间接空冷系统

间接空冷系统我厂600MW机组采用表面式凝汽器间接空冷系统，冷却设备为带垂直布置空冷散热器的自然通风冷却塔（间冷系统），间冷系统采用单元制，包括循环水系统、空冷器的补水稳压系统、充氮保护系统、充水，排水和清洗等系统。其工艺流程：循环水经表面式凝汽器的水侧通过表面换热冷却汽轮机排气，受热后的循环水由循环水泵用管道送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，水被冷却后，再返回凝汽器。空冷循环水系统采用密闭循环，水质为除盐水。空冷系统主要技术参数及保护装置•主要设计参数•设计汽温：14.5℃；•设计凝汽器排汽压力：12Kpa；•设计塔的散热量：886MW；•冷却水量：69710m3/h；•塔外10米高处风速不大于4m/s；•大气中无逆温层存在。不同工况参数保证值项目单位TH（热效率验收况）TMCR(最大连续工况)TRL（铭牌工况）阻塞背压工况环境干球温度℃14.513.5303凝汽器压力Kpa1212286.5塔散热量MW827.38886940.2863.77冷却水量M3/h69710697106971047600空冷系统主要保护装置出现下列情况之一循环泵自动停运•系统中无水循环；•安全放水伐开启；•循环泵电机掉闸；•电机或泵的保护动作；空冷系统主要保护装置出现下列情况之一安全排水伐自动开启•环境温度低于＋5℃时，冷却水系统中无水循环；•环境温度低于+5℃时,主冷水管道中水温低于12℃。下列情况下，运行的扇形段自动排水•扇形段出口温度低于12℃。•环境温度低于＋5℃时，扇形段内无水循环。空冷系统主要保护装置下述情况共同出现时，综合保护处于备用：•环境温度＋5℃以下。•十个扇形段有任一个排水伐关闭时。下述情况之一，综合保护动作：•系统总压力降低。•系统水循环终止。•冷却温度低于12℃。循环泵配置•每台机组配置3台35%容量的循环泵，循环水流量三台泵运行每台泵为6.5T/s;两台泵运行每台泵为7.3T/s。循环泵的运行台数由环境温度来调整，夏季气温高时3台泵运行，春秋季和冬季2台循泵运行（在冬季必须保证二台循环泵运行）。•2台机组设1座独立的循环水泵房，布置在冷却塔附近。•正常运行时，系统水面以上的空间由氮气密封。冷却三角•空冷散热器采用钢管钢翅片冷却三角，被垂直布置在间冷塔周围，共安装有369个冷却三角，分为10个冷却扇区，每个扇区单独设置循环水的进，出水管和排水管。•其中#1扇区有40个冷却三角；#2-#8扇区有36个冷却三角；#9扇区有37个冷却三角；#10扇区有40个冷却三角.•塔内还布置有5个地下储水箱和2个高位水箱。•在间冷系统投运前将其管道及空冷器中充满水，停运.检修时也可通过排水管将空冷器中的水排空。充水，排水系统由储水箱、补水泵（流量40m3/h、扬程60m）、充水泵（流量550m3/h、扬程50m）充水管道、高位膨胀水箱、排水管道和阀门组成。储水箱的容积(2000m3)能满足存储所有空冷器排水的要求。空冷塔内还设有冷热水管紧急泄水阀，可在紧急情况下将空冷器内所有冷却水排放至储水箱。系统运行方式•为使系统内的压力保持稳定及对循环水随温度变化引起的体积改变进行补偿，在塔内设置高位膨胀水箱，冷却扇区充水时，当高位水箱水位降低时，启动充水泵向循环水系统补水。•冷却扇区正常运行时由补水泵保持高位膨胀水箱水位。系统运行方式•当空冷塔冷却段部分或全部停运放水后，为防止系统内表面受氧化腐蚀，设置充氮保护系统。氮气管路与储水箱顶部相连，并通过膨胀水箱溢流管，散热器顶部连通管组成充氮保护管道系统。间接冷却系统图空冷系统启、停和运行维护•机组启动时，冷却系统将以空冷却（泄水状态）启动，两旁路阀开启，循环水通过两个旁路阀进行循环，也就是旁路运行。在旁路运行成功以后，扇区将会被一个接一个的充水（一般为对称充水，充水时先开出水阀15秒后开进水阀），在冷却塔的任一个部分的五个扇区中有四个扇区充满水后，旁路阀开始自动关闭，当五个扇区全部充满水后旁路阀关闭。