水箱等(电厂冷却水基础知识)

Posted 2023-05-30

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水箱等(电厂冷却水基础知识)

火力发电厂需要冷却的设备很多，主要包括低压缸排出的乏汽凝汽器、汽轮机设备润滑油系统、各种转动机械轴瓦、发电机定子和转子设备等等。不同的设备对冷却水的水质也有着不同的要求，对于一些不允许结垢的换热元件必须采用高品质的除盐水，例如发电机定子和转子冷却用水。

电厂闭冷水系统：

闭冷水系统：

闭冷水水质为除盐水，可有效避免设备在热交换过程中在设备本身发生结垢现象，降低了对被冷却设备的损伤。

闭冷水冷却的锅炉设备通常包括：空预器轴承冷却、送风机润滑油冷却、火检风机冷却、一次风机轴承冷却、等离子燃烧器冷却、暖风器疏水泵冷却、密封风机轴承冷却等。

闭冷水冷却的汽机设备通常包括：发电机定子冷却器冷却、发电机转子冷却器冷却、给水泵及其前置泵密封冷却、汽水取样冷却、抗燃油冷却、凝结水泵推力轴承冷却、空压机设备冷却等等。

闭冷水系统施工：

闭冷水系统的主要设备包括闭冷水泵、闭冷水膨胀水箱、闭冷水冷却器、过滤滤网及管道等。

闭冷水系统在电厂中调试最早的系统，该系统是机组带电后第一个需要调试的系统，因此项目在组织施工中必须优先考虑，安装工作考虑在厂用带电时完成。全部管道宜采用酸洗或喷砂处理，建议优先采用酸洗处理，安装过程所有焊口进行氩弧打底。

正确连接设备接口。闭式循环冷却水热交换器处的闭式循环侧的运行压力大于开式循环水侧的运行压力，因此热交换器接口时不得接反。重要设备的冷却水回水管装有用于观察冷却水流动的视流孔。

闭冷水系统内部清洁直接影响转动机械的运行安全，因此内部必须保持管道内部的清洁，闭冷水系统上的所有放水、放气、加药、取样等接口必须在正式安装前完成开孔焊接完成，开孔时需采用开孔器进行开孔，所有的开孔铁销必须清理干净，防止进入转动机械轴瓦或堵塞冷却水管路而造成设备超温损坏设备。

通常情况下闭冷水系统的压力高于各冷却系统的压力，也就是说允许闭冷水泄漏到被冷却的设备，但不允许被冷却设备的介质漏到闭冷水系统。

闭冷水系统冲洗：

由于闭冷水采用除盐水，而且冷却的均属于火电厂重要的附属机械和设备，因此闭冷水系统的安装过程中的内部清洁度和安装结束后的系统冲洗显得尤其重要。通常情况下闭冷水冲洗有三种：

闭式冲洗。属于节水型冲洗，但是冲洗时间长。

开式冲洗。整个冲洗过程需要耗费大量的水，但是冲洗时间短。

开闭结合冲洗。先开式冲洗，然后采用边补水边排水方式进行冲洗，最后全部放掉系统内的水。既节约用水又能满足工期要求。

进行闭冷水系统冲洗时必须在各个设备的接口最近处进行短接。

闭冷水系统的水压试验可利用冲洗临时管道同步进行。

电厂开冷水系统：

开式冷却水系统：

湿冷机组的开始循环冷却水取自循环冷却水系统，空冷机组的开式循环水冷却水取自机力通风塔系统。

开式循环冷却水冷却的设备电动给水泵电机空气冷却器、发电机空气（氢气冷却器）、电动给水泵工作油和润滑油冷却器、闭冷水冷却器冷却水、磨煤机润滑油站冷却器、真空泵冷却器、定排冷却水、除灰除渣冷却水等等。

开式冷却水系统施工：

开式冷却水系统包括自清洗过滤器、开式冷却水泵、机力通风风机、拦污栅及其管道等。

开式冷却水系统在电厂中调试比较早的系统之一，该系统也是机组带电后首先需要调试的系统，因此项目在组织施工中同样需要优先考虑，安装工作考虑在闭冷水调试结束后完成。全部管道内部宜进行清理，以内部无锈斑、氧化物和其他杂物为准，安装过程所有焊口进行氩弧打底或双面焊接。

正确连接设备接口。开式循环冷却水重要设备的冷却水回水管装有用于观察冷却水流动的视流孔。

开式循环冷却水系统上的所有放水、放气等接口宜在正式安装前完成开孔焊接，使用火焰开孔时需清理管道内部的氧化铁等遗留物。

开式循环冷却水系统冲洗：

开式循环冷却水系统冲洗没有像闭冷水系统要求高，如果是湿冷机组，可以随着循环水泵试运转时进行开式循环冷却水系统冲洗。如果是空冷机组，则可以在机力通风塔水池灌水后在进行辅机循环水泵试运转时进行冲洗。两种冲洗方法均需要完成水泵前的滤网安装工作。

