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提高真空泵運行安全性的技術(shù)措施

文檔作者：華意國文檔來源：新浦化學(xué)(泰興)有限公司熱電廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年04月28日
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J 電力安全技術(shù) 第l2卷(2010年第5期)
提高真空泵運行安全性的技術(shù)措施
華意國
(新浦化學(xué)(泰興)有限公司熱電廠， 江蘇泰興 225404)
[摘 要]針對新浦化學(xué)(泰興)有限公司熱電廠真空泵抽真空系統(tǒng)設(shè)計存在的問題進行分析，提出了改
進真空泵運行安全性的技術(shù)措施并加以實施，提高了汽輪機真空系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，改善了機組運行的安全
經(jīng)濟性。
[關(guān)鍵詞]汽輪機；真空系統(tǒng)；管路；控制邏輯；改進
由于水環(huán)真空泵組具有系統(tǒng)簡單、效率高、抽
氣能力強等特點，其在電廠凝汽器抽真空系統(tǒng)中的
應(yīng)用逐漸廣泛。近年來，幾乎所有的新建大中型電
廠都采用水環(huán)真空泵。另外，在一些老電廠射水(汽)
抽汽器系統(tǒng)的技改工程中，也大量使用水環(huán)真空泵
來更新抽真空技術(shù)。水環(huán)真空泵組在電廠得到日益
廣泛應(yīng)用的同時，由于其設(shè)計或運行控制技術(shù)的相
對不成熟，在實際運行中也出現(xiàn)了一些問題，對電
廠的安全運行造成了一定的威脅。
1 改造前的系統(tǒng)及其存在問題分析
1．1 系統(tǒng)概述
改造前的抽真空系統(tǒng)如圖1所示，從凝汽器來
的汽水混合物經(jīng)過入口蝶閥后進入真空泵體，經(jīng)兩
級壓縮升壓后其壓力高于大氣壓力，經(jīng)汽水分離后
空氣經(jīng)彈簧逆止門排出。機組自調(diào)試投產(chǎn)后，半年
內(nèi)出現(xiàn)4次真空異常，其中2次直接導(dǎo)致低真空保
護停機，為正常生產(chǎn)留下較大的安全隱患。
自凝汽器來
圖1 改造前抽真空系統(tǒng)
1．2 人口蝶閥控制方式有缺陷
人口蝶閥采用氣動控制，蝶閥的作用是把凝汽
器系統(tǒng)與真空泵組隔開。差壓開關(guān)的作用是控制蝶
閥的開、閉。當(dāng)真空泵起動后，蝶閥前后就有壓差，
當(dāng)差壓達到設(shè)定值(一般將差壓值設(shè)定為3 kPa)時，
發(fā)信號給電磁閥，打開儀表氣源，開啟蝶閥。滿足
一 一
該差壓設(shè)定值是入口蝶閥打開的必備條件， 以確保
泵工作正常，防止空氣倒吸影響真空。
實際上該邏輯又成為限制條件，往往會由于信
號不正常而導(dǎo)致蝶閥無法正常開啟，影響正常開機。
同時，在冬季運行時，當(dāng)運行泵真空較高(一般
在98 kPa以上)時，備用泵啟動后要滿足差壓開關(guān)
>3 kPa動作值的要求，則需備用泵啟動后真空高
于10l kPa。實際上水環(huán)真空泵在空載負荷下也無
法達到如此高的真空，因而將導(dǎo)致泵無法正常切
換，從而成為泵切換的限制條件而非保護條件。
1．3 入口未設(shè)止回閥
通常在廠家真空泵出口設(shè)計有止回閥，以防止
蝶閥故障時大氣進入系統(tǒng)。一般采用手柄式彈簧止
回閥，同時在分離器上裝流量計，通過關(guān)閉止回閥，
