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提高真空泵运行安全性的技术措施

文档作者：华意国文档来源：新浦化学(泰兴)有限公司热电厂		点击数：	更新时间： 2022年04月28日
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J 电力安全技术 第l2卷(2010年第5期)
提高真空泵运行安全性的技术措施
华意国
(新浦化学(泰兴)有限公司热电厂， 江苏泰兴 225404)
[摘 要]针对新浦化学(泰兴)有限公司热电厂真空泵抽真空系统设计存在的问题进行分析，提出了改
进真空泵运行安全性的技术措施并加以实施，提高了汽轮机真空系统的安全稳定性，改善了机组运行的安全
经济性。
[关键词]汽轮机；真空系统；管路；控制逻辑；改进
由于水环真空泵组具有系统简单、效率高、抽
气能力强等特点，其在电厂凝汽器抽真空系统中的
应用逐渐广泛。近年来，几乎所有的新建大中型电
厂都采用水环真空泵。另外，在一些老电厂射水(汽)
抽汽器系统的技改工程中，也大量使用水环真空泵
来更新抽真空技术。水环真空泵组在电厂得到日益
广泛应用的同时，由于其设计或运行控制技术的相
对不成熟，在实际运行中也出现了一些问题，对电
厂的安全运行造成了一定的威胁。
1 改造前的系统及其存在问题分析
1．1 系统概述
改造前的抽真空系统如图1所示，从凝汽器来
的汽水混合物经过入口蝶阀后进入真空泵体，经两
级压缩升压后其压力高于大气压力，经汽水分离后
空气经弹簧逆止门排出。机组自调试投产后，半年
内出现4次真空异常，其中2次直接导致低真空保
护停机，为正常生产留下较大的安全隐患。
自凝汽器来
图1 改造前抽真空系统
1．2 人口蝶阀控制方式有缺陷
人口蝶阀采用气动控制，蝶阀的作用是把凝汽
器系统与真空泵组隔开。差压开关的作用是控制蝶
阀的开、闭。当真空泵起动后，蝶阀前后就有压差，
当差压达到设定值(一般将差压值设定为3 kPa)时，
发信号给电磁阀，打开仪表气源，开启蝶阀。满足
一 一
该差压设定值是入口蝶阀打开的必备条件， 以确保
泵工作正常，防止空气倒吸影响真空。
实际上该逻辑又成为限制条件，往往会由于信
号不正常而导致蝶阀无法正常开启，影响正常开机。
同时，在冬季运行时，当运行泵真空较高(一般
在98 kPa以上)时，备用泵启动后要满足差压开关
>3 kPa动作值的要求，则需备用泵启动后真空高
于10l kPa。实际上水环真空泵在空载负荷下也无
法达到如此高的真空，因而将导致泵无法正常切
换，从而成为泵切换的限制条件而非保护条件。
1．3 入口未设止回阀
通常在厂家真空泵出口设计有止回阀，以防止
蝶阀故障时大气进入系统。一般采用手柄式弹簧止
回阀，同时在分离器上装流量计，通过关闭止回阀，
气体从流量计通过，还可以测试真空泵的抽气量。
但在实际中，真空泵入口止回阀常常被忽视， 以致
在运行泵故障跳停时，外界空气将通过故障泵管道
大量漏人凝汽器，急速破坏真空而造成停机。
1．4 真空泵控制逻辑存在问题 ．
(1)停泵时，蝶阀关闭与停泵指令之间无逻辑
关系。操作员在执行关蝶阀命令后，即可停泵，若
此时蝶阀故障，会因无止回阀或止回阀不严密而导
致系统漏空气，影响真空，甚至造成低真空跳机。
(2)运行泵跳闸时，入口蝶阀不联关。当无止
回阀或止回阀不严密时，可能导致系统大量漏空气。
(3)泵启动后，入口蝶阀联开。当真空泵工作
不正常时，未待操作员确认即联开入口阀门，可能
导致系统真空破坏。在电气检修单试电机时，也会
使入口阀联开，导致系统真空破坏。
1．5 人口管道隔离问题
真空母管至真空泵入口之间只设计了1只由电
磁阀控制的气动蝶阀，在电磁阀电源或气源故障，
