真空泵未联动导致机组跳闸的原因分析及处理

2012-02-09魏胜娈

综合智慧能源 2012年6期

魏胜娈

(华电四川发电有限公司攀枝花分公司，四川攀枝花 617065)

1 机组概况

华电四川发电有限公司攀枝花分公司2×150 MW汽轮机组是由北京全三维动力工程有限公司设计、上海汽轮机有限公司制造的超高压、中间再热、单缸、单转子、单排汽、冲动凝汽式150 MW汽轮机组。配套锅炉为东方锅炉(集团)股份有限公司在消化引进技术的基础上，自主开发、设计、制造的150 MW等级的循环流化床锅炉。每台机组抽真空设备是由纳西姆工业(中国)有限公司提供的水环式机械真空泵。运行方式，2台泵并联设置母管，启动时2台泵同时运行，正常运行时1台运行，1台备用。控制方式，自动、遥控、就地。真空泵组型号，NASH AT1006E;真空泵组类型，锥体两级水环式真空泵，卧式;压缩比，1∶5，1∶6;电动机型号，Y2 －315S－8;额定功率，55 kW;转速，740 r/min;电压，380 V;电动机防护等级，IP54;电动机绝缘等级，F级;制造厂，北京毕捷电机厂。

2 事故过程

2011－08－26 T 08:00，#11机组运行中锅炉给煤机频繁断煤，床温降至750℃以下，#11锅炉值班员分别投运#1，#2油枪助燃并积极组织人员疏通给煤机，同时#11机组值班员根据主、再热参数下降情况减负荷。09:56，6 kVⅠA，6 kVⅠB段由工作电源改备用电源供电。10:22，#11锅炉开始间断投煤。11:40，#11机组负荷50 MW，各参数正常，准备进行厂用电切换。11:42，在进行6 kVⅠA段由备用电源倒工作电源运行的过程中，#3启动备用变压器602A开关跳闸，#11高压厂用变压器601A开关未合上，6 kVⅠA段、#1工作变压器瞬时失电，经查，无保护动作，立即手动抢合#3启动备用变压器602A开关，抢合成功;400 VⅠA段备自投动作正常，400 VⅠB段因备用电源开关402B未合上导致失电，立即分别抢合402B，401B开关，均无反应;#11机组运行真空泵B失电，备用真空泵A未联动，值班人员立即抢合真空泵A，运行正常，此时#11机组真空度仍急剧下降。11:45，真空度低于55.4 kPa，保护动作，#11机组跳闸。

3 机组真空度低而跳闸的原因分析

引起汽轮机真空度急剧下降的原因有:循环水中断或减少;凝汽器汽侧满水;凝汽器空气抽出设备故障及其真空系统漏空气。

3.1 事故原因排查

3.1.1 循环水中断或水量减少引起真空度急剧下降

真空度急剧下降的同时，循环水进水压力急剧下降，出水真空度(或压力)降至零，表示循环水中断。真空度下降，循环水进水压力下降，凝结水流量不变，但循环水温升增大，表示循环水量减少。由表1可知，循环水进、出水压力及循环水温升在跳闸前、后并未变化，所以，循环水中断或循环水量减少引起真空度急剧下降的因素可以排除。

3.1.2 凝汽器水位升高引起真空度急剧下降

凝汽器水位升高引起的真空度急剧下降，其最大的特点是在真空度下降、排汽温度升高的同时，凝结水温度下降，过冷度增加。由表2可知，虽然过冷度增加，但热井水位及凝结水温度变化甚微，因此，凝汽器水位升高引起真空度急剧下降的可能性也可以排除。

表1 #11机组跳闸前、后循环水相关参数比较

表2 #11机组跳闸前、后凝汽器相关参数比较

3.1.3 凝汽器空气抽出设备故障及真空系统漏空气引起真空度急剧下降

不凝结气体从外部漏入处于真空状态的部位后，最后都汇集到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中将影响传热，使真空度急剧下降。

(1)在寻找真空系统漏气点时，一般先检查轴封汽。调阅轴封压力历史数据可以发现，跳闸前、后轴封压力均在41.12～44.18 kPa的允许范围内，因此，可排除轴封漏空气导致机组真空度急剧下降的嫌疑。

(2)真空度急剧下降还容易发生在凝汽器空气抽出设备动作过程中或过程后。由于#11机组运行中真空泵B失电，备用泵真空泵A未联动，值班人员立即抢合真空泵A运行正常后，机组真空度仍急剧下降，立即就地检查故障真空泵B，发现除进口气动蝶阀未联关外，其他均未见异常。随即将失电真空泵B进气手动门关闭后，机组真空度逐渐恢复正常。

3.2 事故性质的判断

通过以上的排查，确定了导致此次#11机组因真空度低而跳闸的主要原因为:在倒厂用电的过程中，#1工作变压器失电，400 VⅠB段因备用电源开关402B未合上而失电，且分别抢合402B，401B开关不成功，致使#11机组运行真空泵B失电，其进口气动蝶阀未联动关闭且备用真空泵A未联启，大量空气倒回凝汽器引起真空度急剧下降，导致机组低真空保护动作跳闸。

3.3 暴露的问题

鉴于真空泵B失电后，其进口气动蝶阀未联关及备用真空泵A未联启，生产技术部组织相关专业人员对其控制回路进行逐一排查，结果发现:

(1)真空泵A，B和真空循环泵A，B以及真空泵A，B进口气动蝶阀的电磁阀控制电源由400V IA，IB段抽屉开关独立供电。

(2)真空泵A，B进口气动蝶阀的电磁阀控制电源与真空泵A，B及真空循环泵A，B控制电源均为同一控制电源。

(3)真空泵送至分散控制系统(DCS)“停止状态”信号，使用的是中间继电器K8的1对“常开”接点，作为热控DSC真空泵电动机“停止状态”信号及“事故联锁”启动备用真空泵逻辑条件。

(4)DCS遥控“启动”、“事故联锁”及“低真空度联锁”为同一DCS出口。

控制回路存在的问题:

(1)由于真空泵A，B和真空循环泵A，B以及真空泵A，B进口气动蝶阀的电磁阀控制电源由400 V IA，IB段抽屉开关独立供电，因此，当真空循环泵电源开关DL2开关故障跳闸后电动机停运，由于其控制电源采用独立供电，造成真空循环泵电动机电源接触器KM2仍然处于合闸状态，使中间继电器KA仍然处于动作状态。由于真空泵“停止状态”信号中间继电器K8由中间继电器KA的“常闭”接点启动，造成电源开关DL2故障跳闸后电动机已停运，但DCS仍然显示真空泵为“运行状态”，无法联跳故障真空泵，同时造成DCS“事故联锁”启动备用真空泵逻辑无法正确判断及动作。

(2)在真空泵运行中，当本段400 V母线失电事故发生时，工作泵控制电源消失，造成工作泵跳闸，由于原设计使用的是中间继电器K8的1对“常开”接点，作为热控DSC真空泵电动机“停止状态”信号及“事故联锁”启动备用真空泵逻辑条件，必将造成DCS无运行泵跳闸的状态显示及“事故联锁”判断条件，存在“事故联锁”不能正常启动备用真空泵的安全隐患。

(3)由于真空泵A，B进口气动蝶阀的电磁阀控制电源与真空泵A，B及真空循环泵A，B控制电源均为同一控制电源，因此，在真空泵运行中，当本段400 V母线失电事故发生时，会造成电磁阀不能联动而关闭。