热力发电厂循环水系统空管启动分析

第31卷第8期华电技术Vol.31 No. 82009年8月Huadian TechnologyAug. 2009热力发电厂循环水系统空管启动分析刘涛(深圳能源集团东部电厂,广东深圳518120)摘要:从常 规热电厂循环水系统空管启动实际过程出发,分析了影响循环水系统空管启动安全的各种因素,并结合实践给出了操作方法和建议,供同类型系统启动方案制订时参考。关键词:循环水系统空管启动;循环水泵特性曲线;水锺;启动方案中图分类号:TK 224.21文献标志码:B文章编号:1674 - 1951 (2009)08 -0033 -03统布置示意图如图1所示。0引言电液动控热力发电厂的循环水系统庞大而复杂,系统启蝶蝶水动时为了不使系统产生空气振荡和水锤而对循环水*+0&泵造成伤害,一般要求先对整个系统进行注水、排排水8取水气,方可启动。但这样做的弊端是显而易见的:循环水系统水容积比较大,动辄上万立方米,用普通的水&Q&L L_I &&O-3H泵注水,--般需要1~3d;临时泵的安装、拆除和注水口的制作,也比较繁杂。图1 循环冷却水系统布置示意图最省时、省力的方法是进行空管启动,但此种方循环水泵房出来到主厂房的循环水母管有一段法的可行性需要严密论证,在论证的基础上,细心谨爬坡,泵房至爬坡段最高点之间的母管(DN2200)慎地操作,才可保证系统安全顺利地启动。本文结长度约820 m,高差约9m,然后再下降进入电厂厂合实例说明如何进行循环水系统的空管启动。区,循环水泵出口设有DN100的排气阀,中间每条管各设2个DN200的排气阀,爬坡段最高点设- -准1项目情况介绍调压室(即DN325的敞口直通管,管口标高24 m);广东某电厂一期工程规划建设3 x350MW燃从最高点进入电厂时,陡然下降9m,最高点至*1机气-蒸汽联合循环机组,其循环水系统设计为开式组主厂房的距离约370m,每根管设1个检查井(设循环，为汽轮机凝汽器和开式冷却水系统提供冷源。有DN100的双出口排气阀)及1个放空排水井(设每台机组配置1台100%容量的循环水泵1台旋转有DN100的双出口排气阀) ,过了"3机组后,变径为滤网和1台反冲洗水泵。3台循环水泵出口汇成2DN1 800,过了“2机组后,变径为DNI 200,'1 ~#3机条供水母管,中间设2个联络电动门,3台机组共用组供水支管管径为DN1 200;凝汽器进水管径为2条循环水供水母管,每台机组回水经过虹吸井汇DNI 200,与凝汽器连接处绝对标高比最高点(准调到排水沟渠流回大海。压室处)高2m左右,凝汽器回水管与凝汽器连接处供水母管为2x DN2 200管,厂外管道(因场地绝对标高比虹吸井堰上水位(6.8m)高5m左右。限制，循环水泵站布置在远离电厂的海边)大部分2影响安全启动的主 要因素采用钢套简预应力钢筋混凝土管(PCCP管),在泵站出口段和循环水进人厂区的下坡段局部采用钢空管启动的首要工作是防止发生水锤事故。对管。循环水泵出口管3根DN1 800管出循环水泵房于水锤,水力学中是这样描述的:水(或其他不可压后合并成2根DN2200管,进入主厂房的压力管为2缩流体)在输送过程中,由于阀门突然开启或关闭、根DN1200钢管,分别接自2条供水母管。其中,厂水泵突然停车.骤然启闭导叶等原因,使流速发生突外循环水压力管总长度约850m,厂内部分主干管然中国煤化工的现象。总长度约360 m,支管长度约95 m。循环冷却水系.MYH.CN M H a近光滑的,水流动自如。三打J开时网1天然大闭或给水泵停车时,水收稿日期:2009-06 -05流对阀门及管壁(主要是阀门或泵)会产生-一个压●34●华电技术第31卷力。