600 MW機組循環(huán)水泵液控蝶閥的使用及改進(jìn)

第18卷第2期廣東電力Vol. 18 No.2.2005年2月GUANGDONG ELECTRIC POWERFeb. 2005文章編號:1007-290X(2005)02 -0066-04600MW機組循環(huán)水泵液控蝶閥的使用及改進(jìn)王靜明(廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東臺山529228)摘要:為避免循環(huán)水泵出口管道中可能產(chǎn)生的水錘現象，介紹了國產(chǎn)600MW亞臨界燃煤發(fā)電機組配套循環(huán)水泵與出口蝶閥的配套選型構思，論述了防止產(chǎn)生水錘現象液壓控制蝶閥的設備機理和時(shí)間設定，以及為保證循環(huán)水系統安全運行所采取的優(yōu)化措施，這些措施為同類(lèi)型機組循環(huán)水系統的改進(jìn)提供了參考，同時(shí)提高了機組安全性。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;水錘;出口液控蝶閥;使用;改進(jìn)中圖分類(lèi)號: TM621. 7文獻標識碼: 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.廣東臺山電廠(chǎng)首期兩臺機組為上海電氣集團為:取水源頭-→引水明渠→前池-→循環(huán)水泵房→生產(chǎn)的亞臨界600 MW燃煤發(fā)電機組，循環(huán)冷卻循環(huán)水壓力母管-→凝汽器→虹吸井→循環(huán)水排水水系統采用單元制直流循環(huán)冷卻供水系統，使用溝- >排水口。海水作為循環(huán)冷卻水水源。每臺機組配備兩臺從循環(huán)水泵出口管道至虹吸井管線(xiàn)實(shí)際長(cháng)度50%容量德國KSB公司制造的循環(huán)水泵，循環(huán)泵近1 000m，而且凝汽器部位較高，因此在水力工出口蝶閥采用液控蝶閥。況瞬態(tài)變化過(guò)程中極可能產(chǎn)生水錘現象，而且最大正壓水錘一般發(fā)生在兩臺泵并聯(lián)運行且同時(shí)事1循環(huán)水泵與 出口門(mén)的選型構思故掉閘工況下泵出口門(mén)處，壓力的大小與水泵出KSB循環(huán)水泵為立式、固定轉速、固定葉口門(mén)的關(guān)閉規律密切相關(guān)，不同的關(guān)閉規律水錘片、單級混流泵，由立式感應電動(dòng)機驅動(dòng)。單泵的中國煤化工水錘-般形成點(diǎn)在凝運行時(shí)，額定流量為13.2 m3/s，轉速為329 r/YHCNMHG閘時(shí)，運行中的水泵min，揚程為12.8 m;雙泵運行時(shí)，額定流量為轉速急劇下降乃至反轉，管道流向逆轉，其隆起11 m'/s， 揚程為17.8 m。循環(huán)水系統布置方式點(diǎn)將產(chǎn)生負壓。由于凝汽器頂部往往是系統中的駝峰點(diǎn)，因此，首先在凝汽器頂部產(chǎn)生負壓增大，收稿日期: 2004-06-30當此壓力降至該溫度的汽化壓力時(shí)，產(chǎn)生斷流空第2期王靜明:600MW機組循環(huán)水泵液控蝶閥的使用及改進(jìn)67腔，造成水柱分離。為防止凝汽器頂部產(chǎn)生水柱MPa和一0.058MPa。管道特征點(diǎn)的最大水錘壓分離的彌合水錘升壓導致凝汽器破壞事故，以及力不超過(guò)0.392MPa，壓力波動(dòng)不超過(guò)0.16彌合水錘波傳到水泵出口，必須在閥門(mén)選型方面MPa，停泵16s后系統趨于穩定。予以充分考慮。按照這樣的設計思路，我們認為2.4泵出口30s快關(guān)75°，50 s慢關(guān)15°的情況選用液控蝶閥作為循環(huán)水泵配套的出口門(mén)可以較與20s快關(guān)相比，開(kāi)始倒流與倒流時(shí)間無(wú)太好地避免可能產(chǎn)生的水錘效應。大變化，最大倒流流量和最大倒轉轉速都有所增2兩臺泵并聯(lián)運行，同時(shí)掉泵水錘分析加，分別為額定值的14. 