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周一早上,肖枫到班里的时候,老李正在桌前翻一个蓝色的文件夹。文件夹已经很旧了,边角都磨毛了,封面上用马克笔写着“给水泵”三个字。
“师傅,今天不是学脱硫吗?”肖枫放下工具包,问道。
“脱硫先放一放。”老李头也没抬,“先学给水泵。”
“给水泵?”肖枫有些意外。他巡检的时候见过给水泵,在锅炉房的零米层,几台大泵并排立着,声音很大,但他一直觉得那就是普通的泵,没什么特别的。
“你觉得给水泵不重要?”老李抬起头,看了他一眼。
“不是不重要,就是……”
“就是觉得它就是个泵,没什么好学的?”老李合上文件夹,“肖枫,我告诉你,给水泵是锅炉的命脉。没有给水泵,锅炉烧干了都不知道。锅炉的汽包液位靠什么维持?就靠给水泵。给水泵要是停了,三分钟之内,汽包液位掉到警戒线以下,锅炉就得紧急停炉。”
老李站起来,把蓝色文件夹夹在腋下。
“走,去现场。今天把给水泵讲透。”
给水泵在锅炉房的零米层,一排三台,并排安装在水泥基础上。每台泵都有两米多长,外壳是铸铁的,银灰色,表面被擦得锃亮。泵的旁边是一台电动机,比泵还大,上面贴着铭牌。
老李走到第一台泵前面,拍了拍电动机的外壳。
“咱们厂的给水泵,三台,两用一备。每台功率800千瓦,扬程16兆帕,流量每小時150吨。16兆帕是什么概念?160公斤压力。锅炉的汽包压力才10兆帕,给水泵的出口压力要比汽包压力高,才能把水打进汽包。”
肖枫看了看泵的出口管道——拳头粗的钢管,壁厚至少一公分,外面包着保温层。这么大的压力,万一管道爆了,水迸溅出来能切穿钢板。
“给水泵分两种,”老李在笔记本上画了一个简图,“电动泵和汽动泵。咱们这三台都是电动泵,电机驱动。大型火电厂用的是汽动泵——用小汽轮机来驱动给水泵,不用电,效率更高。咱们厂规模没那么大,电动泵就够了。”
“国内做给水泵的厂家有哪些?”肖枫问。他现在已经习惯了老李的讲课方式——先讲类型,再讲原理,最后讲仪表。
“给水泵这块,国内最大的几个厂家是上海凯士比、沈阳水泵厂、长沙水泵厂、重庆水泵厂。上海凯士比是合资的,技术最先进;沈阳水泵厂是老国企,产品皮实耐用;长沙水泵厂做中低压泵比较多;重庆水泵厂做高压往复泵有特色。咱们这三台是沈阳水泵厂的,用了二十多年了,还在跑。”
老李打开泵旁边的控制柜,里面是各种仪表和接线端子。
“给水泵的仪表,比锅炉和汽轮机简单,但同样重要。关键参数有六个——出口压力、入口压力、流量、轴承温度、振动、润滑油压。”
他指着控制柜上的几个仪表,一个一个讲。
“出口压力,给水泵最重要的参数。出口压力低了,说明泵有问题,或者锅炉的给水管线有泄漏;出口压力高了,说明出口阀门关小了,或者管道堵了。正常是14到16兆帕。低于12兆帕,备用泵自启;高于17兆帕,报警。”
“入口压力,来自除氧器的水压。正常是0.5到0.8兆帕。入口压力低了,可能是除氧器水位低了,或者入口过滤器堵了。入口压力低于0.3兆帕,泵会汽蚀——水在泵入口汽化,产生气泡,气泡破裂的时候冲击叶轮,时间长了叶轮就报废了。所以入口压力低的时候,要马上检查。”
“流量,测量给水泵送了多少水到锅炉。正常是每台100到150吨每小时。两台加起来200到300吨每小时,跟锅炉的蒸发量匹配。流量低了,可能是泵的问题,也可能是锅炉的给水调节阀关小了;流量高了,可能是锅炉的负荷大了,或者蒸汽管路有泄漏。”
老李走到泵的轴承位置,指着上面贴着的两个温度传感器。
