阳城电厂二期空冷岛培训教材

第一章空冷岛第一节概述阳城电厂二期工程建设2×600MW国产空冷机组，汽轮机制造商为哈尔滨汽轮机厂，冷却系统采用表面式凝汽器间接空冷系统，表面式凝汽器和汽轮机为同一制造厂，本工程采用自然通风冷却塔的间接空冷系统，空冷散热器采用全铝制六排管冷却三角，垂直布置在空冷塔的周围。空冷机组间接空冷系统是：循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环。在空冷塔内设有高位膨胀水箱以保持系统内的压力稳定。为了便于清楚地说明系统的性能，人为地将该系统划分为若干个子系统。第二节间接空冷系统循环水冷却系统循环水冷却系统是指担负散热任务的空冷散热器和空冷塔等，该系统应能满足各种条件下的工况（包括冬季、夏季、不同负荷、机组启停、旁路运行等）运行，在冬季低负荷运行以及机组在冬季的启停过程中要有可靠的防冻措施，保证空冷散热器管内不冻结。循环水泵和塔内运行段数的调节要与环境气温、汽轮机排汽背压、凝结水温紧密结合，能够自动调节放水、冲水等，以求达到机组净供电出力最大。循环水系统采用3台循环水泵。每台机组循环水流量64000m3/h，主管直径DN3000（D3040╳16mm），支管的流速应小于2.5m/s，每个冷却段进出水水管的直径DN1200。每个冷却段设独立的进、出水管和排水管，储水箱布置在冷却塔区内地下。空冷散热器充排水系统在空冷系统投运前，需将其管道及散热器中充满水，停运、检修亦需将系统水放空。充水、排水系统由地下贮水箱、输水泵、充水管道和阀门组成。贮水箱布置在空冷塔内地面以下，地下贮水箱的容积满足所有冷却散热器段放空后储水的要求。输水泵采用德国KSB进口的潜水泵，直接放置在贮水箱。空冷散热器补水系统为了保持循环水系统内水压稳定，维持正常的水循环，空冷塔内设置稳压补水系统。该系统由稳压（补水）泵、高位水箱以及连接管道组成。空冷塔设高位水箱，补水泵采用自动控制，当高位水箱为低水位时补水泵开启向系统补水，当水箱补至高水位时补水泵停运。补充水泵采用进口德国KSB的潜水泵，直接放置在贮水箱。空冷系统补充水系统空冷系统补充水水源来自化学水车间，补充水管道从化学水车间至空冷塔内地下储水箱。空冷散热器清洗系统为了防止落在空冷散热器表面的灰尘影响散热效果和腐蚀，每台机组设置一套固定的冲洗水泵，冲洗水泵布置在空冷塔内，考虑防雨和冬季防冻措施。冲洗水环管设置在空冷塔内冷却三角下面，冲洗水管采用不锈钢管道。第三节间接空冷系统设备部件空冷散热器空冷散热器采用铝管铝片六排管管束，由冷却管束、管束上下联箱、支撑管束的钢构架组成。输水泵、补水泵空冷塔内每个冷却段应能独立充水和排水，冲排水系统自动控制。补水泵系统包括启动与运行中的补水泵及稳压装置，补充水系统自动控制。阀门各系统所需要的阀门根据其功能采用蝶阀、闸阀等。阀门严密、运行灵活，所有蝶阀的密封采用不锈钢和EPDM橡胶，处于室外的阀门的电动驱动装置是防水型的。所有阀门采用性能好、质量高的进口阀门。阀门的泄漏标准满足DIN3230LR1标准。电动或液动阀门执行机构采用智能型的进口设备。百叶窗百叶窗保证启闭灵活、关闭严密，可自动控制。控制设备所采用的控制设备与设计的控制水平相一致，能够适应任何运行工况的条件，安全可靠地运行。第四节仪表和控制系统对于空冷岛内的关键参数或导致汽轮机跳闸的重要参数的远传仪表按三重冗余独立设置。环境温度设置3个不同区域的测点。所有仪表应选用进口仪表（温度、压力就地指示仪表可采用国产仪表）。并且所有仪表接口的单位采用公制单位。根据空冷塔内的控制对象和测量仪表的分布位置，根据分组集中的原则，提供相应的就地接线盒；同时，在每个空冷塔的附近设置一就地电子设备间，塔内的就地接线盒将统一连接到该电子设备间内的端子箱上。该冷却塔的电子设备间内还将布置MCC，负责对塔内的控制装置和测量仪表进行供电。提供完整的防冻伴热系统。