1%和15. 2%。按照KSB公司提供的產(chǎn)品資料和液控蝶閥特3出口液控蝶閥的特點(diǎn)性，對臺山電廠(chǎng)循環(huán)水系統進(jìn)行了水錘分析計算。循環(huán)水泵出口門(mén)為多功能液控蝶閥，正常情當兩臺水泵并聯(lián)運行，同時(shí)事故停泵時(shí)，每臺泵況下，閥角度0°~90'對應時(shí)間30~120 s可調，的最大倒流量為額定流量的60. 1%，泵開(kāi)始倒轉開(kāi)啟時(shí)為均勻開(kāi)啟;關(guān)閉時(shí)為快關(guān)一慢關(guān)，快關(guān)的時(shí)間為停泵后36 s，停泵后系統最大水錘壓力角度90°~20° +8對應時(shí)間3~30s可調，慢關(guān)角為0.4548MPa,凝汽器前后的最大水錘壓力分度20*士8°~0°對應時(shí)間6~60 s可調。蝶閥液壓別為0.1076MPa和0.0752MPa，泵出口400m系統設有電動(dòng)泵、手動(dòng)泵兩套供油系統以便操作處和凝汽器后40m處最大水錘壓力分別為閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，通常情況下開(kāi)閥時(shí)由油泵電0.1161MPa和0.1936MPa。機提供動(dòng)力，只有在緊急情況下采用手動(dòng)液壓泵.兩臺泵并聯(lián)運行，同時(shí)掉泵出口閥兩階段關(guān)開(kāi)啟閥門(mén)在現場(chǎng)操作;關(guān)閥時(shí)由升起的重錘提供閉情況分析如下:能量，驅動(dòng)閥門(mén)關(guān)閉，關(guān)閥時(shí)不需驅動(dòng)電源。在2. 1泵出口5s快關(guān)75°, 20 s慢關(guān)15°的情況開(kāi)啟蝶閥控制面板上的三個(gè)元件可以調整蝶閥開(kāi)由于快關(guān)時(shí)間較快，水泵沒(méi)有倒流和倒轉現啟速度，而無(wú)法使蝶閥在某一位置停留。閥門(mén)關(guān)象，閥門(mén)關(guān)閉后凝汽器處流量反復波動(dòng)，管道中閉時(shí)具備快關(guān)-慢關(guān)功能，可以充分減弱可能產(chǎn)出現長(cháng)時(shí)間的壓力波動(dòng)，波動(dòng)幅度高達200 m,生的水錘效應。泵出口閥后多次出現水柱分離，第一次分離時(shí)間3.1液壓系統為53s，彌合壓力高達2. 053 MPa，凝汽器處同液壓系統包括一個(gè)油箱、電動(dòng)泵、備用手動(dòng)樣出現長(cháng)時(shí)間的水柱分離，凝汽器前后水錘壓力泵、電磁閥、速度調節閥以及一些附件，液壓控分別為0.9431MPa和1.92MPa，管線(xiàn)其它部位制原理如圖1所示。水錘壓力特別高，管內壓力波動(dòng)經(jīng)過(guò)250s仍未穩蝶閥的打開(kāi)是由速度控制閥到液壓缸產(chǎn)生的液壓完成的，備用手動(dòng)泵用于測試和緊急操作使2.2 泵出口10 s快關(guān)75°，30 s慢關(guān)15°的情況用，壓力溢流閥用于調節控制系統壓力，蝶閥軸停泵后43s左右，水泵出現輕微倒轉，最大上的限位開(kāi)關(guān)控制液壓泵和馬達起停。倒轉轉速為額定轉速的4.9%。泵出口閥后和凝液壓泵通常只用于打開(kāi)蝶閥，在全開(kāi)位置時(shí)汽器處仍出現長(cháng)時(shí)間的水柱分離，仍有流量反復限位開(kāi)關(guān)將關(guān)閉電動(dòng)泵，使得電磁閥繼電器處于波動(dòng)，彌合壓力仍很高，管道特征點(diǎn)的最大水錘由泵卸載程序所決定的設定位置，在這種情況，壓力仍達1.61MPa，停泵后經(jīng)過(guò)250s仍不穩定，蝶閥在全開(kāi)位置被液壓鎖定，直到泵卸載程序控壓力振蕩很大，泵出口閥后壓力波動(dòng)達1.0 MPa。制中斷或失去控制信號使電磁閥處于關(guān)閉位置。2.3 泵出口20 s快關(guān)75°， 40s慢關(guān)15°的情況中國煤化工停泵后29.5s水開(kāi)始倒流，每臺循環(huán)水泵的MYHCNMHG啟由電動(dòng)泵提供動(dòng)力最大倒流量為額定流量的11.8%，停泵后33 s左油壓。