定冷水系統(tǒng)

1、華能海門(mén)電廠一期2×1000MW機(jī)組,發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng),一、系統(tǒng)流程及功能,對(duì)大容量汽輪發(fā)電機(jī)，定子繞組水冷系統(tǒng)有如下基本要求：供給額定的冷卻水流量控制進(jìn)水溫度達(dá)到要求值保持高質(zhì)量的冷卻水質(zhì)。(電導(dǎo)率≤1μS/cm)華能海門(mén)電廠一期機(jī)組發(fā)電機(jī)定子繞組采用冷卻水直接內(nèi)冷卻，極大地降低最熱點(diǎn)的溫度，并可降低可能產(chǎn)生導(dǎo)致熱膨脹的相鄰部件之間的溫差，從而能將各部件所受的機(jī)械應(yīng)力減少至最小,1、系統(tǒng)流程,2、系統(tǒng)功能,采用

2、冷卻水通過(guò)定子繞組空心導(dǎo)管，將定子繞組損耗產(chǎn)生的熱量帶出發(fā)電機(jī)。 用水冷卻器帶走冷卻水從定子繞組吸取的熱量。 系統(tǒng)中設(shè)有過(guò)濾器以除去水中的雜質(zhì)。 系統(tǒng)中設(shè)有補(bǔ)水離子交換器，以提高補(bǔ)水的質(zhì)量。 使用監(jiān)測(cè)儀表儀器等設(shè)備對(duì)冷卻水的電導(dǎo)率、流量、壓力及溫度等進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控。 具有定子繞組反沖洗功能，提高定子繞組沖洗效果。,3、技術(shù)要求,定子繞組冷卻水的溫度范圍為45℃～50℃，內(nèi)冷水系統(tǒng)有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，水溫波動(dòng)范圍不大于±2

3、℃。出水溫度不大于85℃。水質(zhì)透明純凈，無(wú)機(jī)械混雜物，在水溫為25℃時(shí)：電導(dǎo)率： 0.5~1.5 ?S/cm（定子繞組獨(dú)立水系統(tǒng)）pH值： 7.0~9.0 硬度： <2 微克當(dāng)量/L（ 2 ?mol/L）含氨量（NH3）： 微量,,- 定子繞組冷卻水系統(tǒng)采用集裝式，并備有“混合床”離子交換器。發(fā)電機(jī)管道設(shè)計(jì)考慮對(duì)定子繞組能夠進(jìn)行反沖洗，反沖洗管道上加裝過(guò)濾器。內(nèi)冷水進(jìn)水處和水冷器

4、出口處加裝濾網(wǎng)，內(nèi)冷水進(jìn)水處采用激光打孔的不銹鋼濾網(wǎng)。所有密封圈采用聚四氟乙烯材質(zhì)。采用閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冷卻器進(jìn)水溫度最高為38℃。配備2臺(tái)100％容量冷卻水的冷卻器，2臺(tái)100％容量的耐腐蝕水泵，包括管道和閥門(mén)以及其它零部件，以及大于10％容量的除離子器。 水-水冷卻器的冷卻水側(cè)設(shè)計(jì)壓力為1.0MPa，試驗(yàn)水壓為1.5MPa。工作水壓不高于1.0MPa。,,定子冷卻水系統(tǒng)裝有用于斷水保護(hù)的檢測(cè)裝置。為了確保斷水保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的可

5、靠性，提供3只水流量低低保護(hù)開(kāi)關(guān)、三只（技術(shù)協(xié)議上為1只，PID圖上為3只）進(jìn)水壓力低報(bào)警用開(kāi)關(guān)和三支出水溫度高報(bào)警用開(kāi)關(guān)（或保護(hù)用開(kāi)關(guān)），一套流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)孔板和測(cè)量孔板配套的流量變送器。定子內(nèi)冷卻水允許斷水運(yùn)行持續(xù)時(shí)間不少于30秒。,,2臺(tái)泵1臺(tái)工作1臺(tái)備用，當(dāng)1臺(tái)出故障后能自動(dòng)切換到另1臺(tái)。2臺(tái)冷卻器設(shè)有測(cè)溫元件，便于進(jìn)行溫度控制。自凝結(jié)水系統(tǒng)向定子冷卻水箱補(bǔ)水管路的設(shè)計(jì)水壓按4MPa考慮。 冷卻器進(jìn)、出口設(shè)有就地溫度計(jì)。