扇区充满水后，及时开启百叶窗。冬季机组启动，当循环水温大于规定值及二台循环泵运行，才能投入散热器运行。控制散热器充水时间在60-80秒，防止充水速度太慢而结冰。空冷系统启、停和运行维护•机组正常运行时通过启、停一台循环泵和调节百叶窗开度来调节循环水的出水温度。如果环境温度较低造成凝汽器的真空太低，接近汽轮机阻塞背压值时，间冷塔需通过减少一台循泵运行和关闭部分百叶窗来降低散热能力。冬季运行时（环境温度小于5℃），投入保护运行模式，空冷系统启、停和运行维护•当环境温度小于2℃，冷却扇区出水温度小于32℃时，百叶窗进行关闭调节。当冷却扇区出水温度小于21℃，要关闭相邻的扇区百叶窗以增加扇区水温。当某扇区出水温度低于16℃，经延时后温度仍没有回升，为防止空冷器冻裂，该冷却扇区需自动泄水。空冷系统启、停和运行维护•在冬季运行模式下，冷却扇区顶部直立管水位低于1m，（说明该冷却扇区顶部压力太低，流速降低，有发生结冰危险）经延时？min后水位仍低，该冷却扇区需自动泄水，冷却扇区充水过程中发生故障，该扇区自动泄水。该运行控制模式为空冷器的防冻保护模式。空冷系统启、停和运行维护•机组停运时，随着机组负荷的降低逐渐关小扇形段百叶窗的开度，保持扇形段温度在规定范围内。检查储水箱水位是否正常，水位高时排水至正常，防止扇形段泄水后造成储水箱溢水。机组跳闸后，根据机组恢复启动时间，循环水温及时安排部分或全部扇区泄水。扇形段泄水过程中，塔旁路阀应开启。空冷系统启、停和运行维护•冬季可通过开启紧急泄水阀对整个间冷塔空冷器放水来实现空冷器的防冻。紧急泄水阀在以下情况下自动开启，当冷却扇区发生了保护性泄水，并且在泄水过程中发生故障，环境温度低于2℃，冷却扇区有水且所有循环泵都停止运行。此外也可以通过DCS屏幕上的按钮打开紧急泄水阀，所有冷却扇区的水将在规定时间内泄至储水箱，确保空冷器内的水不会结冰。空冷系统启、停和运行维护•机组正常运行时，遇有大风天气时应调整关小进风口百叶窗开度防止因风速影响散热器的散热能力，或启动备用循环泵。必要时可降负荷运行。•防冻措施•冷却扇区充水防冻控制。在冬季，间冷塔内空气温度低于2℃时，塔内进水管水温小于规定值时，禁止向扇区充水。当塔内进水管水温大于40℃，且充水扇区的百叶窗全部关闭，同时有二台循泵运行时才允许给冷却扇区充水。充水过程不能过长，要控制在规定时间内（控制散热器充水时间在60-80秒），以免扇区内水温过低造成结冰。防冻措施•高位水箱防冻保护。如果高位水箱中有水，间冷塔内的空气温度低于2℃，并且高位水箱中的水温低于16℃，启动高位水箱防冻保护程序对高位水箱中的水进行更换。补水泵将储水箱中的热水输送至高位水箱，把高位水箱中的冷却水通过溢水阀泄至储水箱中。防冻措施•冷却扇区顶部直立管防冻措施•冬季停机后控制储水箱水位防止水位高将冷却扇区上、下水母管冻裂。防冻措施•在冬季，间冷系统运行中除采取以上防冻措施。还应注意：（1）投入保护运行模式，并且与冬季运行模式共同运行。（2）入冬前，对冷却扇区的各种保护进行试验，确保各阀门，百叶窗动作可靠。机组启、停时就地检查阀门动作可靠。（3）循环泵处于良好的备用状态，至少保持2台循泵运行，防止循环水流速过低。（4）当冷却扇区发生泄漏时，需及时将该冷却扇区退出运行，同时关闭相邻区域百叶窗。（5）冷却扇区充水和泄水工作应选在白天温度较高时进行，并尽量减少扇区的投退操作。防冻措施•（6）加强间冷塔的就地巡检工作，发现阀门，百叶窗，水箱水位异常及时采取措施。（7）入冬前，将清洗水泵停电并放尽水泵和清洗管道内存水。（8）机组负荷降低后，应及时调整迎风面百叶窗，随后再逐渐关小其它方向百叶窗。当百叶窗全部关闭后，扇形段出水温度仍低，申请提高机组负荷，必要时退出部分扇形段运行。（9）机组甩负荷时，检查关闭所有百叶窗，必要时对冷却扇区进行泄水。（10）在冬季应减少调峰深度，尽量避免快速增减负荷。汽轮机阻塞背压•空冷机组的阻塞背压循环水冷却机组的极限真空是一个意思，是指汽机末级叶片出口处的蒸汽流速接近该处的音速水平时的背压。