“轴承温度,是监测泵运行状态的重要参数。泵的转速高,轴承发热是正常的,但温度不能太高。正常是60到70度。超过80度报警,超过90度跳泵。轴承温度突然升高,可能是轴承磨损了,或者润滑油不够了。”
他让肖枫摸了摸泵的轴承座——温热的,大概六七十度。
“振动,跟汽轮机一样,用涡流探头测。给水泵的转速是2980转,跟汽轮机差不多,所以振动要求也差不多。正常是50微米以下。超过80微米报警,超过100微米跳泵。振动大了,可能是转子不平衡、轴承磨损、或者泵的基础松了。”
“润滑油压,给水泵的轴承需要润滑油润滑。正常是0.1到0.2兆帕。油压低了,可能是油泵坏了、过滤器堵了、或者油位太低。油压低于0.08兆帕,跳泵。”
老李把六个参数写在笔记本上,递给肖枫看。
“这六个参数,每个都有报警值和联锁值。你回去背下来。下周我考你。”
肖枫把六个参数抄在自己的笔记本上,一边抄一边问:“师傅,给水泵有没有像汽轮机那样的超速保护?”
“没有。给水泵是电机驱动的,转速是固定的,不存在超速的问题。但有一种情况——汽轮机驱动的给水泵,如果调速系统失灵,转速可能会超。那种泵的超速保护,跟汽轮机是一样的。”
“咱们厂以前有过给水泵的事故吗?”
老李沉默了一会儿。
“有。十年前,有一次夜班,二号给水泵的出口压力突然掉了。操作工没注意,DCS的报警也没听到。等发现的时候,锅炉汽包液位已经掉到警戒线以下了。紧急停炉,全厂停产。查原因,是给水泵的入口过滤器堵了,泵汽蚀,叶轮打坏了。”
“损失多大?”
“停产一天,几百万。换泵芯,又是几十万。那之后,厂里加了一条规定——给水泵的入口过滤器,每月清洗一次。巡检的时候,入口压力和出口压力要对比着看,压力差大了就是过滤器堵了。”
老李走到泵的入口管道前面,指着一个Y形的铸铁件。
“这就是入口过滤器。里面有个滤网,挡住水里的杂质。时间长了,滤网上会糊一层脏东西,水流不畅,入口压力就降了。清洗的时候,把上面的法兰盖拆开,抽出滤网,用水冲干净,再装回去。这个活你以后要干。”
肖枫在笔记本上记下来:“给水泵入口过滤器——每月清洗一次,入口压力低于0.5兆帕要检查。”
老李又带他看了备用泵。
备用泵停在那里,电动机不转,泵体是凉的。但泵的进出口阀门是打开的,水可以从备用泵通过。
“为什么备用泵的阀门不关?”肖枫问。
“这叫热备用。”老李说,“备用泵的进出口阀门常开,水一直从泵里面流过,泵的转子跟着慢慢转。一旦运行泵出问题,备用泵可以马上启动,不需要等阀门打开。如果阀门关着,启动的时候再去开阀门,至少要一分钟。一分钟,锅炉的汽包液位可能已经掉到底了。”
“那备用泵怎么保证不反转?”
“备用泵的出口管上有个逆止阀,单向的,水只能从泵流向锅炉,不能倒流。所以运行泵工作的时候,水不会从备用泵倒流回去。”
老李指着出口管道上的一个大法兰,那就是逆止阀的位置。
“逆止阀也是仪表工要检查的内容。如果逆止阀坏了,水就会倒流,备用泵的转子会反转。反转时间长了,泵的叶轮螺母会松脱,叶轮掉下来,泵就报废了。所以巡检的时候,要摸一下备用泵的泵体,如果感觉在发热,说明有水倒流,逆止阀坏了。”
肖枫摸了摸备用泵的泵体——凉的,正常。
老李在笔记本上又画了一张图,是给水泵的控制逻辑。
“给水泵的控制逻辑,比汽轮机简单,但也很重要。主要的联锁有几个——出口压力低联锁、入口压力低联锁、轴承温度高联锁、振动高联锁、润滑油压低联锁。任何一个条件触发,DCS都会发出指令,跳掉这台泵,同时启动备用泵。”
“备用泵怎么知道要启动?”
