間接空冷塔運行及控制描述

1、華能榆神榆林熱電聯(lián)產(chǎn)新建工程（2350MW）間接空冷系統(tǒng)間接空冷系統(tǒng)投標(biāo)文件 技術(shù)部分間接空冷塔運行及控制描述1簡介本描述文件的目的是確定在不同的條件下間接空冷系統(tǒng)的控制順序，步驟和系統(tǒng)主要部分及功能的描述。1.1 冷卻系統(tǒng)簡述間接空冷冷卻系統(tǒng)主要兩個主要部分構(gòu)成：水泵房：表面式冷凝器、循環(huán)水泵。冷卻塔：有冷卻元件（冷卻三角）-分成6個扇段、儲水箱和膨脹水箱。循環(huán)水泵的作用是將來自凝汽器的冷卻水流入冷卻塔的冷卻扇段，冷卻水再從冷卻塔回到表面式冷凝器內(nèi)部與從主機(jī)排出的蒸汽在凝汽器中進(jìn)行換熱。冷卻水循環(huán)進(jìn)入冷卻塔冷卻扇段內(nèi)并通過自然通風(fēng)進(jìn)行降溫。降溫后的冷卻水隨后再循環(huán)回流至凝汽器。 管道系統(tǒng)內(nèi)恒

2、定的壓力由位于冷卻三角頂部的膨脹水箱中的控制水位調(diào)節(jié)，冷卻系統(tǒng)內(nèi)的總水量由儲水箱的控制水位調(diào)節(jié)。膨脹水箱的作用除防止空氣進(jìn)入管道系統(tǒng)外還要處理由于溫度變化而造成的系統(tǒng)內(nèi)水體積的變化。水壓平衡由旁路閥的適當(dāng)調(diào)節(jié)保證。系統(tǒng)內(nèi)共有6個冷卻三角扇段，分成兩組 三個一組 - 每組由一個旁路閥進(jìn)行水壓平衡控制（1號旁路閥連接1、2、3，號冷卻三角扇段，2號旁路閥連接4、5、6號冷卻三角扇段）。冷卻水的溫度由溫度控制調(diào)節(jié)，通過冷卻塔周圍的百葉窗的打開和關(guān)閉控制進(jìn)行溫度控制。1.2 冷卻系統(tǒng)的運行概述冷卻系統(tǒng)在管道系統(tǒng)適當(dāng)抽真空之后將以無冷卻水狀態(tài)（泄水狀態(tài)）啟動，旁路閥開啟。循環(huán)水通過兩個旁路閥進(jìn)行循環(huán)。在

3、旁路運行啟動成功以后，扇段將會被逐個的充水。在冷卻塔的任一個部分（循環(huán)系統(tǒng)分成兩個部分）中的三個扇段中有兩個扇段充滿水后，旁路閥關(guān)閉。用于填充扇段冷卻元件所必需的冷卻水存貯在地下儲水箱中，在進(jìn)行扇段充水之前，必須先將儲水箱中的水送到膨脹水箱中，水量要足夠充滿一個扇段。將水從儲水箱送至膨脹水箱要使用兩個容積較大充水泵和兩個容積較小的補(bǔ)給水泵。在運行扇段充水程序之前，兩個充水泵要啟動向膨脹水箱中輸水，為了保持膨脹水箱中的水平衡，兩個補(bǔ)給水泵要啟動，補(bǔ)水閥要打開。如果膨脹水箱中的水位超過溢水水位，多余的水會通過溢水閥流回儲水箱。儲水箱的水平衡由補(bǔ)給水閥和放水閥調(diào)節(jié)。基本上冷卻系統(tǒng)的整個水平衡可以描述

4、如下：通過補(bǔ)給水閥可以增加儲水箱中的水位。通過充水泵和補(bǔ)給水泵（補(bǔ)水閥打開）可以將水從儲水箱送到膨脹水箱，從而增加膨脹水箱中的水位，減少儲水箱中的水位。通過打開的溢水閥可以將膨脹水箱中的水泄到儲水箱中。從而減少膨脹水箱中的水位，增加儲水箱中的水位。通過放水閥可以將儲水箱中的水放掉、減少儲水箱中的水位。 冷卻元件的防凍保護(hù)基本上由兩個緊急泄水閥完成，當(dāng)出現(xiàn)緊急防凍報警時這兩個閥會被打開。另外，當(dāng)溫度過低時扇段會自動泄水。膨脹水箱的防凍保護(hù)由水平衡設(shè)備-溢水閥和補(bǔ)給水泵完成。如果在冬季期膨脹水箱中的水過冷，那么這些冷水會被泄到儲水箱中，而儲水箱中的熱水會被送到膨脹水箱中。如果在冬季膨脹水箱長期不用

