600 MW机组循环水泵液控蝶阀的使用及改进

第18卷第2期广东电力Vol. 18 No.2.2005年2月GUANGDONG ELECTRIC POWERFeb. 2005文章编号:1007-290X(2005)02 -0066-04600MW机组循环水泵液控蝶阀的使用及改进王静明(广东国华粤电台山发电有限公司，广东台山529228)摘要:为避免循环水泵出口管道中可能产生的水锤现象，介绍了国产600MW亚临界燃煤发电机组配套循环水泵与出口蝶阀的配套选型构思，论述了防止产生水锤现象液压控制蝶阀的设备机理和时间设定，以及为保证循环水系统安全运行所采取的优化措施，这些措施为同类型机组循环水系统的改进提供了参考，同时提高了机组安全性。关键词:循环水泵;水锤;出口液控蝶阀;使用;改进中图分类号: TM621. 7文献标识码: BUse and improvement of hydraulic-controlled butterfly valves forcirculating-water pumps of 600 MW unitsWANG Jing-ming(Guangdong Guohua Yudean Taishan Power Co.，Ltd.， Taishan, Guangdong 529228，China)Abstract: To avoid possible water hammer in outlet pipes of circulating- water pumps，this paper introduces the considerationon type selection of the circulating- water pumps and outlet butterfly valves for Chinese-made 600 MW subcritical-pressurecoal-fired power generating units in Taishan Power Plant, Guangdong，describing the water- hammer- preventing mechanismand time setting of the hydraulic-controlled butterfly valves along with the optimizing measures taken to safeguard thecirculating- water system，which enhance the safety of the units, and provide reference to improvement on circulating- watersystems of similar units as well.Key words: circulating-water pump; water hammer; outlet hydraulic-controlled butterfly valve; use; improvement.广东台山电厂首期两台机组为上海电气集团为:取水源头-→引水明渠→前池-→循环水泵房→生产的亚临界600 MW燃煤发电机组，循环冷却循环水压力母管-→凝汽器→虹吸井→循环水排水水系统采用单元制直流循环冷却供水系统，使用沟- >排水口。海水作为循环冷却水水源。每台机组配备两台从循环水泵出口管道至虹吸井管线实际长度50%容量德国KSB公司制造的循环水泵，循环泵近1 000m，而且凝汽器部位较高，因此在水力工出口蝶阀采用液控蝶阀。况瞬态变化过程中极可能产生水锤现象，而且最大正压水锤一般发生在两台泵并联运行且同时事1循环水泵与 出口门的选型构思故掉闸工况下泵出口门处，压力的大小与水泵出KSB循环水泵为立式、固定转速、固定叶口门的关闭规律密切相关，不同的关闭规律水锤片、单级混流泵，由立式感应电动机驱动。单泵的中国煤化工水锤-般形成点在凝运行时，额定流量为13.2 m3/s，转速为329 r/YHCNMHG闸时，运行中的水泵min，扬程为12.8 m;双泵运行时，额定流量为转速急剧下降乃至反转，管道流向逆转，其隆起11 m'/s， 扬程为17.8 m。循环水系统布置方式点将产生负压。由于凝汽器顶部往往是系统中的驼峰点，因此，首先在凝汽器顶部产生负压增大，收稿日期: 2004-06-30当此压力降至该温度的汽化压力时，产生断流空第2期王静明:600MW机组循环水泵液控蝶阀的使用及改进67腔，造成水柱分离。为防止凝汽器顶部产生水柱MPa和一0.058MPa。