以及蝶阀密封不严时，都必须保持2台泵运行，既
第12卷(2010年第5期) 电力安全技术
无法隔离检修，又影响运行成本，且降低运行可靠
性。在一些特殊情况下(如蝶阀法兰泄漏)，甚至可
直接导致低真空停机事故。
1．6 补水设计不合理
设计真空泵补水取自凝结水泵出口，由于凝结
水温度一般低于排汽温度1℃～2℃，同时由于真空
泵正常工作压力要比凝汽器压力低0．6 EPa左右，
对应真空泵工作水温度应比排汽温度低3℃左右，
实际上造成补水进入真空泵工作水系统后，要汽化
并放出热量，从而降低了泵的抽真空能力。另一方
面，由于凝结水压力高，也容易造成补水阀门损坏，
影响正常水位控制。
1．7 真空开关成摆设
厂家原先设计真空开关的目的是用于低真空时
联锁启动备用泵，但在电厂控制逻辑设计中则采用
凝汽器压力变送器信号来实现， 即当真空低到8 5
kPa时由DCS发令联启备用泵，由于该控制设备一
直处于闲置状态，故可以取消。
2 系统主要改进及技术措施
2．1 改造后的系统概述
针对运行中发现的问题，分别进行工艺改进并
修改控制逻辑，主要分为：工艺管道系统改进和逻
辑控制系统改进。
在真空泵人口蝶阀前后增加手动闸阀(如不考虑
投资也可设置电动门)和止回阀，防止空气倒吸；补
水水源由机组凝汽器补水改由脱盐水补水；取消真
空开关、差压开关；同时对泵的启动、停止及联锁
时的控制逻辑进行修改。
2．2 工艺管道系统的改进
改进后的系统如图2所示。
自凝汽器来
图2 改造后抽真空系统
2．2．1 取消入口蝶阀差压开关
取消入口蝶阀差压开关，改用其他联锁方式。
差压开关原先用于判断泵是否工作正常，防止空气
J
倒吸，在实际应用中其可靠性差。蝶阀仍为气动，气
源采用本体仪表用储气罐，可避免泵在事故跳闸
时， 因电动门关闭时问长，而影响真空。电源设计
应可靠，避免与控制电源交叉。
2．2．2 取消真空开关
真空开关原先设计目的为，在低真空时联启备
用真空泵；达到设定真空时自动停运1台真空泵，其
测点在泵人口与蝶阀之间，每台泵设计l台真空开
关。在实际应用中，如泵停运，会显示低真空报警，
该报警无实际意义，至于低真空联启备用真空泵的
功能完全可以采用凝汽器真空测点值并连锁来实
现，而且可以减少l台真空开关的投资。
2．2．3 入口蝶阀前后增设手动隔离阀和止回阀
在入口蝶阀前后增设手动隔离阀和止回阀。止
回阀可选用对夹式蝶形止回阀，密封面软密封，阀
门阻力低，更加实用可靠。
2．2．4 真空泵补水改进
泵补水由凝结水改成除盐水，由凝汽器补水母
管接入。这主要有2点好处：一是降低补水温度，对
真空泵工作有利；二是降低补水压力，对补水设备
工作寿命有利。
使分离器内液位的高低直接影响到真空泵的性
能。所抽的气体中含有蒸汽，有可能凝结成水而使
水位增加，使真空泵的电动机功率增加；但更多的
可能是水位降低(甚至无水)而使泵性能急剧下降，
导致凝汽器压力变化影响发电机组的效率。这时控
制水位就显得非常重要。一般采用常规的机械式浮
球控制阀，使水位保持在一定范围内，水位高时可
以自动溢流排放。为防万一，在与分离器相通的现
场磁翻板液位计上还装有上、下限报警开关，接线
到控制室，提供远距离的水位报警功能。
2．3 控制逻辑修改
为提高真空泵的安全可靠性，对其在事故或故
障状态下实施有效保护，防范操作员误操作事故的
发生，对真空泵的控制逻辑进行了以下修改：
(1)真空泵任何情况下允许启动；
(2)当联锁投入时，凝汽器真空低延时5 S或运
行真空泵故障跳闸时，备用泵均联锁启动；
(3)在蝶阀关反馈到位的情况下(DCS关反馈正
常)，才允许操作员停用真空泵，可有效防止误操作；
(4)气动蝶阀在真空泵开启状态下(开反馈到位)
才可以打开，防止真空泵不正常或停用情况下，蝶
阀被打开，导致真空异常；