它与汽轮机进汽量相关，不同的进汽量有不同的阻塞背压。汽机背压小于阻塞背压时热耗增加（原因为蒸汽在末级叶片形成紊乱的膨胀而引起的附加损失），同时末级叶片形成的紊乱汽流，还可能造成汽轮机振动增大，对汽轮机安全运行构成威胁。一般汽轮机的最低运行背压要高于阻塞值2KPa左右。（本机阻塞背压为6.5KPa）主机循环泵•主机循环水泵为立式单级涡壳离心泵，采用半地下式，进水温度变幅：0～75℃，型号：YJG56-45转速495转/分；三台循环泵运行时单台流量6.5；循环泵出口压力56.7mH2o,二台循环泵运行时单台流量7.3,循环泵出口压力47.5mH2o,主机循环泵•循环泵电机在冷态下可连续启动二次，热态下可连续启动1次的，在运行中掉闸后，首次启动操作合闸时间不超过2～3s时又掉闸，还可再启动1次。电机具有F级以上的绝缘和温升不超过B级绝缘使用的温升值。一般电机线圈温度不大于120℃•冷却器采用辅机循环水（引黄水）冷却，进水温度≤37℃，水压为0.12-0.23MPa。•循环泵电机空载时测得的振动双振幅值依据JB/T8668-1997标准为小于等于0.07mm。电动机的绝缘等级划分•电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。•绝缘的温度等级A级E级B级F级H级•最高允许温度（℃）105120130155180•绕组温升限值（K）607580100125•性能参考温度（℃）8095100120145•在发电机等电气设备中，绝缘材料是最为薄弱的环节。绝缘材料尤其容易受到高温的影响而加速老化并损坏。不同的绝缘材料耐热性能有区别，采用不同绝缘材料的电气设备其耐受高温的能力就有不同。因此一般的电气设备都规定其工作的最高温度。电动机的绝缘等级划分•根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了7个允许的最高温度，按照温度大小排列分别为：Y、A、E、B、F、H和C。它们的允许工作温度分别为：90、105、120、130、155、180和180℃以上。因此，B级绝缘说明的是该发电机采用的绝缘耐热温度为130℃。使用者在发电机工作时应该保证不使发电机绝缘材料超过该温度才能保证发电机正常工作。•电机绝缘F级155度，而B级温升为80度，那么你的电机的工作环境温度应小于155-80=75度。循环泵运行维护•循环泵出口蝶阀位置正确•电机线圈温度不大于120℃•轴承温度不大于80℃•轴承振动双振幅不大于0.076mm•联轴器处振动不大于0.05mm•冷却器进水温度不大于37℃，•冷却水压力在0.12—0.23MPa之间•系统无漏水跑水现象•轴承油位2/3,出口阀动力液压装置油位在中间油位以上•循环泵出口压力正常•电机电流正常循环泵外型循环泵布置图凝汽器•采用表面式凝汽器间接空冷系统，凝汽器循环冷却水为经过空冷塔循环冷却的除盐水。设计循环冷却水进口水温：37℃(冬季20～25℃），设计最高循环冷却水进口水温：54.47℃，冷却水循环水最大温升：9～10℃，采用双背压设计，平均设计背压12kpa。凝汽器的设计循环水流量为68500t/h，凝汽器的换热面积为35000m2。凝汽器•凝汽器能在VWO流量，TRL工况排汽焓值，循环水温54.47℃及堵管5％的条件下连续运行。•凝汽器的水室设有分隔板，循环水能通过一侧的进出口单侧运行，此时汽轮机能达到75%的铭牌功率。•最大工况下，凝汽器出口的凝结水过冷度不大于0.5℃•凝汽器补充水：凝汽器补充水采用除盐水，水温在20～50℃之间。凝汽器循环水量：凝汽器循环水设计水量为68500m3/h;冬季循环水温度低时，减少循环水量运行，水量为47600m3/h。凝汽器结构图凝汽器•凝汽器结构为双壳体、单流程、双背压表面式凝汽器，并列横向布置。由两个斜喉部、两个壳体（包括热井、水室、回热管系）、循环水连通管及底部的滑动、固定支座等组成的全焊接钢结构凝汽器。凝汽器•凝汽器喉部上布