开式冷却水系统水压试验可随循环水管道一起进行，如果采用机力通风塔时，厂房外地埋管道需在回填土之前完成水压试验。厂房内管道可在冲洗前进行水压试验。

电厂定子和转子冷却水系统：

发电机定子和转子冷却水系统：

发电机定子和转子冷却水是火电厂中对冷却水水质要求最高的设备，通常情况下，定转子冷却水的PH值为7-9，水硬度<10 μg/L，其中定子冷却水电导率（相当于25℃）≤1.5μS/cm，转子冷却水电导率（相当于25℃）≤5μS/cm。发电机定子和转子冷却水水质均为除盐水或凝结水，其系统所用管道均为不锈钢管道。

发电机定子和转子冷却水设备一般由发电机厂家成套组件供货，现场安装部分只有不锈钢管道部分。

发电机定子和转子冷却水系统需要在机组冲转前完成定子和转子冷却水系统的冲洗，通常情况下发电机定子和转子冷却水系统冲洗时间大约需要20天，这就要求发电机定子和转子冷却水系统必须在机组点火吹管前完成安装工作。

发电机定子和转子冷却水不锈钢管道安装时必须确保内部清洁，管道组对时建议不留对口间隙，这样做主要是确保焊接时管道内部不产生新的焊瘤或其他杂物，可以有效提高管道内部清洁度，采用法兰连接的焊口，其法兰内口采用氩弧焊接方式进行，冷却水管所接出的压力和温度测点等开孔必须在组合时完成开孔，并清理开孔处的毛刺。

发电机定子和转子冷却水系统冲洗：

发电机定子和转子冷却水冲洗同样分为体外循环和体内循环两个阶段。第一阶段主要是冲洗安装的冷却水管道和设备组件（冷却水管短接），第二阶段主要是在第一阶段冲洗合格后冲洗发电机定子线圈和转子。

发电机定子冷却水系统进水前应对除盐水进行化验，确定补水水质，初次冲洗和循环应多放水，这样可以及时排放管道内部的污物，另外系统冲洗时应采用变温方式进行，主要是有利于附着在管道内壁的杂物脱落，具体操作方式时白天采用开式方式冲洗，边补水，边冲洗，边放水，基本维持补水箱水位平衡，夜间则采取闭式冲洗方式，这样可以提高循环的温度。由于定子和转子冷却水水质要求较高，因此建议连续3天以上化验水质稳定后才能确定水质合格。

电厂凝汽器循环冷却水系统：

火力发电厂凝汽器冷却水系统凝汽器循环冷却水系统总体可分为三类：

直流冷却系统（岱海一期项目、浙江北仑项目、苍东黄骅项目等）；

循环冷却系统（西柏坡项目、邯峰项目、定州一期项目等）；

间接冷却系统（盛乐项目、其亚项目等）；

循环冷却水系统简单，换热器数量少，只有管程一种通常为黄铜管或不锈钢管或钛管。但是工作量较大，主要设备包括取水泵、旋转滤网、冲洗设备和检修起吊设施及系统管道等，其工作量约占电厂冷却水系统总工作量的70%以上。

直流冷却系统：

最简单的冷却系统，水只经过热交换器一次，排放水直接回到水源地，耗水量大，可能造成热污染；

由于冷却水的来源一直在更新，冷却水没有再次直接循环回收利用，所以水中矿物质基本是保持不变的。

直流冷却系统回水管路有的采用封闭式管道，有的采用明渠排放。因此在组织施工时需要结合设计图纸的要求进行确定是土建专业施工，还是安装专业进行施工。

直流冷却系统设备主要包括提升泵、旋转滤网、冲洗水装置、液控蝶阀以及冷却水输送管道等。

直流冷却系统一般需要布置较长的冷却水管线，由布置在海洋、江河或湖泊中供水泵房的水泵直接将冷却水提升输送到冷却设备，这一段的管线较大，一般情况下,300MW机组冷却水管线工程通径为DN1800mm，600MW机组冷却水管线为DN2200mm，现场施工时土方开挖工作量大，占用场地较大，对现场整体组织施工影响较大，因此需要在项目组织实施过程中提前策划，避免对后续项目的施工带来不利影响。

这些管道的一般需要在现场直接卷制，需要配备龙门吊、卷板机和较大的组合场地。管道焊接可采用内外口双面焊接，此外还需要喷砂和防腐专业的配合。

直流冷却水系统管线较大，一般不需要进行冲洗，但需要在管道施工过程中进行清理，并办理隐蔽签证。

循环冷却水系统：

在冷却水系统中，冷却水经过循环水泵送入凝汽器，进行热交换，被加热的冷却水经冷却塔冷却后，流入冷却塔底部水池，再由循环水泵送入凝汽器循环使用，此循环再利用的冷却水则称循环冷却水。这种冷却形式主要是最原始传统的冷却方式，系统比较简单，设备主要包括循环水泵、旋转滤网、起重设备、冲洗设备、液控蝶阀、隔断蝶阀、胶球清洗装置以及输送管线等，此外有些设计还包括配套的水处理设备和机力风机设备等。

循环冷却水系统工作量很大，占用施工工期长，对现场总体组织施工影响较大。