机组启动、运行、停止时需防冻的I&C设备采用电伴热的方法防冻，加热温度自动控制，防冻处理能满足在最低环境温度下冷态起动。仪表测量取样（如压力/差压测量仪表取样管路）有防冻拌热措施。还为现场安装的设备提供必要的防护、防干扰屏蔽设施，以避免机械、灰尘、水、汽等的侵害和电磁干扰。一般要求：所有热电偶（K分度号）、热电阻（Pt100铂热电阻）采用双支，热电阻采用四线制（根据DCS设备决定），就地测温装置采用抽芯式双金属温度计。电动门等的执行机构选用智能一体化产品，保证其可靠性。远传仪表、变送器采用4～20mADC标准信号。变送器为两线制，精度不低于0.1%。用于远传的开关量，选用进口的过程开关，过程开关的接点容量至少为110DC1A或220VAC5A；接点数量满足控制要求。仪表设备和机柜的防护等级，室内为IP32；室外为IP56。就地仪表控制设备的防护等级为IP67。所有一次仪表、控制设备的接口信号，连接到接线盒、仪表控制箱柜的端子排上。控制电缆、电源电缆为阻燃型电缆，对于AI、AO、DI信号选用对绞对屏加总屏的阻燃控制电缆。阀门要求：用于压力表或差压表的一次门是球型阀，水位仪表的一次门用闸阀。一次门、二次门选用进口产品。阀门电动装置为智能一体化进口产品。每个阀门电动装置都设置过力矩闭锁开关和终端开关，过力矩闭锁开关和终端开关的开闭方向各有二对独立的常开、常闭接点。其接点容量至少为220VAC，5A、110VDC，1A。每只阀门都有就地开度指示表，在阀门上明确标明流动方向。对于“锁于开启位置”或“锁于关闭位置”的阀门，提供能将阀杆锁于开启或关闭位置的装置。气动执行机构为智能一体化进口产品。应具有断信号、断气源、断电源保护功能，具有智能定位器功能，能够接受DC4~20mA控制信号，并能输出DC4～20mA阀位信号。第五节控制原理和方块图一、简介本节的目的是确定在不同的条件下所需的技术顺序、步骤和给出冷却系统主要部分及其功能的简要描述。本描述是分布式控制系统（DCS）所使用的计算机程序的基础，分布式控制系统（DCS）将对主冷却系统的仪控系统进行指令控制和协调。1、冷却系统简述主冷却系统可以分成两个主要组成部分：水泵房，有两个表面式冷凝器（低压冷凝器和高压冷凝器）和三台主循环水泵。冷却塔，有冷却元件（冷却三角）-分成8个扇区、储水箱和膨胀水箱。基本上，三台循环水泵（70PAC40AP001,70PAC50AP001和70PAC60AP001)将冷却水(循环水)从冷却塔的冷却扇区（70PAD11…到70PAD18…）泵到表面式冷凝器内部（70MAG01和70MAG02）。来自汽轮机的乏汽进入冷凝器内部然后加热冷却水。热水（被加热后的冷却水）将流进冷却塔的冷却扇区，然后由自然通风冷却塔吸入的空气冷却下来。冷水（被冷却塔冷却后的冷却水）会被循环回到冷凝器内。管道系统的恒定背压由位于冷却三角顶部的膨胀水箱中的水位控制（70PAB80CL001到70PAB80CL003）调节；冷却系统内的总水量由储水箱的水位控制调节。膨胀水箱的任务是，除了防止空气进入管道系统外，还要处理由于温度变化而造成的系统内水体积的变化。水压平衡由旁路阀（70PAB62AA010，70PAB63AA010）的合理调节保证。系统内共有8个冷却三角扇区，分成两组-四个一组-每组由一个旁路阀进行水压平衡控制（1号旁路阀连接1，2，3，4号冷却三角扇区，2号旁路阀连接5，6，7，8号冷却三角扇区）。冷却水的温度由温度控制调节-通过冷却塔周围的百叶窗（70PAD11AB001到70PAD18AB012）的打开和关闭进行温度控制。冷却系统的运行概览：冷却系统-在管道系统适当抽真空之后-将以空冷却状态（泄水状态）启动，由旁路阀（70PAB62AA010，70PAB63AA010）开启。循环水通过两个旁路阀进行循环，也就是所谓的旁路运行。在旁路运行启动成功以后，扇区（70PAD11和70PAD18）将会被一个接一个的充水。