定冷水系统详解

1、华能海门电厂一期21000MW机组发电机定子冷却水系统一、系统流程及功能对大容量汽轮发电机，定子绕组水冷系统有如下基本要求：?供给额定的冷却水流量?控制进水温度达到要求值?保持高质量的冷却水质。(电导率1S/cm)?华能海门电厂一期机组发电机定子绕组采用冷却水直接内冷却，极大地降低最热点的温度，并可降低可能产生导致热膨胀的相邻部件之间的温差，从而能将各部件所受的机械应力减少至最小1、系统流程2、系统功能?采用冷却水通过定子绕组空心导管，将定子绕组损耗产生的热量带出发电机。?用水冷却器带走冷却水从定子绕组吸取的热量。?系统中设有过滤器以除去水中的杂质。?系统中设有补水离子交换器，以提高补水的质量

2、。?使用监测仪表仪器等设备对冷却水的电导率、流量、压力及温度等进行连续的监控。?具有定子绕组反冲洗功能，提高定子绕组冲洗效果。3、技术要求?定子绕组冷却水的温度范围为4550，内冷水系统有自动调节装置，水温波动范围不大于2。出水温度不大于85。?水质透明纯净，无机械混杂物，在水温为 25时：电导率：0.51.5 ?S/cm（定子绕组独立水系统）pH值： 7.09.0 硬度：2 微克当量/L（2 ?mol/L）含氨量（NH3）：微量- 定子绕组冷却水系统采用集装式，并备有“混合床”离子交换器。发电机管道设计考虑对定子绕组能够进行反冲洗，反冲洗管道上加装过滤器。内冷水进水处和水冷器出口处加装滤网，

3、内冷水进水处采用激光打孔的不锈钢滤网。所有密封圈采用聚四氟乙烯材质。采用闭式循环冷却水系统，冷却器进水温度最高为38。配备2台100容量冷却水的冷却器，2台100容量的耐腐蚀水泵，包括管道和阀门以及其它零部件，以及大于10容量的除离子器。 水-水冷却器的冷却水侧设计压力为1.0MPa，试验水压为1.5MPa。工作水压不高于1.0MPa。?定子冷却水系统装有用于断水保护的检测装置。为了确保断水保护动作信号的可靠性，提供 3只水流量低低保护开关、三只（技术协议上为 1只，PID图上为3只）进水压力低报警用开关和三支出水温度高报警用开关（或保护用开关），一套流量测量标准孔板和测量孔板配套的流量变送器

4、。定子内冷却水允许断水运行持续时间不少于 30秒。?2台泵1台工作1台备用，当1台出故障后能自动切换到另1台。2台冷却器设有测温元件，便于进行温度控制。自凝结水系统向定子冷却水箱补水管路的设计水压按4MPa考虑。冷却器进、出口设有就地温度计。发电机内冷却水进水管装设就地压力表和流量表。发电机设有漏水监测装置。?二、系统相关设备简介?发电机定子冷却水系统主要包括一只1.5m3定冷水箱、两台100容量的冷却水泵、两台100容量的板式水-水冷却器、压力调节阀、温度调节阀和水过滤器等设备和部件，以及连接各设备、部件的阀门、管道等。技术数据尺寸（长宽高）定子水集装重量储水箱容量560040003680（

5、mm）22580kg 1.5m3 冷却水总容量泵组数量和功率冷却器型式发电机额定条件下冷却水流量2m3 2台/75kW 板式120m3/h 冷却水压与发电机氢压的压差定子绕组入口冷却水温度定子绕组冷却方式除离子器容量 0.035 MPa 45 50 水冷15m3/h 1.定子水泵定子绕组冷却水系统为一闭式循环系统。为保证发电机连续、可靠的运行，配有两台各为100额定能力的单级耐腐蚀离心泵使水循环流动，两台泵中必须选择一台为工作泵、另一台为备用泵。当工作泵出现故障时，备用泵将自动启动。泵由三相交流电动机驱动，由不同的系统供电以提高可靠性。?厂家江苏武进水泵厂型号DFB125-80-260型式定冷

6、泵数量容量扬程汽蚀余量转速马达型号功率电压定冷泵电动机额定电流转速绝缘等级离心泵2100135804.62900Y250M-2/5575380102.72970FkWVAr/minm3/hmmr/min2.定冷水冷却器水冷却器标准的设计为两台冷却器，每台冷却器的输出为100。该冷却器设计为不锈钢板式冷却器，所有浸湿表面为不锈钢材料。当出现故障时，另一台冷却器必须单独承担整个冷却水容量的水流。水-水冷却器的冷却水侧设计压力为1.0MPa，试验水压为1.5MPa。工作水压不高于1.0MPa。数量2100形式板式热交换功率4637kW冷却器二次水量154.6m3/h二次水进水温度38二次水进水温度0

