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分析融安電站中丙烷液位計的缺陷計并對其改正
摘要:融安電站機組因稀油站低壓油泵問題引起事故停機,分析判斷單臺低壓油泵流量無法滿足實際軸承潤滑油量是主要原因。本文通過多種方案的選擇,*終通過調(diào)整組合軸承進(jìn)油量,控制瓦溫在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),實現(xiàn)了稀油站低壓油泵一主一備的正常運行方式。
引言
融安電站廠址在浮石水電廠上游 0.2km,安裝 1 臺燈泡貫流式機組,裝機容量 18MW,公稱水頭 7.5m,于2015 年 7 月 26 日投產(chǎn)。
1 稀油站結(jié)構(gòu)
稀油站由低壓供油系統(tǒng)與高壓供油系統(tǒng)組成。高、低壓供油系統(tǒng)均直接由稀油站油箱提供油源。低壓系統(tǒng)工作壓力為 0.4 ~ 0.63MPa, 高壓系統(tǒng)*高壓力 為32MPa。稀油站主要由主油箱、低壓雙筒網(wǎng)式過濾器、高壓過濾器(2 個)、低壓油泵(2 臺)、高壓油泵(2 臺)、輔助加熱器、管式油冷器(2 組)等組成。油站為整體式,與高位油箱組成軸承潤滑系統(tǒng)。
2 缺陷情況及處理
2015 年 8 月 10 日 17:50 機組在運行過程中“機組高位油箱事故低油位動作”事故停機。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)機組高位油箱油位為 60mm,低于下限值 90mm。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),稀油站 2# 低壓油泵空轉(zhuǎn),沒有打油,振動、聲音較大。18:18 維護(hù)人員對 2# 低壓油泵進(jìn)行了搶修拆解。發(fā)現(xiàn)油泵從動螺桿與襯套間隙過大,達(dá) 1cm 以上,襯套磨損嚴(yán)重(見圖 1)。油泵損壞,無法打油。
2015 年 9 月 23 日運行過程中,02:15 因“機組高位油箱低油位動作”停機。現(xiàn)場拆解稀油站 1# 低壓油泵,發(fā)現(xiàn)油泵與底座 2 顆連接螺栓脫落、出油管松脫、底座螺孔拉崩、螺孔周圍多處裂紋、緩沖墊破損等諸多問題。造成油泵無法供油,引起停機。如圖 2 所示。
3 原因分析
低壓油泵產(chǎn)品質(zhì)量和油泵組裝質(zhì)量缺陷是事故停機的直接原因,機組投產(chǎn)階段未實現(xiàn) 2 臺循環(huán)油泵主備運行方式是事故停機的主要原因。
在正常運行方式下,單臺油泵應(yīng)滿足系統(tǒng)用油量,主泵連續(xù)工作,備用泵不工作。當(dāng)高位油箱油位下降到一定位置時,通過高位油箱上的丙烷液位計液位開關(guān),由輔機油控柜 PLC 控制實現(xiàn)起停并報警。但機組投產(chǎn)調(diào)試階段實際低壓油泵運行狀態(tài)為:主泵持續(xù)不間斷運行,備用泵間歇運行(10min 啟動一次),即實際上 2 臺泵均為主泵作用,沒有實現(xiàn)備用泵的功能。
因此,只要任何一臺油泵發(fā)生故障,就會造成高位油箱低油位事故停機。
4 后續(xù)處理過程和處理方案的確定
事件發(fā)生后,制造廠立即提供了 2 臺同型號的循環(huán)油泵,除更換了一臺損壞的油泵外,另一臺作為應(yīng)急備品。
電廠利用停機的機會,對稀油站運行參數(shù)進(jìn)行了試驗檢測。單臺油泵公稱流量為 650L/min,現(xiàn)場實測流量為 630L/min。組合軸承供油調(diào)節(jié)閥采用的是與油管直徑同規(guī)格的 DN100 的截止閥,該閥門已經(jīng)接近全關(guān)開度,水導(dǎo)和組合軸承現(xiàn)狀實際用油量為 672L/min,2 臺油冷卻器同時投入的情況下,組合軸承正向推力瓦溫 40℃。主機制造廠聯(lián)合稀油站制造廠以及油泵廠家?guī)状蔚浆F(xiàn)場研究解決方案。