在冷却塔的任一个部分（循环系统分成两个部分）的四个扇区中有三个扇区充满水后，旁路阀关闭。用于注充扇区冷却元件所必需的水储藏在地下储水箱中（70PAB90），在进行扇区充水之前，必须先将储水箱中的水送到膨胀水箱中（70PAB80）-水量要足够充满一个扇区。将水从储水箱送至膨胀水箱要使用两个容积较大的传送泵（70PAB90AP001-M01，70PAB90AP002-M01），和两个容积较小的补给水泵（70PAB90AP003-M01，70PAB90AP004-M01）。在运行扇区充水程序之前，两个传送泵要启动（向膨胀水箱中输水），补水阀（70PAB96AA010）要打开；为了保持膨胀水箱中的水平衡，两个补给水泵要启动。如果膨胀水箱中的水位超过溢水水位，多余的水会通过溢水阀（70PAB83AA010）流回储水箱。储水箱的水平衡由补给水阀（70GHC21AA011）和放水阀(70PAB95AA010)调节。基本上，冷却系统的整个水平衡可以描述如下：通过补给水阀可以增加储水箱的水位。通过传送泵（补水阀打开）和补给水泵可以将水从储水箱送到膨胀水箱，从而增加膨胀水箱中的水位，减少储水箱中的水位。通过打开的溢水阀可以将膨胀水箱中的水泄到储水箱中，从而减少膨胀水箱中的水位，增加储水箱中的水位。通过放水阀可以将储水箱中的水放掉，减少储水箱中的水位。冷却元件的防冻保护基本上由两个紧急泄水阀（70PAB91AA010，70PAB92AA010）完成，当出现紧急防冻报警时这两个阀会被打开。另外，当温度过低时扇区会自动泄水。膨胀水箱的防冻保护由水平衡设备-溢水阀（70PAB83AA010）和补给水泵（70PAB90AP003，70PAB90AP004）完成。基本上，如果在冬季期膨胀水箱中的水过冷，那么这些冷水会被泄到储水箱中，而储水箱中的热水会被送到膨胀水箱中。如果在冬季期膨胀水箱长期不用则膨胀水箱里的水会被泄掉。关于以上所提到设备的控制的详细描述在下面介绍。2、冷却系统控制级别所有参与冷却系统运行的电气设备都能通过下列控制方式进行控制：就地控制模式遥控模式手动控制模式自动控制模式就地控制模式还是遥控模式的选择由就地安装的选择开关控制。安装有智能型执行器的阀门和百叶窗（的智能型执行器）含有控制模式选择开关和控制设备。对于泵来说，控制模式选择开关和其他控制设备被安装在就地控制箱内，就地控制箱在泵旁边。就地控制模式的意思是：选择开关在“就地”位置。在这种情况下，遥控控制不可用；对执行器或者泵的控制由直接安装在智能型执行器或者就地控制箱上的控制设备完成。在这种控制模式下，一次保护是无效的。建议只在相关设备维修时使用这种运行模式。遥控控制模式的意思是：选择开关在“遥控”位置。在这种情况下，就地控制不可用；对执行器或者泵的控制由DCS屏幕上的控制设备（软件控制）完成。可以通过功能组选择开关（在屏幕上）对属于相关功能组的设备的另外两种遥控控制模式进行选择。遥控手动控制模式的意思是：属于相关功能组的执行器或者泵可以通过屏幕上的控制设备单独进行控制。遥控自动控制模式不可用。在这种情况下，一次保护是有效的。建议在设备启动的相关功能组的准备过程中和设备的维修时使用这种运行模式。遥控自动控制模式的意思是：属于相关功能组的执行器或者泵的控制由DCS（通过自动控制软件）完成。遥控手动控制模式不可用。在这种情况下，所有保护（一次保护和其他功能保护）可用。这种控制模式是冷却系统的常规运行模式。3、冷却系统的保护级别保护由DCS提供，保护可以被分成两个主要部分：设备保护（保护单个设备免受损坏）过程保护（保护系统或者系统的一部分免受损坏）4、MMI(人机接口)系统冷却系统的所有功能组都在屏幕上（操作员站）有单独的画面显示。每个功能组画面包括：功能组的示意图（带有设备符号）相关功能组控制和运行所必需的软件控制设备模拟和数字测量，设备的状态信号一些功能组（如循环系统，冷却三角扇区）有一个附加的画面，显示启动前提条件信息。