一起給水泵液耦故障導致機組停運事件
2020-10-16［摘 要］某機組給水泵多年失修，液力耦合器易熔塞故障，再加上備用給水泵出口逆止閥泄露，工作泵出力過大導致液耦工作油溫過高，汽包水位低，機組停運。此類故障較為常見，類似“蝴蝶效應”，一個小故障，碰到一系列的小缺陷，從而導致較大事故。加強設備的日常維護，不是一句空話，應引起重視。
1、設備簡況
某熱電公司鍋爐由能源工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)制造DGJ-440/13.73 -II10型超高壓、自然循環(huán)、“II”型布置汽包鍋爐。汽輪機由上海汽輪機生產(chǎn)的135MW超高壓、中間再熱、雙排汽單軸布置的抽汽、凝汽反動式機組，發(fā)電機為上海發(fā)電機廠生產(chǎn)的QFS-135-2型三相交流同步發(fā)電機，2號機組于2011年1月投產(chǎn)運行。
2、事前工況
2號機組負荷：120MW、主汽壓力13. 6MPa、AGC投入，主蒸汽流量 373t/h，再熱蒸汽壓力2. 19MPa,總煤量66t/h,機組各主、輔機運行正常，抽汽供熱正常。2-1給水泵運行，2-2給水泵備用。
1、設備簡況
某熱電公司鍋爐由能源工業(yè)股份有限公司生產(chǎn)制造DGJ-440/13.73 -II10型超高壓、自然循環(huán)、“II”型布置汽包鍋爐。汽輪機由上海汽輪機生產(chǎn)的135MW超高壓、中間再熱、雙排汽單軸布置的抽汽、凝汽反動式機組，發(fā)電機為上海發(fā)電機廠生產(chǎn)的QFS-135-2型三相交流同步發(fā)電機，2號機組于2011年1月投產(chǎn)運行。
2、事前工況
2號機組負荷：120MW、主汽壓力13. 6MPa、AGC投入，主蒸汽流量 373t/h，再熱蒸汽壓力2. 19MPa,總煤量66t/h,機組各主、輔機運行正常，抽汽供熱正常。2-1給水泵運行，2-2給水泵備用。
3、事件經(jīng)過
2020年3月13日1時27分，巡檢發(fā)現(xiàn)2-1給水泵液耦油位上部有泡沫且油溫、油位偏高，運行人員切換為2-2給水泵運行。檢修將2-1 給水泵液耦油位放至正常油位，經(jīng)化驗油質合格，并對2-1給水泵潤滑油、工作油冷油器進行了清理。
06時55分檢修處理完2-1給水泵，重新啟動2-1給水泵運行，將 2-2給水系切換為2-1給水泵運行進行試泵，增加2-1給水泵出力維持汽包水位正常，同時減小2-2給水泵出力。
07時03分50秒，2-2給水泵液耦開度由73%減小為5%，2-1給水泵液耦開度開至80%，汽包水位由正常水位（+13mm)開始逐漸下降至(-22mm)，且有繼續(xù)下降趨勢。運行人員此時判斷2-1給水泵出力不足 (07時04分04秒2號機組主給水流量已降至0噸/小時），于07時04 分10秒時重新開啟2-2給水泵液耦至80%,此時2-1、2-2給水泵液耦開度均為80%，但汽包水位仍然繼續(xù)下降，為確保2-2給水泵出口逆止門已頂開并恢復正常出力，07時04分30秒將2-1給水泵液槁開度降低至10%以下，同時將2-2給水泵液耦開度開至89%，將2-2給水泵再循環(huán)開度由30%關至0%，此時汽包水位-100mm左右。（以上給水泵液位開度為DCS盤面顯示開度，經(jīng)查就地開度與遠傳開度一致）
07時04分48秒主給水流量由0迅速增加至480噸/小時，2-2給水泵液耦工作油冷油器進口溫迅速上升，07時05分03秒汽包水位降至 -215mm后逐漸開始上升至-162mm (此時2-1給水泵液耦開度9. 5%)。