一 一
J 电力安全技术 第l2卷(2010年第5期)
超超临界机纽F s s s系统
微油点火逻辑的改进
钱庆生
(江苏方天电力技术有限公司，江苏南京 2l1102)
[摘 要]以华电望亭发电厂3号机组为例，介绍了660MW超超临界机组FSSS系统的特点。针对锅
炉应用微油点火技术时遇到的一系列技术问题，提出了解决的方法，对原FSSS控制系统进行了改进和优化，
保证了机组安全、高效的运行。
[关键词]660 Mw超超临界机组；FSSS系统；微油点火；MFT
随着国民经济的迅速发展， 电力需求与能源供
应之间的矛盾Et益凸现，能源供应紧张已经成为电
力生产企业生存与发展的瓶颈。采用高效率、低能
耗的大型超临界乃至超超临界机组已经在电力行业
形成共识，并得到国家的大力支持。我国是一个石
油进口大国， 目前国际油价起伏不定，节约点火用
油具有非常重要的意义。随着微油点火技术的发
展和推广，将大大降低电站锅炉点火用油量，对发
电厂来说，具有可观的经济效益。现以望亭发电厂
3号机组为例，介绍其FSSS系统的特点及在微油
点火技术应用中出现的问题的处理与优化方法。
1 660 MW超超临界机组FSSS系统的特点
1．1 FSSS相关设备概述
华电望亭发电厂3号机组锅炉为上海锅炉厂有
限公司制造的首台660 MW超超临界锅炉，型号为
SG-2024／26．15-M621，单炉膛、一次中问再热、
四角切圆燃烧方式、平衡通风、n型露天布置、固
态排渣、全钢架悬吊结构。燃烧器分6层布置，每
层4只，共24只。每只燃烧器配有l套点火设备，
包括油枪、点火枪、油角阀、吹扫阀各1支。
锅炉装设6套制粉系统，每套制粉系统由1台
磨煤机和1台给煤机组成。磨煤机采用HP碗式中
速磨，给煤机系电子称重式给煤机，并在锅炉底层
配置了XSQ型双强少油点火系统。
1．2 FSSS系统构成
FSSS系统是锅炉侧最重要的热工保护系统，
主要由锅炉燃烧器管理系统BMS和炉膛安全系统
FSS组成，采用OVATION分散控制系统。
1．3 控制对象
FSSS系统的控制对象主要有：6台磨煤机和给
煤机、2台一次风机、燃油总阀、点火油泄漏试验
阀、启动油快关阀、2台回油阀、24套点火枪设备、
微油点火系统、2只密封风机、2台火检冷却风机，
并能跳闸其系统以外的设备，如：汽轮机、小汽机、
电除尘和脱硫系统等。由此可见，FSss系统是一个
直接影响全厂运行安全的保护系统。
1．4 主要功能
FSSS系统在锅炉存在较大运行安全问题时，
及时跳闸锅炉设备，并正确动作相关系统设备，以
·}_{·}{·}_{·H·}{·}-{·H·H·H·H·}{·H·H·H·H·H·}．{·H·H·H·}_{·}_{·}_{·H·H·H·H·}{·H·}-{·}{·}-{．}_{·}．{·：_÷}．{．}_{．}÷}-{·}_{·}{·H
(5)当真空泵联锁启动时，蝶阀自行联锁打开，
这样在事故处理时提高了系统的可靠性和及时性，
减少了操作员的操作；
(6)真空泵故障跳闸时，蝶阀自行联锁关闭，防
止泵跳停，止回阀不正常导致真空降低；
(7)真空泵蝶阀在断电情况下保持原有状态，
避免失电导致阀门打开，影响真空。
回阀的先天性设计缺陷，首先对真空泵的控制逻辑
进行修改并取消了真空开关、差压开关。改进后有
效防止了异常的发生，在长达l0个月的稳定运行过
程中，未发生过1起真空泵异常，很大程度上提高
了运行安全性。
其后，利用机组停机大修机会，在入口蝶阀增
加手动真空闸阀和止回阀，进一步提高运行安全
3改进效果 篥 稳定。至△
改进是分2次进行的。针对真空泵人口缺少止 (收稿日期：2009—09 09)
一 一

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