6、 發(fā)電機(jī)內(nèi)冷卻水進(jìn)水管裝設(shè)就地壓力表和流量表。 發(fā)電機(jī)設(shè)有漏水監(jiān)測(cè)裝置。,二、系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備簡(jiǎn)介,發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)主要包括一只1.5m3定冷水箱、兩臺(tái)100％容量的冷卻水泵、兩臺(tái)100％容量的板式水-水冷卻器、壓力調(diào)節(jié)閥、溫度調(diào)節(jié)閥和水過(guò)濾器等設(shè)備和部件，以及連接各設(shè)備、部件的閥門(mén)、管道等。,技術(shù)數(shù)據(jù),1.定子水泵,定子繞組冷卻水系統(tǒng)為一閉式循環(huán)系統(tǒng)。為保證發(fā)電機(jī)連續(xù)、可靠的運(yùn)行，配有兩臺(tái)各為100％額定能力的單級(jí)耐腐蝕離心泵

7、使水循環(huán)流動(dòng)，兩臺(tái)泵中必須選擇一臺(tái)為工作泵、另一臺(tái)為備用泵。當(dāng)工作泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用泵將自動(dòng)啟動(dòng)。泵由三相交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由不同的系統(tǒng)供電以提高可靠性。,2.定冷水冷卻器,水冷卻器標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)為兩臺(tái)冷卻器，每臺(tái)冷卻器的輸出為100％。該冷卻器設(shè)計(jì)為不銹鋼板式冷卻器，所有浸濕表面為不銹鋼材料。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)冷卻器必須單獨(dú)承擔(dān)整個(gè)冷卻水容量的水流。 水-水冷卻器的冷卻水側(cè)設(shè)計(jì)壓力為1.0MPa，試驗(yàn)水壓為1.5MPa。工作

8、水壓不高于1.0MPa。,3.溫度調(diào)節(jié)閥和壓力調(diào)節(jié)閥,溫度調(diào)節(jié)閥用以調(diào)節(jié)定子冷卻水進(jìn)入線圈前的溫度。它是一套氣動(dòng)式三通調(diào)節(jié)閥，其主要部件有：氣／電定位器、閥位變送器、空氣過(guò)濾減壓器、手輪結(jié)構(gòu)。溫度訊號(hào)由水集裝上的鉑熱電阻(TE一321)輸出信號(hào)到電廠中控室DCS系統(tǒng)上接收后，轉(zhuǎn)變成4～20mA電信號(hào)，再反饋到調(diào)節(jié)閥上的氣／電定位器，輸出工作氣信號(hào)以驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)。閥位變送器將閥位變化信號(hào)輸出。三通調(diào)節(jié)閥只是調(diào)節(jié)進(jìn)入水冷卻器和旁路的流

9、量比，以此達(dá)到調(diào)節(jié)閥下游端的水溫保持穩(wěn)定的目的。壓力調(diào)節(jié)閥用以調(diào)節(jié)定子冷卻水進(jìn)入線圈前的壓力。它是一套氣動(dòng)式調(diào)節(jié)蝶閥，其主要部件有：氣／電定位器、閥位變送器、空氣過(guò)濾減壓器、手輪結(jié)構(gòu)、閥板開(kāi)度限位器。壓力訊號(hào)由水系統(tǒng)發(fā)電機(jī)進(jìn)水管路上的壓力變送器(P×－321)輸出信號(hào)到電廠巾控室DCS系統(tǒng)上接收后，再輸出4---20mA電信號(hào)，反饋到調(diào)節(jié)閥上的氣／電定位器，輸出工作氣信號(hào)以驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)。閥位變送器將閥位變化信號(hào)輸出。,

10、4.系統(tǒng)補(bǔ)給水,系統(tǒng)正常補(bǔ)水有兩種：自動(dòng)補(bǔ)水和手動(dòng)補(bǔ)水。自動(dòng)補(bǔ)水取自凝結(jié)水母管，經(jīng)減壓閥后有補(bǔ)水電磁閥控制直接補(bǔ)到定冷水箱底部。手動(dòng)補(bǔ)水取自除鹽水，補(bǔ)水經(jīng)由濾網(wǎng)過(guò)濾后接入離子交換器進(jìn)口，然后到發(fā)電機(jī)定冷水箱底部系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)冷水在系統(tǒng)內(nèi)部不斷循環(huán)。 來(lái)自凝結(jié)水的自動(dòng)補(bǔ)水彌補(bǔ)系統(tǒng)正常的水量損耗，只有在系統(tǒng)泄露、排污等原因引起水箱水位下降時(shí)，才由人工操作閥門(mén)向系統(tǒng)中補(bǔ)水。補(bǔ)水進(jìn)入系統(tǒng)的壓力控制在0．2～0．7MPa之間，