07時05分30秒左右就地檢查人員匯報發(fā)現(xiàn)2-2給水泵液耦工作油溫度高冒煙，且同時液耦上部有大量漏油現(xiàn)象，要求停止2-2給水泵運行，DCS盤2-2給水泵液搞工作油溫度急速上升，工作冷油器進油溫度已超過跳泵值（未跳泵原因：回油溫度未達報警值。跳泵條件須滿足：供、回油溫度中仍一溫度達到跳泵值，另一溫度同時達到報警值），此時汽包水位-186mm。07時05分54秒緊急情況下運行人員重新將2-1給水泵開度由10%開至89%，07時06分13秒將2-2給水泵液耦開度降至 10%，因2-1給水泵出水通過流入2-2給水泵及再循環(huán)管道，導致主給水流量不足。
07時08分40秒2號機組汽包水位低III值保護動作（-230mm)，2 號機組跳閘。
03月14日08時完成2-1給水泵檢修工作結束，并試轉合格，開始向鍋爐上水。
11時00分2號鍋爐重新點火成功，13時59分19秒2號機組重新 并網(wǎng)成功。
2020年3月13日1時27分，巡檢發(fā)現(xiàn)2-1給水泵液耦油位上部有泡沫且油溫、油位偏高，運行人員切換為2-2給水泵運行。檢修將2-1 給水泵液耦油位放至正常油位，經(jīng)化驗油質合格，并對2-1給水泵潤滑油、工作油冷油器進行了清理。
06時55分檢修處理完2-1給水泵，重新啟動2-1給水泵運行，將 2-2給水系切換為2-1給水泵運行進行試泵，增加2-1給水泵出力維持汽包水位正常，同時減小2-2給水泵出力。
07時03分50秒，2-2給水泵液耦開度由73%減小為5%，2-1給水泵液耦開度開至80%，汽包水位由正常水位（+13mm)開始逐漸下降至(-22mm)，且有繼續(xù)下降趨勢。運行人員此時判斷2-1給水泵出力不足 (07時04分04秒2號機組主給水流量已降至0噸/小時），于07時04 分10秒時重新開啟2-2給水泵液耦至80%,此時2-1、2-2給水泵液耦開度均為80%，但汽包水位仍然繼續(xù)下降，為確保2-2給水泵出口逆止門已頂開并恢復正常出力，07時04分30秒將2-1給水泵液槁開度降低至10%以下，同時將2-2給水泵液耦開度開至89%，將2-2給水泵再循環(huán)開度由30%關至0%，此時汽包水位-100mm左右。（以上給水泵液位開度為DCS盤面顯示開度，經(jīng)查就地開度與遠傳開度一致）
07時04分48秒主給水流量由0迅速增加至480噸/小時，2-2給水泵液耦工作油冷油器進口溫迅速上升，07時05分03秒汽包水位降至 -215mm后逐漸開始上升至-162mm (此時2-1給水泵液耦開度9. 5%)。
07時05分30秒左右就地檢查人員匯報發(fā)現(xiàn)2-2給水泵液耦工作油溫度高冒煙，且同時液耦上部有大量漏油現(xiàn)象，要求停止2-2給水泵運行，DCS盤2-2給水泵液搞工作油溫度急速上升，工作冷油器進油溫度已超過跳泵值（未跳泵原因：回油溫度未達報警值。跳泵條件須滿足：供、回油溫度中仍一溫度達到跳泵值，另一溫度同時達到報警值），此時汽包水位-186mm。07時05分54秒緊急情況下運行人員重新將2-1給水泵開度由10%開至89%，07時06分13秒將2-2給水泵液耦開度降至 10%，因2-1給水泵出水通過流入2-2給水泵及再循環(huán)管道，導致主給水流量不足。
07時08分40秒2號機組汽包水位低III值保護動作（-230mm)，2 號機組跳閘。