閥門(mén)接到開(kāi)啟指令，電磁閥帶電，電動(dòng)液右水泵開(kāi)始倒轉，最大倒轉轉速為額定轉速的壓泵按泵卸載程序接受油壓最小信號或蝶閥在中9.9%。泵出口閥后和凝汽器處也出現水柱分離，間位置信號起動(dòng)，建立高壓油，油壓由供油母管穩定后凝汽器前后均為負壓，分別為- 0. 022.上的壓力溢流閥整定。由母管來(lái)的高壓油一路經(jīng)58廣東電力第18卷至蝶閥油6困阻尼器2醫[e中oNG14液壓釋放閥4中阻尼器3阻尼器1泄油電磁閥eg用道溢流閥MClC )中0|q,=116.67x10* m'/s回油濾網(wǎng)油.箱圖1出口蝶閥液壓控制原理圖.電磁閥(帶電后油路打開(kāi))接通液壓釋放閥滑閥上損壞，要求出口門(mén)必須保證一定的開(kāi)度啟動(dòng)泵。部油口，同時(shí)由母管來(lái)的高壓油另一路油經(jīng)速度調在調試期間，參考泵性能曲線(xiàn)，在保證泵允許的節閥節流后接通液壓釋放閥滑閥下部油口，由于液工作區范圍內，利用手動(dòng)泵開(kāi)啟出口蝶閥，測定壓釋放閥滑閥上部油壓大于液壓釋放閥滑閥下部油閥門(mén)開(kāi)啟泵不倒轉的開(kāi)度試驗，確定了出口門(mén)開(kāi)壓，使滑閥下移，關(guān)閉液壓釋放閥，切斷動(dòng)力油回.啟15作為啟動(dòng)泵的條件。油，建立蝶閥開(kāi)啟動(dòng)力油壓，用于開(kāi)啟蝶閥。但是循環(huán)泵配套的出口蝶閥限位開(kāi)關(guān)未提供3.3 蝶閥的關(guān)閉15°觸點(diǎn)，無(wú)法完成上述啟動(dòng)泵要求。遵循KSB接到關(guān)閉指令，電磁閥失電，切斷高壓油到泵卸載程序，液控蝶閥的開(kāi)啟是電磁閥帶電，電液壓釋放閥滑閥上部的油路，液壓釋放閥滑閥在動(dòng)泵接受開(kāi)閥指令或蝶閥在90%位置信號起動(dòng)，下部油壓的作用下克服彈簧彈力上移，卸掉蝶閥建立動(dòng)力油壓而實(shí)現的。為此我們在調試中測試動(dòng)力油壓，油缸中的油通過(guò)單向預控閥控制，經(jīng)了如下數據:分散控制系統(DCS)指令發(fā)出→自液壓釋放閥和濾網(wǎng)回到油箱，蝶閥通過(guò)杠桿重錘保持繼電器帶電-→自保持繼電器吸合- +延時(shí)繼電關(guān)閉。器帶電-→延時(shí)繼電器吸合需要2s，出口門(mén)從0*開(kāi)從已經(jīng)投運的兩臺機組4臺循環(huán)泵的使用情至15°需要6s。因此，將循環(huán)水泵起動(dòng)邏輯設定況看，出口液控蝶閥關(guān)閉時(shí)間的設定較好地克服為:循環(huán)水泵指令發(fā)出→出口門(mén)開(kāi)啟延時(shí)8s后→了兩臺泵運行同時(shí)跳閘、兩臺泵并聯(lián)運行其中-循環(huán)水泵電機合閘。臺事故跳閘、兩臺泵第-一臺起動(dòng)、第一臺運行第4.2出口液控蝶閥 “就地”和“遠方”切換開(kāi)關(guān)二臺起動(dòng)、-一臺泵運行、運行泵停泵等工況下可的改進(jìn)能造成的水錘效應。IMYH中國煤化工“就地” 和“遠方”切攤CNMHG起循環(huán)水泵出口液控4出現的問(wèn)題及改進(jìn)蝶閥失電關(guān)閉，也就是說(shuō)切換手柄在切換過(guò)程中4.1啟動(dòng)泵程序的改進(jìn)存在失電點(diǎn)。對“就地”和“遠方”切換開(kāi)關(guān)進(jìn)由于KSB循環(huán)水泵為單級混流泵，為防止在行改造，在切換過(guò)程中增加液壓釋放閥電磁閥失出口門(mén)關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生較大的軸向推力引起設備電延時(shí)，同時(shí)考慮在“遠方”位時(shí)正常停運電磁第2期王靜明:600MW機組循環(huán)水泵液控蝶閥的使用及改進(jìn)69閥失電無(wú)延時(shí)釋放，可取消“就地”和“遠方”修正為10 s，這樣就解決了循環(huán)水泵一臺泵運行切換過(guò)程斷點(diǎn)，由三觸點(diǎn)改為兩觸點(diǎn)。