11、補(bǔ)水流量不高于250L／min。當(dāng)外部補(bǔ)水壓力高于0．2～0.7MPa時(shí)，應(yīng)減壓至系統(tǒng)所需的補(bǔ)水壓力值。補(bǔ)水過(guò)程中，應(yīng)觀察水箱水位變化，當(dāng)水箱水位回升至正常水位后，由人工操作關(guān)閉補(bǔ)水閥門(mén)。人工補(bǔ)充進(jìn)入系統(tǒng)中的水先經(jīng)離子交換器(進(jìn)入離子交換器的水壓不得高于0.6MPa)后再進(jìn)入水箱，再由水箱進(jìn)入水泵、冷卻器等主循環(huán)回路,5.虹吸破壞閥及管道,海門(mén)電廠一期的定冷水系統(tǒng)配有破壞虹吸的管道，即從水箱上部空間接出一管道，連接到發(fā)電機(jī)出

12、水母管或母管出來(lái)后的一小段擴(kuò)大管（處于水系統(tǒng)最高處）上。作用為平衡壓力，防止斷水瞬間在進(jìn)口壓力失去的情況下由于虹吸作用使定子線棒中的水被吸到定子水箱，以保護(hù)線棒；正常運(yùn)行時(shí)，回水溫度高可能發(fā)生汽化，防止汽化定子冷卻水進(jìn)出水管設(shè)有一聯(lián)絡(luò)管，作用為消除振動(dòng),6、定冷水箱上壓縮空氣,本定子冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為“富氧運(yùn)行”，通過(guò)向定子水加入壓縮空氣，增加水中氧的含量，可以在定子線棒中形成一層氧化膜，阻止銅離子的析出避免產(chǎn)生銅腐蝕。本系統(tǒng)加氧處為

13、定子冷卻水箱，在定子水發(fā)電機(jī)進(jìn)口管道上設(shè)有溶解氧表（鄒縣電廠說(shuō)明）,7、氮?dú)猓∟2）要求,氮?dú)庥糜诖祾呦到y(tǒng)中的空氣，防止系統(tǒng)的氧腐蝕，冷卻水箱上部空間充氮，應(yīng)保持一定的壓力（14kPa-50kPa）。氮?dú)獾募兌韧扑]值應(yīng)大于或等于99.99 %（體積比），最小≥99%。不得含有污染物（O2，CO2）。剩下的氣體中不得含有腐蝕性污染物，也不得含有氨氣（NH3）和二氧化硫（SO2）。,8、離子交換器,離子交換器由不銹綱制成，樹(shù)脂裝填容積0．3

14、6m。該離子交換器為混合床式，即采用強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂和強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂且按2：1的比例混合裝填。離子交換器的最大允許流量為6．2L／S(22．3m3／h)，為流入發(fā)電機(jī)的水量的約百分之二十，最高允許水溫60℃，壓力損失不高于98kPa。正常運(yùn)行期間，離子交換器的水流量控制在250L／min左右。當(dāng)進(jìn)入離子交換器的水的電導(dǎo)率不高于1．0 u S／cm時(shí)，其出水的電導(dǎo)率將不高于0．1 u S／cm，當(dāng)進(jìn)入離子交換器的水的電導(dǎo)率不高于9．9 u S／

15、cm時(shí)，其出水的電導(dǎo)率將不高于0．2 u S／cm。如果系統(tǒng)中水的電導(dǎo)率不能維持在0．5 us／cm以下，或者壓力損失超過(guò)98kPa，則說(shuō)明交換樹(shù)脂已經(jīng)失效，應(yīng)進(jìn)行更換。,三、邏輯聯(lián)鎖,1、定冷水泵啟動(dòng)允許條件：發(fā)電機(jī)定子冷卻水箱水位不低2、定冷水泵聯(lián)啟條件（A為例，B同）定冷水泵A備用狀態(tài)定冷泵B跳閘或定冷水泵出口母管壓力低3、定冷水泵聯(lián)停條件（A為例，B同）兩臺(tái)定冷水泵均在運(yùn)行發(fā)電機(jī)定子線圈進(jìn)水壓力＞0.31MPa，延時(shí)

16、10s停運(yùn)A泵3、發(fā)電機(jī)定子冷卻水補(bǔ)水電磁閥可手動(dòng)開(kāi)/關(guān)本閥門(mén)；發(fā)電機(jī)定子冷卻水箱水箱液位低自動(dòng)開(kāi)本閥門(mén)；發(fā)電機(jī)定子冷卻水箱水箱液位高自動(dòng)關(guān)本閥門(mén)；無(wú)發(fā)電機(jī)定子冷卻水箱水箱液位低延時(shí)自動(dòng)關(guān)本閥門(mén)。,4.斷水保護(hù),線圈入口水壓異常低(小于0.14MPa); 流量異常低(≤1377L/min/82.62t/h); 出水溫度異常高(76℃) 三種信號(hào)之中任何一種出現(xiàn)時(shí)，則視為發(fā)電機(jī)斷水，