7、.21.0MPa二次水压力降50kPa?3.温度调节阀和压力调节阀温度调节阀用以调节定子冷却水进入线圈前的温度。它是一套气动式三通调节阀，其主要部件有：气电定位器、阀位变送器、空气过滤减压器、手轮结构。温度讯号由水集装上的铂热电阻(TE420mA一321)电信号，再反馈到调节阀上的气电定位器，输出工输出信号到电厂中控室 DCS系统上接收后，转变成作气信号以驱动调节阀执行机构。阀位变送器将阀位变化信号输出。三通调节阀只是调节进入水冷却器和旁路的流量比，以此达到调节阀下游端的水温保持稳定的目的 。压力调节阀用以调节定子冷却水进入线圈前的压力。它是一套气动式调节蝶阀，其主要部件有：气电定位器、阀位变

8、送器、空气过滤减压器、手轮结构、阀板开度限位器。压力讯号由水系统发电机进水管路上的压力变送器 (P321)输出信号到电厂巾控室DCS系统上接收后，再输出 4-20mA电信号，反馈到调节阀上的气电定位器，输出工作气信号以驱动调节阀执行机构。阀位变送器将阀位变化信号输出。4.系统补给水系统正常补水有两种：自动补水和手动补水。自动补水取自凝结水母管，经减压阀后有补水电磁阀控制直接补到定冷水箱底部。手动补水取自除盐水，补水经由滤网过滤后接入离子交换器进口，然后到发电机定冷水箱底部系统运行时，内冷水在系统内部不断循环。来自凝结水的自动补水弥补系统正常的水量损耗，只有在系统泄露、排污等原因引起水箱水位下降

9、时，才由人工操作阀门向系统中补水。补水进入系统的压力控制在0207MPa之间，补水流量不高于250Lmin。当外部补水压力高于020.7MPa时，应减压至系统所需的补水压力值。补水过程中，应观察水箱水位变化，当水箱水位回升至正常水位后，由人工操作关闭补水阀门。人工补充进入系统中的水先经离子交换器(进入离子交换器的水压不得高于0.6MPa)后再进入水箱，再由水箱进入水泵、冷却器等主循环回路5.虹吸破坏阀及管道海门电厂一期的定冷水系统配有破坏虹吸的管道，即从水箱上部空间接出一管道，连接到发电机出水母管或母管出来后的一小段扩大管（处于水系统最高处）上。作用为平衡压力，防止断水瞬间在进口压力失去的情况

10、下由于虹吸作用使定子线棒中的水被吸到定子水箱，以保护线棒；正常运行时，回水温度高可能发生汽化，防止汽化定子冷却水进出水管设有一联络管，作用为消除振动?6、定冷水箱上压缩空气本定子冷却水系统设计为“富氧运行”，通过向定子水加入压缩空气，增加水中氧的含量，可以在定子线棒中形成一层氧化膜，阻止铜离子的析出避免产生铜腐蚀。本系统加氧处为定子冷却水箱，在定子水发电机进口管道上设有溶解氧表（邹县电厂说明）?7、氮气（N2）要求?氮气用于吹扫系统中的空气，防止系统的氧腐蚀，冷却水箱上部空间充氮，应保持一定的压力（14kPa-50kPa）。氮气的纯度推荐值应大于或等于99.99 %（体积比），最小99%。不得

11、含有污染物（O2，CO2）。剩下的气体中不得含有腐蚀性污染物，也不得含有氨气（NH3）和二氧化硫（SO2）。8、离子交换器?离子交换器由不锈纲制成，树脂装填容积 036m。该离子交换器为混合床式，即采用强碱性阴树脂和强酸性阳树脂且按2：1的比例混合装填。离子交换器的最大允许流量为62LS(223m3h)，为流入发电机的水量的约百分之二十，最高允许水温60，压力损失不高于98kPa。正常运行期间，离子交换器的水流量控制在 250Lmin左右。当进入离子交换器的水的电导率不高于cm时，其出水的电导率将不高于01 u S1cm0 u S，当进入离子交换器的水的电导率不高于 99 u Scm时，其出水

