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(jī)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(xiàn)象，介紹了國產(chǎn)600MW亞臨界燃煤發(fā)電機(jī)組配套循環(huán)水泵與出口蝶閥的配套選型構(gòu)思，論述了防止產(chǎn)生水錘現(xiàn)象液壓控制蝶閥的設(shè)備機(jī)理和時間設(shè)定，以及為保證循環(huán)水系統(tǒng)安全運(yùn)行所采取的優(yōu)化措施，這些措施為同類型機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的改進(jìn)提供了參考，同時提高了機(jī)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)中圖分類號: TM621. 7文獻(xiàn)標(biāo)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.廣東臺山電廠首期兩臺機(jī)組為上海電氣集團(tuán)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(jī)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(tǒng)采用單元制直流循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)，使用溝- >排水口。海水作為循環(huán)冷卻水水源。每臺機(jī)組配備兩臺從循環(huán)水泵出口管道至虹吸井管線實(shí)際長度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)變化過程中極可能產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，而且最大正壓水錘一般發(fā)生在兩臺泵并聯(lián)運(yùn)行且同時事1循環(huán)水泵與 出口門的選型構(gòu)思故掉閘工況下泵出口門處，壓力的大小與水泵出KSB循環(huán)水泵為立式、固定轉(zhuǎn)速、固定葉口門的關(guān)閉規(guī)律密切相關(guān)，不同的關(guān)閉規(guī)律水錘片、單級混流泵，由立式感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動。單泵的中國煤化工水錘-般形成點(diǎn)在凝運(yùn)行時，額定流量為13.2 m3/s，轉(zhuǎn)速為329 r/YHCNMHG閘時，運(yùn)行中的水泵min，揚(yáng)程為12.8 m;雙泵運(yùn)行時，額定流量為轉(zhuǎn)速急劇下降乃至反轉(zhuǎn)，管道流向逆轉(zhuǎn)，其隆起11 m'/s， 揚(yáng)程為17.8 m。循環(huán)水系統(tǒng)布置方式點(diǎn)將產(chǎn)生負(fù)壓。由于凝汽器頂部往往是系統(tǒng)中的駝峰點(diǎn)，因此，首先在凝汽器頂部產(chǎn)生負(fù)壓增大，收稿日期: 2004-06-30當(dāng)此壓力降至該溫度的汽化壓力時，產(chǎn)生斷流空第2期王靜明:600MW機(jī)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(dǎo)致凝汽器破壞事故，以及力不超過0.392MPa，壓力波動不超過0.16彌合水錘波傳到水泵出口，必須在閥門選型方面MPa，停泵16s后系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。予以充分考慮。按照這樣的設(shè)計思路，我們認(rèn)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)水泵配套的出口門可以較與20s快關(guān)相比，開始倒流與倒流時間無太好地避免可能產(chǎn)生的水錘效應(yīng)。大變化，最大倒流流量和最大倒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速都有所增2兩臺泵并聯(lián)運(yùn)行，同時掉泵水錘分析加，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，對臺山電廠循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了水錘分析計算。循環(huán)水泵出口門為多功能液控蝶閥，正常情當(dāng)兩臺水泵并聯(lián)運(yùn)行，同時事故停泵時，每臺泵況下，閥角度0°~90'對應(yīng)時間30~120 s可調(diào)，的最大倒流量為額定流量的60. 1%，泵開始倒轉(zhuǎn)開啟時為均勻開啟;關(guān)閉時為快關(guān)一慢關(guān)，快關(guān)的時間為停泵后36 s，停泵后系統(tǒng)最大水錘壓力角度90°~20° +8對應(yīng)時間3~30s可調(diào)，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(yīng)時間6~60 s可調(diào)。