氣體從流量計通過，還可以測試真空泵的抽氣量。
但在實際中，真空泵入口止回閥常常被忽視， 以致
在運行泵故障跳停時，外界空氣將通過故障泵管道
大量漏人凝汽器，急速破壞真空而造成停機。
1．4 真空泵控制邏輯存在問題 ．
(1)停泵時，蝶閥關(guān)閉與停泵指令之間無邏輯
關(guān)系。操作員在執(zhí)行關(guān)蝶閥命令后，即可停泵，若
此時蝶閥故障，會因無止回閥或止回閥不嚴密而導(dǎo)
致系統(tǒng)漏空氣，影響真空，甚至造成低真空跳機。
(2)運行泵跳閘時，入口蝶閥不聯(lián)關(guān)。當(dāng)無止
回閥或止回閥不嚴密時，可能導(dǎo)致系統(tǒng)大量漏空氣。
(3)泵啟動后，入口蝶閥聯(lián)開。當(dāng)真空泵工作
不正常時，未待操作員確認即聯(lián)開入口閥門，可能
導(dǎo)致系統(tǒng)真空破壞。在電氣檢修單試電機時，也會
使入口閥聯(lián)開，導(dǎo)致系統(tǒng)真空破壞。
1．5 人口管道隔離問題
真空母管至真空泵入口之間只設(shè)計了1只由電
磁閥控制的氣動蝶閥，在電磁閥電源或氣源故障，
以及蝶閥密封不嚴時，都必須保持2臺泵運行，既
第12卷(2010年第5期) 電力安全技術(shù)
無法隔離檢修，又影響運行成本，且降低運行可靠
性。在一些特殊情況下(如蝶閥法蘭泄漏)，甚至可
直接導(dǎo)致低真空停機事故。
1．6 補水設(shè)計不合理
設(shè)計真空泵補水取自凝結(jié)水泵出口，由于凝結(jié)
水溫度一般低于排汽溫度1℃～2℃，同時由于真空
泵正常工作壓力要比凝汽器壓力低0．6 EPa左右，
對應(yīng)真空泵工作水溫度應(yīng)比排汽溫度低3℃左右，
實際上造成補水進入真空泵工作水系統(tǒng)后，要汽化
并放出熱量，從而降低了泵的抽真空能力。另一方
面，由于凝結(jié)水壓力高，也容易造成補水閥門損壞，
影響正常水位控制。
1．7 真空開關(guān)成擺設(shè)
廠家原先設(shè)計真空開關(guān)的目的是用于低真空時
聯(lián)鎖啟動備用泵，但在電廠控制邏輯設(shè)計中則采用
凝汽器壓力變送器信號來實現(xiàn)， 即當(dāng)真空低到8 5
kPa時由DCS發(fā)令聯(lián)啟備用泵，由于該控制設(shè)備一
直處于閑置狀態(tài)，故可以取消。
2 系統(tǒng)主要改進及技術(shù)措施
2．1 改造后的系統(tǒng)概述
針對運行中發(fā)現(xiàn)的問題，分別進行工藝改進并
修改控制邏輯，主要分為：工藝管道系統(tǒng)改進和邏
輯控制系統(tǒng)改進。
在真空泵人口蝶閥前后增加手動閘閥(如不考慮
投資也可設(shè)置電動門)和止回閥，防止空氣倒吸；補
水水源由機組凝汽器補水改由脫鹽水補水；取消真
空開關(guān)、差壓開關(guān)；同時對泵的啟動、停止及聯(lián)鎖
時的控制邏輯進行修改。
2．2 工藝管道系統(tǒng)的改進
改進后的系統(tǒng)如圖2所示。
自凝汽器來
圖2 改造后抽真空系統(tǒng)
2．2．1 取消入口蝶閥差壓開關(guān)
取消入口蝶閥差壓開關(guān)，改用其他聯(lián)鎖方式。
差壓開關(guān)原先用于判斷泵是否工作正常，防止空氣
J
倒吸，在實際應(yīng)用中其可靠性差。蝶閥仍為氣動，氣
源采用本體儀表用儲氣罐，可避免泵在事故跳閘
時， 因電動門關(guān)閉時問長，而影響真空。電源設(shè)計
應(yīng)可靠，避免與控制電源交叉。
2．2．2 取消真空開關(guān)
真空開關(guān)原先設(shè)計目的為，在低真空時聯(lián)啟備