17、斷水保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)動(dòng)作，發(fā)電機(jī)組降負(fù)荷或者甩負(fù)荷。,參數(shù)匯總,四、系統(tǒng)啟停,1、定子冷卻水系統(tǒng)投運(yùn)條件系統(tǒng)檢查已完畢，聯(lián)鎖試驗(yàn)已合格，定子水系統(tǒng)閥門(mén)位置正確。定子冷卻水箱補(bǔ)水化驗(yàn)合格。定冷水箱水位正常，補(bǔ)水水源正常，已充氮，壓力正常?？刂齐娫础?dòng)力電源已送上，儀表和報(bào)警裝置已投入。2、定子冷卻水泵啟動(dòng)啟動(dòng)定子水冷泵，檢查振動(dòng)、聲音、各軸承溫度正常。緩慢開(kāi)啟出口門(mén)，檢查出口壓力正常，當(dāng)水冷器、離子交換器放氣閥見(jiàn)水時(shí)關(guān)閉放氣閥，

18、監(jiān)視調(diào)整發(fā)電機(jī)定子進(jìn)水壓力320kPa左右，調(diào)整水箱補(bǔ)水門(mén)使水位正常,調(diào)整離子交換器進(jìn)出口差壓小于98kPa。系統(tǒng)運(yùn)行正常后，定冷水流量約120m3/h，開(kāi)啟另一定子水冷泵出口門(mén)，投入備用。投入定冷器冷卻水。若切換到備用定冷水泵運(yùn)行，應(yīng)先啟動(dòng)備用泵正常后，再停用原運(yùn)行泵，密切注意定冷水流量正常，不小于120 m3/h。3、系統(tǒng)停運(yùn)機(jī)組停運(yùn)后，根據(jù)需要及時(shí)停運(yùn)定冷水系統(tǒng)，以防發(fā)電機(jī)過(guò)冷。解除定冷泵聯(lián)鎖，停止定冷泵，檢查定冷泵停

19、止。停運(yùn)定冷水系統(tǒng)前應(yīng)降低發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力至0.2MPa，操作時(shí)應(yīng)注意調(diào)整定子冷卻水壓始終比發(fā)電機(jī)內(nèi)風(fēng)壓至少低0.035MPa。,4、定子冷卻水泵切換,檢查備用定子冷卻水泵軸承油杯油位正常，油質(zhì)良好。關(guān)閉備用定子水冷泵的出口門(mén)。啟動(dòng)備用泵，對(duì)泵全面檢查。開(kāi)啟備用泵出口門(mén)，檢查定子冷卻水母管壓力正常。關(guān)閉原運(yùn)行定子水冷泵出口門(mén)，注意定子冷卻水母管壓力正常。停止原運(yùn)行定子水冷泵。開(kāi)啟停運(yùn)泵出口門(mén)，投入備用。,五、運(yùn)行中注意事項(xiàng)

20、,泵組在運(yùn)行中若有明顯的不正常異聲，振動(dòng)明顯增大，應(yīng)立即啟動(dòng)備用定冷泵，停用原運(yùn)行泵。監(jiān)視定冷水泵電流不超限。監(jiān)視定冷泵軸承箱油位正常，各軸承溫度不能大于90℃。定冷水溫度控制正常，約48℃，定冷器通常運(yùn)行一組，另一組作備用；若定冷水溫度升高，可將備用定冷器投用，并分析原因、及時(shí)處理。定冷水箱水位就地顯示正常，無(wú)低水位報(bào)警。若出現(xiàn)水位低報(bào)警，應(yīng)檢查補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，若開(kāi)度過(guò)小可手動(dòng)開(kāi)大，向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)水至水箱水位正常。補(bǔ)水量過(guò)大則要進(jìn)

21、行系統(tǒng)查漏，如無(wú)法維持水循環(huán),立即采取措施將汽輪發(fā)電機(jī)解列。,,機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持定冷水補(bǔ)水系統(tǒng)正常運(yùn)行。化學(xué)定期化驗(yàn)水質(zhì)，保證定冷水導(dǎo)電度≯2μs/cm。補(bǔ)水回路中電導(dǎo)率保持≤1μs/cm，如果超過(guò)1μs/cm，則需投入離子交換器運(yùn)行。檢查定冷水過(guò)濾器差壓正常，若過(guò)濾器差壓＞80 kPa報(bào)警，立即切換到備用過(guò)濾器運(yùn)行，同時(shí)聯(lián)系檢修清洗，清洗完畢，投入備用。發(fā)電機(jī)充氫前，定冷水箱內(nèi)需維持一個(gè)壓力略高于大氣壓的氮?dú)猸h(huán)境，約15kP