管道特征点的最大水锤压分离的弥合水锤升压导致凝汽器破坏事故，以及力不超过0.392MPa，压力波动不超过0.16弥合水锤波传到水泵出口，必须在阀门选型方面MPa，停泵16s后系统趋于稳定。予以充分考虑。按照这样的设计思路，我们认为2.4泵出口30s快关75°，50 s慢关15°的情况选用液控蝶阀作为循环水泵配套的出口门可以较与20s快关相比，开始倒流与倒流时间无太好地避免可能产生的水锤效应。大变化，最大倒流流量和最大倒转转速都有所增2两台泵并联运行，同时掉泵水锤分析加，分别为额定值的14. 1%和15. 2%。按照KSB公司提供的产品资料和液控蝶阀特3出口液控蝶阀的特点性，对台山电厂循环水系统进行了水锤分析计算。循环水泵出口门为多功能液控蝶阀，正常情当两台水泵并联运行，同时事故停泵时，每台泵况下，阀角度0°~90'对应时间30~120 s可调，的最大倒流量为额定流量的60. 1%，泵开始倒转开启时为均匀开启;关闭时为快关一慢关，快关的时间为停泵后36 s，停泵后系统最大水锤压力角度90°~20° +8对应时间3~30s可调，慢关角为0.4548MPa,凝汽器前后的最大水锤压力分度20*士8°~0°对应时间6~60 s可调。蝶阀液压别为0.1076MPa和0.0752MPa，泵出口400m系统设有电动泵、手动泵两套供油系统以便操作处和凝汽器后40m处最大水锤压力分别为阀门的开启和关闭，通常情况下开阀时由油泵电0.1161MPa和0.1936MPa。机提供动力，只有在紧急情况下采用手动液压泵.两台泵并联运行，同时掉泵出口阀两阶段关开启阀门在现场操作;关阀时由升起的重锤提供闭情况分析如下:能量，驱动阀门关闭，关阀时不需驱动电源。在2. 1泵出口5s快关75°, 20 s慢关15°的情况开启蝶阀控制面板上的三个元件可以调整蝶阀开由于快关时间较快，水泵没有倒流和倒转现启速度，而无法使蝶阀在某一位置停留。阀门关象，阀门关闭后凝汽器处流量反复波动，管道中闭时具备快关-慢关功能，可以充分减弱可能产出现长时间的压力波动，波动幅度高达200 m,生的水锤效应。泵出口阀后多次出现水柱分离，第一次分离时间3.1液压系统为53s，弥合压力高达2. 053 MPa，凝汽器处同液压系统包括一个油箱、电动泵、备用手动样出现长时间的水柱分离，凝汽器前后水锤压力泵、电磁阀、速度调节阀以及一些附件，液压控分别为0.9431MPa和1.92MPa，管线其它部位制原理如图1所示。水锤压力特别高，管内压力波动经过250s仍未稳蝶阀的打开是由速度控制阀到液压缸产生的液压完成的，备用手动泵用于测试和紧急操作使2.2 泵出口10 s快关75°，30 s慢关15°的情况用，压力溢流阀用于调节控制系统压力，蝶阀轴停泵后43s左右，水泵出现轻微倒转，最大上的限位开关控制液压泵和马达起停。倒转转速为额定转速的4.9%。泵出口阀后和凝液压泵通常只用于打开蝶阀，在全开位置时汽器处仍出现长时间的水柱分离，仍有流量反复限位开关将关闭电动泵，使得电磁阀继电器处于波动，弥合压力仍很高，管道特征点的最大水锤由泵卸载程序所决定的设定位置，在这种情况，压力仍达1.61MPa，停泵后经过250s仍不稳定，蝶阀在全开位置被液压锁定，直到泵卸载程序控压力振荡很大，泵出口阀后压力波动达1.0 MPa。制中断或失去控制信号使电磁阀处于关闭位置。2.3 泵出口20 s快关75°， 40s慢关15°的情况中国煤化工停泵后29.5s水开始倒流，每台循环水泵的MYHCNMHG启由电动泵提供动力最大倒流量为额定流量的11.8%，停泵后33 s左油压。阀门接到开启指令，电磁阀带电，电动液右水泵开始倒转，最大倒转转速为额定转速的压泵按泵卸载程序接受油压最小信号或蝶阀在中9.9%。泵出口阀后和凝汽器处也出现水柱分离，间位置信号起动，建立高压油，油压由供油母管稳定后凝汽器前后均为负压，分别为- 0. 022.上的压力溢流阀整定。由母管来的高压油一路经58广东电力第18卷至蝶阀油6困阻尼器2医[e中oNG14液压释放阀4中阻尼器3阻尼器1泄油电磁阀eg用道溢流阀MClC )中0|q,=116.67x10* m'/s回油滤网油.箱图1出口蝶阀液压控制原理图.电磁阀(带电后油路打开)接通液压释放阀滑阀上损坏，要求出口门必须保证一定的开度启动泵。部油口，同时由母管来的高压油另一路油经速度调在调试期间，参考泵性能曲线，在保证泵允许的节阀节流后接通液压释放阀滑阀下部油口，由于液工作区范围内，利用手动泵开启出口蝶阀，测定压释放阀滑阀上部油压大于液压释放阀滑阀下部油阀门开启泵不倒转的开度试验，确定了出口门开压，使滑阀下移，关闭液压释放阀，切断动力油回.