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摘要:某9E燃机电厂凝泵变频运行时,突然异常停运后但备用泵未能正常联启。通过分析凝泵联启逻辑,查明了备用泵未联启的原因,最后提出解决方案,以供相关同行分析参考。
关键词:凝结水泵、未联启、启动逻辑
1 引言
某9E燃机电厂共有2套燃气-蒸汽联合循环机组,每套机组采用分轴布置,即一台燃机带一个发电机,一台汽轮机带一个发电机;每个发电机对应一台变压器,厂用电取至燃机发电机出口,经变压器降压后降为6KV后为机组提供厂用电。
每套机组配备两台凝结水泵,每台凝结水泵均按100%容量设置,两台泵互为备用。两台凝结水泵共装设1套变频器装置,变频装置选用新风光JD-BP37-250F。正常运行时选择任意一台凝结水泵变频运行,另一台凝结水泵工频备用。凝结水泵动力电源取至厂用电6kV母线,变频器控制电源取至相应机组MCC段,同时还自带一个小型UPS装置。
某次2号机组在运行期间,运行变频B凝泵因故障导致跳闸,出现备用工频A凝泵未联启,但手动启动正常的情况。本文重点对备用凝泵未联启的原因进行分析,总结改进措施,供同类型机组在解决类似故障时借鉴参考。
2 凝结水泵作用
凝汽器接受来自汽轮机低压缸和来自各处的经过减压减温的排汽和疏水,将它们凝结成水集结在热井底部。同时还接受来自各处的排汽和疏水的热量来完成凝结水的除氧,再经凝结水泵加压后送回余热锅炉低压汽包。
凝结水系统的主要功能是把凝结水从凝汽器热井送去低压汽包,另外还提供少量水作为减温喷水。
3 凝结水泵参数介绍
该机组采用的是上海上泵集团有限公司生产的GLN300-5型凝结水泵,相关参数如下表:
名称 | 单位 | 冬季工况 | 设计点 | 夏季工况 | 性能保证工况 | |
水泵入口水温 | ℃ | 29.61 | 29.61 | 50.66 | 35.81 | |
介质比容(饱和水) | m³/kg | 0.0010041 | 0.0010041 | 0.0010124 | 0.0010063 | |
水泵入口压力 | kPa(a) | ~0 | ~0 | ~0 | ~0 | |
水泵出口流量 | 正常运行时(含裕量) | t/h | ~227 | 250 | ~246.5 | ~250 |
蒸汽旁路开启时(用于校核) | t/h | ~315 | 315 | ~301.5 | ~305 | |
扬程 | mH2O | 195 | 195 | 190 | 190 | |
必需汽蚀余量(吸口法兰中心线0%NPSH r ) | m | 3.4 | 3.4 | 3.35 | 3.38 | |
泵的转向(从电机向泵看) | 逆时针 (从电机向泵看) | |||||
关闭扬程 | mH2O | 197.3 |
4 原因分析
备用工频凝泵开关故障:就地检查备用工频凝泵6kV开关无故障,且当时运行人员发现备用凝泵未联启后手动启动备用泵成功。故可排除开关存在故障。
热工逻辑存在漏洞:
(1)先查看备用泵联锁启动逻辑,如下图
凝泵联锁启动逻辑图
通过以上逻辑图可知,备用凝泵联启条件有两个(以B泵运行,A泵备用为例):
1)B泵运行、凝结水泵母管压力低于0.5MPa且备用联锁投入;
2)B泵停止且备用联锁投入。
以上两个条件只要满足一个,同时备用泵有启动允许信号,备用泵将联启。
此次异常,符合第二种联启条件,联锁启泵逻辑设计无问题。因此,下面着重分析凝泵启动允许条件:
凝泵允许启动条件逻辑图
通过DCS逻辑图分析可知,凝泵允许启动(以B泵运行,A泵备用为例)需要满足以下6个条件:
(1)备用泵出口阀全关或备用投入状态下且出口电动阀全开
(2)入口电动阀全开
(3)备用泵无故障信号
(4)备用泵无跳闸信号
(5)热井水位1和2测点取最小值,且大于600mm,且质量判断正常。
(6)任意一台凝泵运行或者凝水再循环电动门开度>95%
通过查阅A凝泵6kV开关综保装置无跳闸信号以及联启失败后,运行人员随后手动启泵成功,说明A凝泵满足(3)、(4)项条件。
通过调取B凝泵03时43分57秒跳闸前后曲线分析可知,A凝泵满足(1)、(2)(5)项条件。
B凝泵跳闸时A凝泵相关曲线
由以上分析可知,A凝泵未联启的原因是运行凝泵跳闸时,A凝泵不满足条件(6):任意一台凝泵运行或者凝水再循环电动门开度>95%。
5 解决措施
方案1:取消“任意一台凝泵运行或者凝水再循环电动门开度>95%”条件。弊端:凝泵检修后试运或凝结水系统首次恢复时,水路不通畅,会憋泵。
方案2:始终保持凝水再循环电动门开度>95%。弊端:不适合机组运行期间。再循环电动门打开,凝泵流量会大幅增加,导致凝泵功耗上升,不利于节能。
方案3:对凝泵运行信号增加一延时关模块(TOF模块),凝泵跳闸时让其运行信号短暂保持3秒。弊端:无
根据以上分析,无疑方案3为最佳。因此对凝泵允许启动逻辑最终修改如下:
修改后凝泵启动允许逻辑
6 结束语
本文通过凝泵联锁启动逻辑分析事件原因,同时为分析该类问题提供解决思路。逻辑修改后,经实际传动验证,可完全杜绝该类事件再次发生,实现机组安全稳定运行的目标。
参考文献:
[1]海燕.凝泵变频器跳闸备用泵未自启事故的处理[J].电子技术与软件工程,2019(02):234-235.
[2]南京科远NT6000-控制器算法功能模块使用手册.