03月14日08時完成2-1給水泵檢修工作結束，并試轉合格，開始向鍋爐上水。
11時00分2號鍋爐重新點火成功，13時59分19秒2號機組重新 并網(wǎng)成功。
4、原因分析
2號機組給水泵（型號：FK5G32M)、前置泵（型號：QG500-80 )、液耦（型號：YOT46-508)、逆止門均為上海電力修造總廠有限公司生產(chǎn)，2014年6月機組A修 時，由第一工程公司檢修給水泵時對易熔塞進行更換，給水泵出口逆止門于2008年生產(chǎn)。
經(jīng)化驗2-1給水泵潤滑油、工作油油質合格，檢查2-1給水泵潤滑油、工作油冷油器冷卻水溫度較低、無明顯臟污，冷卻水量充足。2-1 給水泵油溫高原因為：（1 )解體檢查發(fā)現(xiàn)2-1給水泵液力耦合器內(nèi)4易熔塞其中一個損壞，導致運行中給水泵泵輪與渦輪中部分工作油直接流入油箱，給水泵工作油油壓降低，進入冷油器冷卻油量減少，導致給水泵運行中油溫偏高；（2)機組負荷高、主蒸汽壓力高，以及給水再循環(huán)可能存在內(nèi)漏，造成2-1給水泵長期在高轉速運行（或者長期在一個固定轉速下運行），耦合器勺管總是處在距軸心最近部位，沒有吸收熱量回油，系輪與滿輪之間高速旋轉時介質沒有熱交換，就沒有排油，造成耦合器工作油溫升高。
2-2給水泵出口逆止門不嚴，使2-1、2-2給水泵同時運行存在搶水現(xiàn)象。運行人員切換給水泵時，應關注轉速、流量、出口壓力變化。因2-2給水泵出口逆止門不嚴，導致高壓給水倒流入2-2給水泵及再循環(huán)門，此時大幅增加液耦開度，轉動力矩過大，導致給水泵液力耦合器工作油溫度快速上升，超過規(guī)定值后磨損系軸、密封瓦及烏金面，2-2給水泵被迫停運，導致汽包水位低III值保護動作。
5、暴露問題
公司兩臺機組自2014年進行過大修，至今未進行A、B檢修工作，主要輔機設備運行時間較長，未進行過解體檢修檢查，存在不同程度隱蔽缺陷。本次事故中2-1給水泵液力耦合器內(nèi)易熔塞損壞、2-2 給水泵出口逆止門不嚴等主要輔機缺陷，均需要解體檢查才能發(fā)現(xiàn)并處理。
運行人員在操作給水系切換時，因2-2給水泵出口逆止門不嚴， 導致高壓給水倒流入2-2給水泵，引起2-2給水泵倒轉，在操作過程中未能正確判斷事故現(xiàn)象，未密切關注給水泵轉速、流量、出口壓力變化，快速增加了 2-2給水泵液耦開度，致使2-2給水泵過負荷，導致泵軸、 密封瓦及烏金面磨損較為嚴重。
6、防范措施
向上級公司申請開展兩臺機組A檢修，對各主要及輔助設備存在 問題進行徹底處理，保證兩臺機組長周期安全運行。
將2-2給水泵液力耦合器返廠檢修，對磨損泵軸、密封瓦及烏金 面進行徹底處理，盡快恢復2-2給水泵正常備用。因返廠檢修時間較長， 目前公司1號機組停運，準備更換高背壓轉子，暫時將1號機組1-2 給水泵液耦拆至2號機組2-2給水泵，恢復2-2給水泵備用狀態(tài)。加強檢修及設備維護工作，利用檢修機會對兩臺機組給水泵及出 口逆止門進行檢查，對給水泵易溶塞結構進行檢查、改進，機組A修期 間對易熔塞進行更換，給水泵出口逆止門檢查，對歷次出現(xiàn)過問題的設備逐一進行排查梳理。
加強運行人員培訓工作，切換給水系時，兩臺給水泵的轉速、 出口壓力、流量，緩慢地增大待運行給水泵勺管開度、保持總給水流量 穩(wěn)定減小被切換給水泵勺管開度，使給水流量逐漸轉移。做好類似事件的事故預想，提高運行人員事故處理能力，發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常及時匯報、準確判斷，防止事故擴大。