启15作为启动泵的条件。油，建立蝶阀开启动力油压，用于开启蝶阀。但是循环泵配套的出口蝶阀限位开关未提供3.3 蝶阀的关闭15°触点，无法完成上述启动泵要求。遵循KSB接到关闭指令，电磁阀失电，切断高压油到泵卸载程序，液控蝶阀的开启是电磁阀带电，电液压释放阀滑阀上部的油路，液压释放阀滑阀在动泵接受开阀指令或蝶阀在90%位置信号起动，下部油压的作用下克服弹簧弹力上移，卸掉蝶阀建立动力油压而实现的。为此我们在调试中测试动力油压，油缸中的油通过单向预控阀控制，经了如下数据:分散控制系统(DCS)指令发出→自液压释放阀和滤网回到油箱，蝶阀通过杠杆重锤保持继电器带电-→自保持继电器吸合- +延时继电关闭。器带电-→延时继电器吸合需要2s，出口门从0*开从已经投运的两台机组4台循环泵的使用情至15°需要6s。因此，将循环水泵起动逻辑设定况看，出口液控蝶阀关闭时间的设定较好地克服为:循环水泵指令发出→出口门开启延时8s后→了两台泵运行同时跳闸、两台泵并联运行其中-循环水泵电机合闸。台事故跳闸、两台泵第-一台起动、第一台运行第4.2出口液控蝶阀 “就地”和“远方”切换开关二台起动、-一台泵运行、运行泵停泵等工况下可的改进能造成的水锤效应。IMYH中国煤化工“就地” 和“远方”切摊CNMHG起循环水泵出口液控4出现的问题及改进蝶阀失电关闭，也就是说切换手柄在切换过程中4.1启动泵程序的改进存在失电点。对“就地”和“远方”切换开关进由于KSB循环水泵为单级混流泵，为防止在行改造，在切换过程中增加液压释放阀电磁阀失出口门关闭状态下产生较大的轴向推力引起设备电延时，同时考虑在“远方”位时正常停运电磁第2期王静明:600MW机组循环水泵液控蝶阀的使用及改进69阀失电无延时释放，可取消“就地”和“远方”修正为10 s，这样就解决了循环水泵一台泵运行切换过程断点，由三触点改为两触点。另一台在备用状态下，油泵长期运行的问题。在4.3出口蝶阀的控制电源的改进停泵过程中由于电磁阀均失电，液压释放阀无条.台山电厂循环水泵出口蝶阀的控制电源和油件打开，使出口蝶阀关闭，油泵停止通过在程序泵的动力电源只有一路，一旦该路电源失电，不中加入出口蝶阀关闭延时5 s后停止油泵指令来管循环水泵是否运行，电磁阀均失电，液压释放实现。阀无条件打开，使出口蝶阀关闭，引起循环水泵b)对现有电气回路进行改造以实现关阀停打闷泵，如果不及时处理，极可能造成循环水泵泵，即将18K3继电器33端子接线中与19 K7继推力轴承磨损。为此在液控蝶阀控制回路内增加电器的13端子相连的接线移到34端子。一个不间断电源(UPS)，并且保证控制回路内的5结束语阀门开启自保持继电器18K3 和阀门关闭继电器19K3的返回时间大于UPS切换时电源的间断时循环水系统在出水管道内充满水的情况下按间，将18K3和19K3继电器改为带延时返回的继正常起动方式起动，无大的起动水锤问题。混流电器，并增加UPS前断电报警继电器和现有的泵装置起动前，出水管道内应注满水，防止管线UPS后断电报警继电器串联，向DCS输出一-个综内存气形成气囊，影响机组的正常起动和稳定运合断电报警信号。行;事故停泵后，应在管线系统中的压力趋于稳4.4出口蝶阀电动油泵控制系统的优化定时再起动，以防停泵水锤与起动水锤互相作用,由于未考虑到电动油泵远方控制问题，使得导致危险的水锤压力。循环水泵在备用状态下，出口蝶阀电动油泵-直事故停泵后最初的降压过程中，阀门的关闭处于运行状态，导致油温升高并影响其使用寿命。规律选择不当，会导致管道中出现负压而产生水为了解决这一问题，要从以下两个方面着手:柱分离，然后在升压过程中，被分离的水柱相互a)从循环水泵出口蝶阀电源柜电动油泵电路撞击，产生剧烈的水锤压力，将导致水锤事故，中接入至DCS的一路控制电缆，作为DCS起停特别是两泵同时停泵和一台停泵另一台立即起动电动油泵指令使用，而且为简化起动程序将电动的情况，前者水锤可达2 MPa。因此，在设计中油泵起停指令捆绑在出口蝶阀开启停止指令中。应通过对水锤现象进行正确的模拟分析，确定安.从现场调试测试电动油泵起动指令下发至起动正全可靠的最优关阀程序。常时间为2 s，在循环水泵起动程序中进行如下修参考文献:改:将出口蝶阀开启8s后起动循环水泵改为出口蝶阀开启指令下发首先启动电动油泵，油泵正[1]蒋劲.台山电厂循环水供水系统水锤计算分析报告[R].武汉:武汉大学，2002.常运行8s后再启动循环水泵，也就是说将原来的作者简介:王静明(1967-)， 男，山东威海人，工学学士，汽机高级工程师，主要从事汽机专业机组管理工作。中国煤化工MYHCNMHG.