用真空泵；達到設(shè)定真空時自動停運1臺真空泵，其
測點在泵人口與蝶閥之間，每臺泵設(shè)計l臺真空開
關(guān)。在實際應(yīng)用中，如泵停運，會顯示低真空報警，
該報警無實際意義，至于低真空聯(lián)啟備用真空泵的
功能完全可以采用凝汽器真空測點值并連鎖來實
現(xiàn)，而且可以減少l臺真空開關(guān)的投資。
2．2．3 入口蝶閥前后增設(shè)手動隔離閥和止回閥
在入口蝶閥前后增設(shè)手動隔離閥和止回閥。止
回閥可選用對夾式蝶形止回閥，密封面軟密封，閥
門阻力低，更加實用可靠。
2．2．4 真空泵補水改進
泵補水由凝結(jié)水改成除鹽水，由凝汽器補水母
管接入。這主要有2點好處：一是降低補水溫度，對
真空泵工作有利；二是降低補水壓力，對補水設(shè)備
工作壽命有利。
使分離器內(nèi)液位的高低直接影響到真空泵的性
能。所抽的氣體中含有蒸汽，有可能凝結(jié)成水而使
水位增加，使真空泵的電動機功率增加；但更多的
可能是水位降低(甚至無水)而使泵性能急劇下降，
導(dǎo)致凝汽器壓力變化影響發(fā)電機組的效率。這時控
制水位就顯得非常重要。一般采用常規(guī)的機械式浮
球控制閥，使水位保持在一定范圍內(nèi)，水位高時可
以自動溢流排放。為防萬一，在與分離器相通的現(xiàn)
場磁翻板液位計上還裝有上、下限報警開關(guān)，接線
到控制室，提供遠距離的水位報警功能。
2．3 控制邏輯修改
為提高真空泵的安全可靠性，對其在事故或故
障狀態(tài)下實施有效保護，防范操作員誤操作事故的
發(fā)生，對真空泵的控制邏輯進行了以下修改：
(1)真空泵任何情況下允許啟動；
(2)當(dāng)聯(lián)鎖投入時，凝汽器真空低延時5 S或運
行真空泵故障跳閘時，備用泵均聯(lián)鎖啟動；
(3)在蝶閥關(guān)反饋到位的情況下(DCS關(guān)反饋正
常)，才允許操作員停用真空泵，可有效防止誤操作；
(4)氣動蝶閥在真空泵開啟狀態(tài)下(開反饋到位)
才可以打開，防止真空泵不正常或停用情況下，蝶
閥被打開，導(dǎo)致真空異常；
一 一
J 電力安全技術(shù) 第l2卷(2010年第5期)
超超臨界機紐F s s s系統(tǒng)
微油點火邏輯的改進
錢慶生
(江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 2l1102)
[摘 要]以華電望亭發(fā)電廠3號機組為例，介紹了660MW超超臨界機組FSSS系統(tǒng)的特點。針對鍋
爐應(yīng)用微油點火技術(shù)時遇到的一系列技術(shù)問題，提出了解決的方法，對原FSSS控制系統(tǒng)進行了改進和優(yōu)化，
保證了機組安全、高效的運行。
[關(guān)鍵詞]660 Mw超超臨界機組；FSSS系統(tǒng)；微油點火；MFT
隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展， 電力需求與能源供
應(yīng)之間的矛盾Et益凸現(xiàn)，能源供應(yīng)緊張已經(jīng)成為電
力生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的瓶頸。采用高效率、低能
耗的大型超臨界乃至超超臨界機組已經(jīng)在電力行業(yè)
形成共識，并得到國家的大力支持。我國是一個石
油進口大國， 目前國際油價起伏不定，節(jié)約點火用
油具有非常重要的意義。隨著微油點火技術(shù)的發(fā)
展和推廣，將大大降低電站鍋爐點火用油量，對發(fā)