2號機組給水泵（型號：FK5G32M)、前置泵（型號：QG500-80 )、液耦（型號：YOT46-508)、逆止門均為上海電力修造總廠有限公司生產(chǎn)，2014年6月機組A修 時，由第一工程公司檢修給水泵時對易熔塞進行更換，給水泵出口逆止門于2008年生產(chǎn)。
經(jīng)化驗2-1給水泵潤滑油、工作油油質合格，檢查2-1給水泵潤滑油、工作油冷油器冷卻水溫度較低、無明顯臟污，冷卻水量充足。2-1 給水泵油溫高原因為：（1 )解體檢查發(fā)現(xiàn)2-1給水泵液力耦合器內(nèi)4易熔塞其中一個損壞，導致運行中給水泵泵輪與渦輪中部分工作油直接流入油箱，給水泵工作油油壓降低，進入冷油器冷卻油量減少，導致給水泵運行中油溫偏高；（2)機組負荷高、主蒸汽壓力高，以及給水再循環(huán)可能存在內(nèi)漏，造成2-1給水泵長期在高轉速運行（或者長期在一個固定轉速下運行），耦合器勺管總是處在距軸心最近部位，沒有吸收熱量回油，系輪與滿輪之間高速旋轉時介質沒有熱交換，就沒有排油，造成耦合器工作油溫升高。
2-2給水泵出口逆止門不嚴，使2-1、2-2給水泵同時運行存在搶水現(xiàn)象。運行人員切換給水泵時，應關注轉速、流量、出口壓力變化。因2-2給水泵出口逆止門不嚴，導致高壓給水倒流入2-2給水泵及再循環(huán)門，此時大幅增加液耦開度，轉動力矩過大，導致給水泵液力耦合器工作油溫度快速上升，超過規(guī)定值后磨損系軸、密封瓦及烏金面，2-2給水泵被迫停運，導致汽包水位低III值保護動作。
5、暴露問題
公司兩臺機組自2014年進行過大修，至今未進行A、B檢修工作，主要輔機設備運行時間較長，未進行過解體檢修檢查，存在不同程度隱蔽缺陷。本次事故中2-1給水泵液力耦合器內(nèi)易熔塞損壞、2-2 給水泵出口逆止門不嚴等主要輔機缺陷，均需要解體檢查才能發(fā)現(xiàn)并處理。
運行人員在操作給水系切換時，因2-2給水泵出口逆止門不嚴， 導致高壓給水倒流入2-2給水泵，引起2-2給水泵倒轉，在操作過程中未能正確判斷事故現(xiàn)象，未密切關注給水泵轉速、流量、出口壓力變化，快速增加了 2-2給水泵液耦開度，致使2-2給水泵過負荷，導致泵軸、 密封瓦及烏金面磨損較為嚴重。
6、防范措施
向上級公司申請開展兩臺機組A檢修，對各主要及輔助設備存在 問題進行徹底處理，保證兩臺機組長周期安全運行。
將2-2給水泵液力耦合器返廠檢修，對磨損泵軸、密封瓦及烏金 面進行徹底處理，盡快恢復2-2給水泵正常備用。因返廠檢修時間較長， 目前公司1號機組停運，準備更換高背壓轉子，暫時將1號機組1-2 給水泵液耦拆至2號機組2-2給水泵，恢復2-2給水泵備用狀態(tài)。加強檢修及設備維護工作，利用檢修機會對兩臺機組給水泵及出 口逆止門進行檢查，對給水泵易溶塞結構進行檢查、改進，機組A修期 間對易熔塞進行更換，給水泵出口逆止門檢查，對歷次出現(xiàn)過問題的設備逐一進行排查梳理。
加強運行人員培訓工作，切換給水系時，兩臺給水泵的轉速、 出口壓力、流量，緩慢地增大待運行給水泵勺管開度、保持總給水流量 穩(wěn)定減小被切換給水泵勺管開度，使給水流量逐漸轉移。做好類似事件的事故預想，提高運行人員事故處理能力，發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常及時匯報、準確判斷，防止事故擴大。
（來源：汽機監(jiān)督）