由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,水力对于普通的离心泵,要求关闭出口阀后方可启迅速达到最大并产生破坏作用,压力冲击将使管壁动。开阀启动时,电机负载最大,易长时间过流,引受力而产生噪声,犹如锤子敲击管道-样,这就是水起保护动作从而跳泵。但循环水泵是斜流泵特性力学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。相反,关和离心泵有所不同,是否可以开阀启动,需要从循环闭的阀门在突然打开或给水泵启动后,也会产生水水泵特性曲线(背压-轴功率-泵效率-流量曲.锤,叫负水锤，但压强没有前者大。线)中寻找答案,该曲线如图2所示。由水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压00p强的几十倍甚至于数百倍。这种大幅度压强波动可20-30 t导致管道系统强烈振动而发出噪声,并可能破坏阀门接头,对管道系统有很大的破坏作用。为防止水EFF锤需正确设计管道系统,防止流速过高,一般设计管RATED子流速应小于3m/s,并需控制阀的开、闭速度。30-显然,防止水锤的重点是要控制水流速度和开10S.P.Dens-=1025)__ 1 2200kV\闭阀门的速度。S.P.(Dens=1 000)0该电厂循环水母管直径为2.2m,截面积为o 0L0十2345δ宫ψ03.80m2,2条母管截面积为7.60m2,循环水泵额定流量/m'●5)流量为7m'/s。使用单母管注水,水流速度为1. 84圄2循环水泵特性 曲线m/s,双母管注水,水流速度为0.92 m/s,均可达到在循环水泵的特性曲线中可以看到:泵的轴功流速小于3 m/s的条件。但管道中有爬坡段和一个率基本上是-条比较平坦的曲线,且在背压较低时,陡坡下降段,下降段会造成水流加速,这种情况对于轴功率随 着泵出口压头的下降而略有下降。也就是防止水锤十分不利;但有利的是，下降段过后厂区内说，在开阀起泵,背压较小的情况下,泵不但不会过还有较长的水平段,可以较大程度地抑制流速。后流,电流还会稍小于额定电流。来的实际启动过程也证明，陡坡段的流动加速不会3启动预案及实际操作过程造成水锤。循环水系统庞大而复杂,以上简单计算得出的在启动之前,经相关人员讨论审核，决定采用安全边界仅具有参考意义,并不能保证启动过程中“单母管启动，多次点动"的方法。不出现水锤。最重要的是在实际启动过程中谨慎操预案摘要如下:作严密监控、做好事故预想并在必要时果断采取(1)循环水单条管道充水时间约12 min,为了保措施。.护好电机及减少设备水锤现象,采用点动及节流为了防止水锤,在启动预案中列出了具体的充水。措施:(2)启动"2循环水泵，向循环水甲管注水,监视(1)打开循环水系统所有的排气门;循环水泵电流、振动、电机轴承温度、泵轴承温度。(2)全开凝汽器循环水进出口电动门;同时,监视准调压室排气管,海水到准调压室位置(3)分2次启动循环水泵,中间静置10 min,让后,停止*2循环水泵,时间大约6 ~7 min。系统充分排气,稳定流动状态,减少对系统的冲击;(3) 10 min后启动"1循环水泵,"1循环水泵出(4)在各个重要区域布置人员值守,加强监控:口电动蝶阀开度在10% ~ 15%。监视循环水泵电具体包括循环水泵本体,出口阀门井,循环水管道准流振动、电机轴承温度、泵轴承温度。同时监视准调压室,各呼吸阀,3台机厂房内循环水系统等;调压室排气管厂房循环水母管上的呼吸阀及3台(5)发现情况及时汇报值长,发现险情随时准凝汽器海水侧4个呼吸阀排气。备打闸停泵,保护人身和设备安全。