電廠來說，具有可觀的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)以望亭發(fā)電廠
3號機組為例，介紹其FSSS系統(tǒng)的特點及在微油
點火技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題的處理與優(yōu)化方法。
1 660 MW超超臨界機組FSSS系統(tǒng)的特點
1．1 FSSS相關(guān)設(shè)備概述
華電望亭發(fā)電廠3號機組鍋爐為上海鍋爐廠有
限公司制造的首臺660 MW超超臨界鍋爐，型號為
SG-2024／26．15-M621，單爐膛、一次中問再熱、
四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、n型露天布置、固
態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。燃燒器分6層布置，每
層4只，共24只。每只燃燒器配有l(wèi)套點火設(shè)備，
包括油槍、點火槍、油角閥、吹掃閥各1支。
鍋爐裝設(shè)6套制粉系統(tǒng)，每套制粉系統(tǒng)由1臺
磨煤機和1臺給煤機組成。磨煤機采用HP碗式中
速磨，給煤機系電子稱重式給煤機，并在鍋爐底層
配置了XSQ型雙強少油點火系統(tǒng)。
1．2 FSSS系統(tǒng)構(gòu)成
FSSS系統(tǒng)是鍋爐側(cè)最重要的熱工保護系統(tǒng)，
主要由鍋爐燃燒器管理系統(tǒng)BMS和爐膛安全系統(tǒng)
FSS組成，采用OVATION分散控制系統(tǒng)。
1．3 控制對象
FSSS系統(tǒng)的控制對象主要有：6臺磨煤機和給
煤機、2臺一次風(fēng)機、燃油總閥、點火油泄漏試驗
閥、啟動油快關(guān)閥、2臺回油閥、24套點火槍設(shè)備、
微油點火系統(tǒng)、2只密封風(fēng)機、2臺火檢冷卻風(fēng)機，
并能跳閘其系統(tǒng)以外的設(shè)備，如：汽輪機、小汽機、
電除塵和脫硫系統(tǒng)等。由此可見，F(xiàn)Sss系統(tǒng)是一個
直接影響全廠運行安全的保護系統(tǒng)。
1．4 主要功能
FSSS系統(tǒng)在鍋爐存在較大運行安全問題時，
及時跳閘鍋爐設(shè)備，并正確動作相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備，以
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(5)當(dāng)真空泵聯(lián)鎖啟動時，蝶閥自行聯(lián)鎖打開，
這樣在事故處理時提高了系統(tǒng)的可靠性和及時性，
減少了操作員的操作；
(6)真空泵故障跳閘時，蝶閥自行聯(lián)鎖關(guān)閉，防
止泵跳停，止回閥不正常導(dǎo)致真空降低；
(7)真空泵蝶閥在斷電情況下保持原有狀態(tài)，
避免失電導(dǎo)致閥門打開，影響真空。
回閥的先天性設(shè)計缺陷，首先對真空泵的控制邏輯
進行修改并取消了真空開關(guān)、差壓開關(guān)。改進后有
效防止了異常的發(fā)生，在長達l0個月的穩(wěn)定運行過
程中，未發(fā)生過1起真空泵異常，很大程度上提高
了運行安全性。
其后，利用機組停機大修機會，在入口蝶閥增
加手動真空閘閥和止回閥，進一步提高運行安全
3改進效果 篥 穩(wěn)定。至△
改進是分2次進行的。針對真空泵人口缺少止 (收稿日期：2009—09 09)
一 一

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