蝶閥液壓別為0.1076MPa和0.0752MPa，泵出口400m系統(tǒng)設(shè)有電動泵、手動泵兩套供油系統(tǒng)以便操作處和凝汽器后40m處最大水錘壓力分別為閥門的開啟和關(guān)閉，通常情況下開閥時由油泵電0.1161MPa和0.1936MPa。機(jī)提供動力，只有在緊急情況下采用手動液壓泵.兩臺泵并聯(lián)運(yùn)行，同時掉泵出口閥兩階段關(guān)開啟閥門在現(xiàn)場操作;關(guān)閥時由升起的重錘提供閉情況分析如下:能量，驅(qū)動閥門關(guān)閉，關(guān)閥時不需驅(qū)動電源。在2. 1泵出口5s快關(guān)75°, 20 s慢關(guān)15°的情況開啟蝶閥控制面板上的三個元件可以調(diào)整蝶閥開由于快關(guān)時間較快，水泵沒有倒流和倒轉(zhuǎn)現(xiàn)啟速度，而無法使蝶閥在某一位置停留。閥門關(guān)象，閥門關(guān)閉后凝汽器處流量反復(fù)波動，管道中閉時具備快關(guān)-慢關(guān)功能，可以充分減弱可能產(chǎn)出現(xiàn)長時間的壓力波動，波動幅度高達(dá)200 m,生的水錘效應(yīng)。泵出口閥后多次出現(xiàn)水柱分離，第一次分離時間3.1液壓系統(tǒng)為53s，彌合壓力高達(dá)2. 053 MPa，凝汽器處同液壓系統(tǒng)包括一個油箱、電動泵、備用手動樣出現(xiàn)長時間的水柱分離，凝汽器前后水錘壓力泵、電磁閥、速度調(diào)節(jié)閥以及一些附件，液壓控分別為0.9431MPa和1.92MPa，管線其它部位制原理如圖1所示。水錘壓力特別高，管內(nèi)壓力波動經(jīng)過250s仍未穩(wěn)蝶閥的打開是由速度控制閥到液壓缸產(chǎn)生的液壓完成的，備用手動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(diào)節(jié)控制系統(tǒng)壓力，蝶閥軸停泵后43s左右，水泵出現(xiàn)輕微倒轉(zhuǎn)，最大上的限位開關(guān)控制液壓泵和馬達(dá)起停。倒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的4.9%。泵出口閥后和凝液壓泵通常只用于打開蝶閥，在全開位置時汽器處仍出現(xiàn)長時間的水柱分離，仍有流量反復(fù)限位開關(guān)將關(guān)閉電動泵，使得電磁閥繼電器處于波動，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(shè)定位置，在這種情況，壓力仍達(dá)1.61MPa，停泵后經(jīng)過250s仍不穩(wěn)定，蝶閥在全開位置被液壓鎖定，直到泵卸載程序控壓力振蕩很大，泵出口閥后壓力波動達(dá)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水開始倒流，每臺循環(huán)水泵的MYHCNMHG啟由電動泵提供動力最大倒流量為額定流量的11.8%，停泵后33 s左油壓。閥門接到開啟指令，電磁閥帶電，電動液右水泵開始倒轉(zhuǎn)，最大倒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)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(xiàn)水柱分離，間位置信號起動，建立高壓油，油壓由供油母管穩(wěn)定后凝汽器前后均為負(fù)壓，分別為- 0. 022.上的壓力溢流閥整定。由母管來的高壓油一路經(jīng)58廣東電力第18卷至蝶閥油6困阻尼器2醫(yī)[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)接通液壓釋放閥滑閥上損壞，要求出口門必須保證一定的開度啟動泵。部油口，同時由母管來的高壓油另一路油經(jīng)速度調(diào)在調(diào)試期間，參考泵性能曲線，在保證泵允許的節(jié)閥節(jié)流后接通液壓釋放閥滑閥下部油口，由于液工作區(qū)范圍內(nèi)，利用手動泵開啟出口蝶閥，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開啟泵不倒轉(zhuǎn)的開度試驗(yàn)，確定了出口門開壓，使滑閥下移，關(guān)閉液壓釋放閥，切斷動力油回.啟15作為啟動泵的條件。油，建立蝶閥開啟動力油壓，用于開啟蝶閥。但是循環(huán)泵配套的出口蝶閥限位開關(guān)未提供3.3 蝶閥的關(guān)閉15°觸點(diǎn)，無法完成上述啟動泵要求。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泵接受開閥指令或蝶閥在90%位置信號起動，下部油壓的作用下克服彈簧彈力上移，卸掉蝶閥建立動力油壓而實(shí)現(xiàn)的。為此我們在調(diào)試中測試動力油壓，油缸中的油通過單向預(yù)控閥控制，經(jīng)了如下數(shù)據(jù):分散控制系統(tǒng)(DCS)指令發(fā)出→自液壓釋放閥和濾網(wǎng)回到油箱，蝶閥通過杠桿重錘保持繼電器帶電-→自保持繼電器吸合- +延時繼電關(guān)閉。