“DCS的逻辑里有判断。运行泵跳了,出口压力会掉到12兆帕以下。DCS检测到这个信号,就会发出指令,启动备用泵。整个过程不到两秒。”
“两秒?”
“对。两秒之内,备用泵启动,出口压力恢复。锅炉的汽包液位可能会波动一下,但不会掉到警戒线以下。这就是自动备自投的好处——人反应不过来,但DCS可以。”
老李看着肖枫,“你想想,如果没有这个自动备自投,运行泵跳了,操作工看到报警,再去按启动按钮,至少要十几秒。十几秒的时间,汽包液位可能已经掉没了。所以给水泵的备自投逻辑,是锅炉安全的重要保障。”
接下来几天,老李带着肖枫,把给水泵的每一个仪表都过了一遍。
讲出口压力的时候,老李带他看压力变送器的安装位置。
“出口压力变送器装在泵的出口法兰后面,紧挨着泵。这样测到的压力最准确。变送器的导压管要保温,防止冬天冻堵。量程0到25兆帕,4到20毫安对应0到25。DCS里设了量程转换,显示的是兆帕值。”
肖枫在笔记本上记:“出口压力变送器——量程0-25MPa,正常14-16MPa,低于12MPa备自投。”
讲入口压力的时候,老李带他看入口过滤器的前后压差。
“入口压力变送器装在过滤器后面。过滤器的前面还有一个压力表,是就地显示的。你巡检的时候,要对比这两个压力——过滤前和过滤后。压力差超过0.1兆帕,说明过滤器堵了,要安排清洗。”
肖枫记下来:“入口过滤器压差——正常小于0.05MPa,大于0.1MPa清洗。”
讲流量的时候,老李带他看电磁流量计的转换器。
“给水泵的流量用的是电磁流量计。电磁流量计的原理是法拉第电磁感应定律——导电流体在磁场中流动,产生感应电动势,电动势跟流速成正比。给水是除盐水,导电性还可以,所以用电磁流量计没问题。”
老李打开转换器的盖子,让他看里面的接线。
“电磁流量计的转换器,把传感器测到的毫伏信号转换成4到20毫安,送到DCS。转换器上有个小屏幕,可以显示瞬时流量和累计流量。累计流量就是这台泵一共送了多少吨水,用来统计泵的运行效率。”
讲轴承温度的时候,老李带他看温度传感器的接线。
“轴承温度用的是PT100热电阻。PT100在0度的时候电阻是100欧姆,温度升高,电阻增大。DCS通过测量电阻来换算温度。PT100的线有三根,红、白、白,这是三线制接法,可以补偿导线的电阻,测量更准。”
老李拿出一把螺丝刀,拆开接线盒,让肖枫看里面的接线端子。
“以后换温度传感器的时候,要注意接线不能接错。红的是A,两个白的是B和B‘。接错了,温度显示就不准。换完之后要用电阻箱模拟信号,确认DCS显示正确。”
讲振动的时候,老李带他看振动探头的安装位置。
“给水泵的振动探头,跟汽轮机一样,也是涡流探头。装在泵的前后轴承座上,每个轴承装两个——一个水平方向,一个垂直方向。四个探头,监测泵的振动状态。安装的时候要注意,探头的间隙要调好,电缆要固定好,不能松动。”
肖枫看着那些细细的电缆,从探头一直连到控制柜,中间经过了很多电缆扎带固定。
“如果振动探头坏了,怎么换?”