(1)方案一:更換大流量低壓油泵
通過查閱設(shè)備資料,發(fā)現(xiàn)稀油站循環(huán)油泵公稱流量低于制造廠提供的技術(shù)參數(shù),因此*先考慮選用公稱流量更大的油泵進(jìn)行更換。油泵廠家工程師到現(xiàn)場測量油箱尺寸,篩選了各種油泵,均無法在現(xiàn)有的油箱上進(jìn)行布置。
(2)方案二:增加一小油箱,與現(xiàn)有稀油站并聯(lián)運行無法單純更換大流量低壓油泵后,主機制造廠提出在現(xiàn)有稀油站的旁邊增設(shè)一小油箱,布置 2 臺 210L/min的油泵,與現(xiàn)有稀油站并聯(lián)運行。
由于增加小油箱的方案占用空間,同時增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,降低了系統(tǒng)的可靠性,我方對此方案不予認(rèn)同。
(3)方案三:整體更換稀油站
2016 年初主機制造廠又提出整體更換稀油站方案。滿足空間位置及現(xiàn)有功能不變的情況下,將高、低位油箱尺寸加大,布置 2 臺 850L/min 的低壓油泵,同時將油冷的冷卻面積從 40m2 提高到 70m2。后東電公司考慮到成本投入大,取消了此方案。
(4)方案四:調(diào)整組合軸承潤滑油量經(jīng)過主機制造廠設(shè)計部計算復(fù)核,認(rèn)為現(xiàn)有油泵有可能滿足冷卻要求。經(jīng)過與電廠溝通,聯(lián)合制定了減少組合軸承用油量的試驗方案。主要措施為:在組合軸承供油管調(diào)節(jié)閥后組合軸承前增加一壓力表,用于監(jiān)視組合軸承供油壓力。機組在滿負(fù)荷運行條件下,分階段逐步調(diào)整節(jié)流閥減少供油量,監(jiān)視記錄組合軸承供油壓力和組合軸承溫度,直到單臺油泵滿足用油量略有余量、備用泵處于備用狀態(tài)下,正向推力瓦*高溫度控制 55℃以內(nèi)。*后恢復(fù)單冷卻器運行和環(huán)境溫度*高條件下檢驗軸承溫度。
調(diào)整試驗記錄見下表。
試驗取得的關(guān)鍵結(jié)果:機組帶滿負(fù)荷、稀油站雙冷卻器條件下推力瓦*高溫度為 48.21℃;機組帶滿負(fù)荷、稀油站單冷卻器條件下推力瓦*高溫度為 50.08℃。7 月 6 ~ 12 日,冷卻水溫度上升 3℃,瓦溫相應(yīng)上升 3℃。
5 結(jié)論和存在的問題
通過調(diào)整組合軸承供油管調(diào)節(jié)閥,在環(huán)境溫度*高月份和單冷卻器工作條件下,機組滿負(fù)荷時的推力軸承*高溫度為 50.08℃,滿足合同要求和**相關(guān)規(guī)范要求,實現(xiàn)了低壓油泵一主一備運行方式,滿足機組安全運行要求。
截止閥密封圈在高速油流的沖刷下容易損壞,并導(dǎo)致流量的增大,故后續(xù)應(yīng)將截止閥更換為節(jié)流閥用于流量調(diào)整。
6 結(jié)束語
融安水電站機組冷卻系統(tǒng)問題在投產(chǎn)一年后才得到解決,反映出以下問題:
1)主機制造廠對輔機協(xié)作廠為控制成本降低設(shè)備參數(shù)沒有進(jìn)行有效控制,安裝調(diào)試階段又沒有委派有經(jīng)驗的工程師指導(dǎo)調(diào)試,直到發(fā)生油泵損壞造成事故停機后,才發(fā)現(xiàn)稀油站主備油泵和 2 臺冷卻器一直處于同時運行的不正常運行方式。
2)系統(tǒng)設(shè)計上,高低位油箱液位計未設(shè)置模擬量傳感器,不便于現(xiàn)場試驗和今后油系統(tǒng)的運行狀態(tài)的監(jiān)測。更重要的是,水導(dǎo)軸承和組合軸承供油管(調(diào)節(jié)閥后)未設(shè)置壓力監(jiān)視儀表以及未選用可靠的帶模擬量顯示的流量傳感器,造成安裝調(diào)試和運行后無監(jiān)測手段調(diào)整軸承供油流量。這也是未立即采取減少用油量恢復(fù)主備用泵正常運行方式的技術(shù)原因。