壓暫時穩定，安全油壓也處於暫穩定狀態，高、低壓主汽門不關閉。待另一臺油泵聯啓正常投運後，該逆止閥又打開，調節母管油壓由主油泵來維持，防止了油泵跳閘同時帶動小機跳閘的情況。
②、對蓄能器進行重新計算，延長系統內油壓維持時間。假定潤滑油系統選取蓄能器皮囊容積爲40升，皮囊充氣壓力爲0.16MPa，當交流油泵潤滑油出口壓力爲0.25MPa時，根據氣體壓縮方程P1V1=P2V2計算，蓄能器可以吸收19.6升壓力油供潤滑油母管;操作油系統選取蓄能器皮囊爲10升，皮囊充氣壓力爲1.6MPa，當交流油泵出口壓力爲2.5MPa時，根據氣體壓縮方程P1V1=P2V2計算，蓄能器可以吸收6.4升壓力油供操作油母管。根據YB-E200/50-CC油泵的出力，油泵出力爲267L/min，71L/min。即高壓油供油1.2L/s，低壓油供油44L/s.假定油泵額定出力全部供入油系統，則4臺40升蓄能器，在油泵停運的情況下，可以維持潤滑油在2s內油壓不發生變化。同理，操作油有一臺10L蓄能器可保證有5s操作油壓不發生變化。因此選用4臺40升蓄能器及1臺10升蓄能器可滿足系統需求。
③、同時將潤滑油及操作油備用油泵聯啓壓力開關移至溢流閥與新安裝逆止閥之間，按圖1分析，在蓄能器及溢流閥的作用下，可確保逆止閥關閉後系統油壓下降速度較逆止閥前油壓下降速度緩慢，從而達到提前聯啓備用油泵的目的。
三、結論
2012年4月份利用停機機會對小機油系統改造後進行了靜態油壓試驗，結果如表1所示。
安裝逆止閥後切斷了系統內存油迴流，防止系統存油通過溢流閥回至油箱的方法有效的延長了油系統油壓下降的時間。同時，新安裝投運的蓄能器對維持操作油壓和潤滑油壓在跳閘值以上效果明顯，對小機跳閘沒有產生負面影響。
在4號機組A、B汽泵油系統中實施蓄能器及逆止閥改造後，徹底消除了因交流油泵故障而造成小機跳閘的缺陷，使給水泵運行更加穩定、可靠，避免了由此導致的甩負荷、停機等影響機組安全穩定運行的事故。
參考文獻：
[1]小汽輪機設備說明書.北京電力修造總廠