“停机,拆下来,换新的。新探头安装的时候,要用塞尺或者专用的安装工具,把间隙调到1.5毫米。然后锁紧螺母,固定电缆。换完之后,要用信号发生器模拟振动信号,确认DCS显示正确。”
老李从柜子里拿出一个备用的振动探头,让肖枫看了看。
“这个探头跟汽轮机的是一样的,通用备件。所以库房里备了不少,坏了随时换。”
讲润滑油压的时候,老李带他看润滑油系统。
给水泵的润滑油系统比汽轮机简单得多——一个小油箱,一个油泵,一个过滤器,几个油管。
“润滑油压的变送器装在这个位置,量程0到0.5兆帕。正常是0.1到0.2。油压低了,先检查油位,再检查油泵,再检查过滤器。油位在油箱侧面的玻璃管上能看到。”
老李让肖枫看了一下油位——在三分之二的位置,正常。
周五下午,老李在给水泵旁边考他。
“给水泵的出口压力正常范围是多少?备自投值是多少?”
“14到16兆帕。低于12兆帕,备用泵自启。”
“入口压力正常多少?低于多少报警?”
“0.5到0.8兆帕。低于0.3兆帕报警,泵可能汽蚀。”
“流量正常多少?”
“每台100到150吨每小时。两台加起来200到300吨每小时。”
“轴承温度正常多少?报警值和跳泵值是多少?”
“正常60到70度。80度报警,90度跳泵。”
“振动正常多少?报警值和跳泵值是多少?”
“正常50微米以下。80微米报警,100微米跳泵。”
“润滑油压正常多少?跳泵值是多少?”
“0.1到0.2兆帕。低于0.08兆帕跳泵。”
“入口过滤器压差多少算堵了?”
“大于0.1兆帕就要清洗。”
“备用泵为什么要热备用?”
“进出口阀门常开,水一直流过,转子跟着慢慢转。运行泵跳了之后,备用泵可以马上启动,不需要等阀门打开。逆止阀防止水倒流。”
老李点了点头。
“还行。给水泵的仪表,你基本上搞懂了。下周开始,学脱硫。锅炉烧煤,产生烟气;烟气里有二氧化硫,不能直接排;脱硫就是把二氧化硫洗掉。锅炉、汽轮机、给水泵、脱硫,这几个装置串在一起,缺一不可。”
下午四点,早班结束。肖枫换了工服,走出厂区。
他回到宿舍,洗了个澡,躺在床上。把老李给他的三本笔记本拿出来——锅炉那本、汽轮机那本、给水泵那本,并排放在枕头上。
他翻开给水泵那本,看着自己新写的那些笔记——出口压力、入口压力、流量、轴承温度、振动、润滑油压。六个参数,每一个都有它的测量原理、安装方式、报警值、联锁值。
他想起老李说的那句话:“给水泵是锅炉的命脉。没有给水泵,锅炉烧干了都不知道。”
他又想起老李讲的那个事故——十年前,二号给水泵入口过滤器堵了,泵汽蚀,叶轮打坏,全厂停产一天,损失几百万。
现在,他知道了那个事故背后的技术细节——入口压力低了,泵会汽蚀;汽蚀时间长了,叶轮报废;叶轮报废了,给水断了;给水断了,锅炉汽包液位掉了;液位掉了,锅炉紧急停炉。
一个过滤器,一条人命。
他闭上眼睛,在脑子里把整个热电系统的流程串了一遍:给水泵从除氧器抽水,加压后送到锅炉;锅炉烧煤,把水变成蒸汽;蒸汽推动汽轮机,汽轮机带动发电机;做完功的蒸汽进入凝汽器,变成水,再送回除氧器。循环往复,永不停歇。
给水泵是这个循环的起点。没有它,后面的所有都转不起来。
他想着那个循环,慢慢睡着了。
窗外那个嗡嗡的声音还在响。
那是汽轮机的声音,每分钟三千转,永不停歇。
而给水泵,就在楼下,每分钟两千九百八十转,同样永不停歇。
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