器帶電-→延時繼電器吸合需要2s，出口門從0*開從已經(jīng)投運(yùn)的兩臺機(jī)組4臺循環(huán)泵的使用情至15°需要6s。因此，將循環(huán)水泵起動邏輯設(shè)定況看，出口液控蝶閥關(guān)閉時間的設(shè)定較好地克服為:循環(huán)水泵指令發(fā)出→出口門開啟延時8s后→了兩臺泵運(yùn)行同時跳閘、兩臺泵并聯(lián)運(yùn)行其中-循環(huán)水泵電機(jī)合閘。臺事故跳閘、兩臺泵第-一臺起動、第一臺運(yùn)行第4.2出口液控蝶閥 “就地”和“遠(yuǎn)方”切換開關(guān)二臺起動、-一臺泵運(yùn)行、運(yùn)行泵停泵等工況下可的改進(jìn)能造成的水錘效應(yīng)。IMYH中國煤化工“就地” 和“遠(yuǎn)方”切攤CNMHG起循環(huán)水泵出口液控4出現(xiàn)的問題及改進(jìn)蝶閥失電關(guān)閉，也就是說切換手柄在切換過程中4.1啟動泵程序的改進(jìn)存在失電點(diǎn)。對“就地”和“遠(yuǎn)方”切換開關(guān)進(jìn)由于KSB循環(huán)水泵為單級混流泵，為防止在行改造，在切換過程中增加液壓釋放閥電磁閥失出口門關(guān)閉狀態(tài)下產(chǎn)生較大的軸向推力引起設(shè)備電延時，同時考慮在“遠(yuǎn)方”位時正常停運(yùn)電磁第2期王靜明:600MW機(jī)組循環(huán)水泵液控蝶閥的使用及改進(jìn)69閥失電無延時釋放，可取消“就地”和“遠(yuǎn)方”修正為10 s，這樣就解決了循環(huán)水泵一臺泵運(yùn)行切換過程斷點(diǎn)，由三觸點(diǎn)改為兩觸點(diǎn)。另一臺在備用狀態(tài)下，油泵長期運(yùn)行的問題。在4.3出口蝶閥的控制電源的改進(jìn)停泵過程中由于電磁閥均失電，液壓釋放閥無條.臺山電廠循環(huán)水泵出口蝶閥的控制電源和油件打開，使出口蝶閥關(guān)閉，油泵停止通過在程序泵的動力電源只有一路，一旦該路電源失電，不中加入出口蝶閥關(guān)閉延時5 s后停止油泵指令來管循環(huán)水泵是否運(yùn)行，電磁閥均失電，液壓釋放實(shí)現(xiàn)。閥無條件打開，使出口蝶閥關(guān)閉，引起循環(huán)水泵b)對現(xiàn)有電氣回路進(jìn)行改造以實(shí)現(xiàn)關(guān)閥停打悶泵，如果不及時處理，極可能造成循環(huán)水泵泵，即將18K3繼電器33端子接線中與19 K7繼推力軸承磨損。為此在液控蝶閥控制回路內(nèi)增加電器的13端子相連的接線移到34端子。一個不間斷電源(UPS)，并且保證控制回路內(nèi)的5結(jié)束語閥門開啟自保持繼電器18K3 和閥門關(guān)閉繼電器19K3的返回時間大于UPS切換時電源的間斷時循環(huán)水系統(tǒng)在出水管道內(nèi)充滿水的情況下按間，將18K3和19K3繼電器改為帶延時返回的繼正常起動方式起動，無大的起動水錘問題?；炝麟娖?，并增加UPS前斷電報警繼電器和現(xiàn)有的泵裝置起動前，出水管道內(nèi)應(yīng)注滿水，防止管線UPS后斷電報警繼電器串聯(lián)，向DCS輸出一-個綜內(nèi)存氣形成氣囊，影響機(jī)組的正常起動和穩(wěn)定運(yùn)合斷電報警信號。行;事故停泵后，應(yīng)在管線系統(tǒng)中的壓力趨于穩(wěn)4.4出口蝶閥電動油泵控制系統(tǒng)的優(yōu)化定時再起動，以防停泵水錘與起動水錘互相作用,由于未考慮到電動油泵遠(yuǎn)方控制問題，使得導(dǎo)致危險的水錘壓力。循環(huán)水泵在備用狀態(tài)下，出口蝶閥電動油泵-直事故停泵后最初的降壓過程中，閥門的關(guān)閉處于運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致油溫升高并影響其使用壽命。規(guī)律選擇不當(dāng)，會導(dǎo)致管道中出現(xiàn)負(fù)壓而產(chǎn)生水為了解決這一問題，要從以下兩個方面著手:柱分離，然后在升壓過程中，被分離的水柱相互a)從循環(huán)水泵出口蝶閥電源柜電動油泵電路撞擊，產(chǎn)生劇烈的水錘壓力，將導(dǎo)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停泵和一臺停泵另一臺立即起動電動油泵指令使用，而且為簡化起動程序?qū)㈦妱拥那闆r，前者水錘可達(dá)2 MPa。因此，在設(shè)計中油泵起停指令捆綁在出口蝶閥開啟停止指令中。應(yīng)通過對水錘現(xiàn)象進(jìn)行正確的模擬分析，確定安.從現(xiàn)場調(diào)試測試電動油泵起動指令下發(fā)至起動正全可靠的最優(yōu)關(guān)閥程序。常時間為2 s，在循環(huán)水泵起動程序中進(jìn)行如下修參考文獻(xiàn):改:將出口蝶閥開啟8s后起動循環(huán)水泵改為出口蝶閥開啟指令下發(fā)首先啟動電動油泵，油泵正[1]蔣勁.臺山電廠循環(huán)水供水系統(tǒng)水錘計算分析報告[R].武漢:武漢大學(xué)，2002.常運(yùn)行8s后再啟動循環(huán)水泵，也就是說將原來的作者簡介:王靜明(1967-)， 男，山東威海人，工學(xué)學(xué)士，汽機(jī)高級工程師，主要從事汽機(jī)專業(yè)機(jī)組管理工作。中國煤化工MYHCNMHG.