另一臺在備用狀態(tài)下，油泵長(cháng)期運行的問(wèn)題。在4.3出口蝶閥的控制電源的改進(jìn)停泵過(guò)程中由于電磁閥均失電，液壓釋放閥無(wú)條.臺山電廠(chǎng)循環(huán)水泵出口蝶閥的控制電源和油件打開(kāi)，使出口蝶閥關(guān)閉，油泵停止通過(guò)在程序泵的動(dòng)力電源只有一路，一旦該路電源失電，不中加入出口蝶閥關(guān)閉延時(shí)5 s后停止油泵指令來(lái)管循環(huán)水泵是否運行，電磁閥均失電，液壓釋放實(shí)現。閥無(wú)條件打開(kāi)，使出口蝶閥關(guān)閉，引起循環(huán)水泵b)對現有電氣回路進(jìn)行改造以實(shí)現關(guān)閥停打悶泵，如果不及時(shí)處理，極可能造成循環(huán)水泵泵，即將18K3繼電器33端子接線(xiàn)中與19 K7繼推力軸承磨損。為此在液控蝶閥控制回路內增加電器的13端子相連的接線(xiàn)移到34端子。一個(gè)不間斷電源(UPS)，并且保證控制回路內的5結束語(yǔ)閥門(mén)開(kāi)啟自保持繼電器18K3 和閥門(mén)關(guān)閉繼電器19K3的返回時(shí)間大于UPS切換時(shí)電源的間斷時(shí)循環(huán)水系統在出水管道內充滿(mǎn)水的情況下按間，將18K3和19K3繼電器改為帶延時(shí)返回的繼正常起動(dòng)方式起動(dòng)，無(wú)大的起動(dòng)水錘問(wèn)題?；炝麟娖?，并增加UPS前斷電報警繼電器和現有的泵裝置起動(dòng)前，出水管道內應注滿(mǎn)水，防止管線(xiàn)UPS后斷電報警繼電器串聯(lián)，向DCS輸出一-個(gè)綜內存氣形成氣囊，影響機組的正常起動(dòng)和穩定運合斷電報警信號。行;事故停泵后，應在管線(xiàn)系統中的壓力趨于穩4.4出口蝶閥電動(dòng)油泵控制系統的優(yōu)化定時(shí)再起動(dòng)，以防停泵水錘與起動(dòng)水錘互相作用,由于未考慮到電動(dòng)油泵遠方控制問(wèn)題，使得導致危險的水錘壓力。循環(huán)水泵在備用狀態(tài)下，出口蝶閥電動(dòng)油泵-直事故停泵后最初的降壓過(guò)程中，閥門(mén)的關(guān)閉處于運行狀態(tài)，導致油溫升高并影響其使用壽命。規律選擇不當，會(huì )導致管道中出現負壓而產(chǎn)生水為了解決這一問(wèn)題，要從以下兩個(gè)方面著(zhù)手:柱分離，然后在升壓過(guò)程中，被分離的水柱相互a)從循環(huán)水泵出口蝶閥電源柜電動(dòng)油泵電路撞擊，產(chǎn)生劇烈的水錘壓力，將導致水錘事故，中接入至DCS的一路控制電纜，作為DCS起停特別是兩泵同時(shí)停泵和一臺停泵另一臺立即起動(dòng)電動(dòng)油泵指令使用，而且為簡(jiǎn)化起動(dòng)程序將電動(dòng)的情況，前者水錘可達2 MPa。因此，在設計中油泵起停指令捆綁在出口蝶閥開(kāi)啟停止指令中。應通過(guò)對水錘現象進(jìn)行正確的模擬分析，確定安.從現場(chǎng)調試測試電動(dòng)油泵起動(dòng)指令下發(fā)至起動(dòng)正全可靠的最優(yōu)關(guān)閥程序。常時(shí)間為2 s，在循環(huán)水泵起動(dòng)程序中進(jìn)行如下修參考文獻:改:將出口蝶閥開(kāi)啟8s后起動(dòng)循環(huán)水泵改為出口蝶閥開(kāi)啟指令下發(fā)首先啟動(dòng)電動(dòng)油泵，油泵正[1]蔣勁.臺山電廠(chǎng)循環(huán)水供水系統水錘計算分析報告[R].武漢:武漢大學(xué)，2002.常運行8s后再啟動(dòng)循環(huán)水泵，也就是說(shuō)將原來(lái)的作者簡(jiǎn)介:王靜明(1967-)， 男，山東威海人，工學(xué)學(xué)士，汽機高級工程師，主要從事汽機專(zhuān)業(yè)機組管理工作。中國煤化工MYHCNMHG.