(4)当厂内系统正常后,开启"2与"3联络电动安全进行系统启动,还要考虑循环水泵启动时,蝶阀对乙管进行充水。会否因出口没有阻力而造成电机过流。6kV电机中国煤化工循环水泵出口电不宜频繁启动,冷状态下允许启动2次,热状态下只动蝶HCNMHG允许启动1次。如需再次启动,至少需要静置1.5(6)打开3台机开式水自动滤水器前手动蝶h。如果在启动过程中,循环水泵出现过流跳泵,则阀,进行开式水系统充水排空,排空后启动3台机开会更加延误启动计划的实施。式水泵,系统投人正常运行。第8期刘涛:热力发电厂循环水系统空管启动分析●35●(7)整个过程由值长统-指挥。开强制信号,"1循环水泵出口门保持正常开位,没实际的操作过程如下:有出现异常误动情况;09:39全开"2循环水泵出口电动门,启动"2循10:30逐渐关闭3台机组凝汽器回水电动门至环水泵,启动电流很快回复到可见水平(207 A),约50%开度;1 min后逐渐回升并稳定在256A左右;10:33观察情况稳定、正常,进一步关闭3台机09 :43*2循环水泵出口压力,0. 12 MPa;组凝汽器回水电动门至30%开度,彻底排净凝汽器09:46停"2循环水泵,停泵前泵出口压力0.14 .顶部空气;MPa;10:36按照“防止循环水泵出口联络电动门误09 :50在分散控制系统( DCS)逻辑中强制"1循关预案",将"1和"2循环水泵出口联络电动门停环水泵出口电动门,给一个全开的信号,就地实际开电,"2和"3循环水泵出口联络电动门仍送电,控制度为20% ;方式置远方位。顺利完成循环水系统空管启动09:55启动"1循环水泵，出口压力0.26 MPa,压任务。力过高,就地手动开启"1循环水泵出口电动蝶阀,4结论.调整泵出口压力到0.20MPa,蝶阀开度固定在40%;此时,根据系统的声音和振动判断蝶阀的节热力发电厂循环水系统能否进行空管启动,因流效果已经很微弱;系统而异,需要结合各个电厂的实际情况进行论证。10:03循环水乙管准调压室有明显空气冒出，主要考虑2点因素:管道内水流对系统的冲击程度;乙管开始起压启动3台凝汽器人口二次滤网反洗，循环水泵无背压条件下的运行特性。在这2个条件防止杂物导致滤网堵塞;均符合且具有足够安全裕量的前提下,制订详细的10:07 "3机组凝汽器前后水室顶部排空门开始启动预案和事故预想,在实际操作过程中统-指挥,冒水;精细操作,方可保证安全顺利地完成循环水系统的10:10就地全开"1循环水泵出口电动蝶阀,位空管启动任务。于主厂房门口的循环水管道呼吸阀有水喷出;10:14就地打开*2和"3循环水泵出口联络电动参考文献:门,开度20%;[1]张耀先，丁新求.水力学[M].郑州:黄河水利出版社，10:21观察情况且稳定、正常后,就地逐渐全2004.开"2和"3循环水泵出口联络电动门;(编辑:白银雷)10:23主厂房门口的循环水管道呼吸阀恢复正常,不冒水、不冒气;作者简介:10:27在分散控制系统( DCS)逻辑上恢复之前刘涛(1983-) ,男,陕西泾阳人，助理工程师,从事电厂被强制为“全开"的"1循环水泵出口电动门信号:放运行方面的工作。(上接第32页)2根牵引钢丝绳能有效地固定浮箱5结束语使之不产生倾翻现象。(1)拦漂排设计目前尚无国家规范,目前一般参考固定拦污栅进行设计。显然,无论是受力情况牵引钢丝绳及绳夹还是结构形式,拦漂排和固定拦污栅均有较大差异。(2)在分析结构差异较大的2个拦漂排(浮式浮箱拦污栅)工程实例的基础上,提出了一种新的拦漂排浮箱结构设想。旨在抛砖引玉,希望同行提出更配重混凝土.优秀的设计方案。中国煤化工(编辑:白银雷)拦污格栅YHCNMHG圄3新型拦漂排浮箱结构设想图苏振荣(1957-) ,男,广西钦州人,工程师,从事金属结构机电安装方面的工作。