12、的电导率将不高于02 u Scm。如果系统中水的电导率不能维持在98kPa，则说明交换树脂已经失效，应进行更换。05 uscm以下，或者压力损失超过交换能力15m3/h离子交换器进水温度60设计压力1.0MPa树脂型号 采用电厂化水用树脂三、逻辑联锁1、定冷水泵启动允许条件：发电机定子冷却水箱水位不低2、定冷水泵联启条件（ A为例，B同）?定冷水泵A备用状态?定冷泵B跳闸或定冷水泵出口母管压力低3、定冷水泵联停条件（ A为例，B同）?两台定冷水泵均在运行?发电机定子线圈进水压力泵0.31MPa，延时10s停运A3、发电机定子冷却水补水电磁阀?可手动开/关本阀门；?发电机定子冷却水箱水箱液位低自

13、动开本阀门；?发电机定子冷却水箱水箱液位高自动关本阀门；?无发电机定子冷却水箱水箱液位低延时自动关本阀门。4.断水保护线圈入口水压异常低 (小于0.14MPa);流量异常低(1377L/min/82.62t/h);出水温度异常高(76)三种信号之中任何一种出现时，则视为发电机断水，断水保护装置应当动作，发电机组降负荷或者甩负荷。参数汇总参数单位MPaMPat/h正常运行值0.950.4120高报警值/0.44/低报警值0.5联泵0.181080.1496（三取二）跳闸值定子冷却水泵出口压力定子冷却水进口压力定子冷却水流量定子冷却水进水温度定子冷却水回水温度定子冷却水导电度us/cm487025

14、075245/789.9定子冷却水滤网差压kPa8080/定子冷却水箱水位mm600400定子水箱上部气体压力高MPa0.05定冷水补水流量l/h120在所有运行条件下，定冷水温度应比冷氢温度高5K。冷却介质间的温差（定冷水和冷氢）K51-3四、系统启停1、定子冷却水系统投运条件?系统检查已完毕，联锁试验已合格，定子水系统阀门位置正确。?定子冷却水箱补水化验合格。?定冷水箱水位正常，补水水源正常，已充氮，压力正常。?2、定子冷却水泵启动控制电源、动力电源已送上，仪表和报警装置已投入。?启动定子水冷泵，检查振动、声音、各轴承温度正常。?缓慢开启出口门，检查出口压力正常，当水冷器、离子交换器放气阀

15、见水时关闭放气阀，监视调整发电机定子进水压力补水门使水位正常,调整离子交换器进出口差压小于320kPa98kPa左右，调整水箱。?系统运行正常后，定冷水流量约投入备用。120m3/h，开启另一定子水冷泵出口门，?投入定冷器冷却水。?若切换到备用定冷水泵运行，应先启动备用泵正常后，再停用原运行泵，密切注意定冷水流量正常，不小于 120 m3/h。3、系统停运?机组停运后，根据需要及时停运定冷水系统，以防发电机过冷。?解除定冷泵联锁，停止定冷泵，检查定冷泵停止。?停运定冷水系统前应降低发电机内气体压力至整定子冷却水压始终比发电机内风压至少低 0.035MPa0.2MPa，操作时应注意调。4、定子冷

16、却水泵切换?检查备用定子冷却水泵轴承油杯油位正常，油质良好。?关闭备用定子水冷泵的出口门。?启动备用泵，对泵全面检查。?开启备用泵出口门，检查定子冷却水母管压力正常。?关闭原运行定子水冷泵出口门，注意定子冷却水母管压力正常。?停止原运行定子水冷泵。?开启停运泵出口门，投入备用。五、运行中注意事项泵组在运行中若有明显的不正常异声，振动明显增大，应立即启动备用定冷泵，停用原运行泵。监视定冷水泵电流不超限。监视定冷泵轴承箱油位正常，各轴承温度不能大于90。定冷水温度控制正常，约组，另一组作备用；若定冷水温度升高，可将备用48，定冷器通常运行一定冷器投用，并分析原因、及时处理。定冷水箱水位就地显示正常，无低水位报警。若出现水位低报警，应检查补水调节阀开度，若开度过小可手动开大，向系统内补水至水箱水位正常。补水量过大则要进行系统查漏，如无法维持水循环即采取措施将汽轮发电机解列。,立?机组正常运行时，应保持定冷水补水系统正常运行。化学定期化验水质，保证定冷水导电度补水回路中电导率保持1s/cm，则需投入离子交换器运行。1s/cm，如果超过2s/cm。检查定冷水过滤器差压正常，若过滤器差压kPa80 检修清洗，清洗完毕，投入备用。报警，立即切换到备用过滤器运行，同时联系发电机充氢前，定冷水箱内需维持一个压力略高于大气压的氮气环境，约15kPa 定冷水箱上