5、則膨脹水箱里的水會被泄掉。關(guān)于以上所提到設(shè)備的控制的詳細(xì)描述在以下章節(jié)介紹。1.3 冷卻系統(tǒng)控制等級所有參與冷卻系統(tǒng)運行的電氣設(shè)備都能通過下列控制方式控制：就地控制模式遠(yuǎn)程控制模式- 手動控制模式- 自動控制模式就地控制模式和遠(yuǎn)程控制模式的選擇由就地安裝的選擇開關(guān)控制。安裝有智能型執(zhí)行器的閥門和百葉窗含有控制模式選擇開關(guān)和控制設(shè)備。對于泵來說，控制模式選擇開關(guān)和其他控制設(shè)備被安裝在就地控制箱內(nèi)，就地控制箱在泵旁邊。就地控制模式：選擇開關(guān)在“就地”位置。在這種情況下，遠(yuǎn)程控制不可用，對執(zhí)行器、泵或者液壓閥門的控制可以直接由安裝在智能型執(zhí)行器或者就地控制箱上的控制設(shè)備完成。在這種控制模式下，保護(hù)是

6、無效的。建議只在相關(guān)設(shè)備維修時使用這種運行模式。遠(yuǎn)程控制模式：選擇開關(guān)在“遠(yuǎn)程”位置。在這種情況下，就地控制不可用，對執(zhí)行器、泵或者液壓閥門的控制由DCS屏幕上的控制設(shè)備（軟件控制）完成?？梢酝ㄟ^功能組選擇開關(guān)（在屏幕上）對屬于相關(guān)功能組的相關(guān)設(shè)備的另外兩種遠(yuǎn)程模式進(jìn)行選擇。 遠(yuǎn)程手動控制模式：屬于相關(guān)功能組的執(zhí)行器或者泵可以通過屏幕上的控制設(shè)備單獨進(jìn)行控制。遠(yuǎn)程自動控制模式不可用。在這種情況下，只有單個設(shè)備的保護(hù)起作用。建議在設(shè)備啟動的相關(guān)功能組的準(zhǔn)備過程中和設(shè)備的維修時使用這種運行模式。遠(yuǎn)程自動控制模式：屬于相關(guān)功能組的執(zhí)行器、泵或者液壓閥門的控制由DCS通過自動控制軟件完成。遠(yuǎn)程手動控制

7、模式不可用。在這種情況下，所有保護(hù)（設(shè)備保護(hù)和過程保護(hù)）可用。這種控制模式是冷卻系統(tǒng)的常規(guī)運行模式。1.4 冷卻系統(tǒng)設(shè)備的保護(hù)級別系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)在于對單獨設(shè)備和設(shè)備組進(jìn)行保護(hù)以免受到損壞。主要來說大多數(shù)重要防護(hù)等級為硬線保護(hù)，并同時有軟件保護(hù)。按執(zhí)行保護(hù)可以分為兩組：硬件（備用）保護(hù)，包括冷卻系統(tǒng)的主要保護(hù)。應(yīng)用DCS的軟件保護(hù)，包括冷卻系統(tǒng)內(nèi)所有必要的保護(hù)。按功能保護(hù)可以分為兩組：設(shè)備保護(hù)，單個設(shè)備的防護(hù)（熱損壞、空運轉(zhuǎn)、過流等）。過程保護(hù)，一個功能組內(nèi)設(shè)備的保護(hù)（順序故障，防凍保護(hù)）。1.5 MMI(人機(jī)接口)系統(tǒng)MMI 系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的所有功能組都在屏幕上（操作站）有單獨的顯示運行畫面。

8、每個功能組運行畫面包括：功能組的示意圖（帶有設(shè)備符號）相關(guān)功能組控制和運行所必需的軟件控制設(shè)備模擬和數(shù)字測量，設(shè)備的狀態(tài)信號（系統(tǒng)運行的參數(shù)顯示）一些功能組（如循環(huán)系統(tǒng)，扇段冷卻三角）有一個單獨的畫面，顯示啟動準(zhǔn)備狀態(tài)信息。 運行畫面包含用于保證功能組的正常、安全運行的所有必要信息和控制接口，用以保證冷卻系統(tǒng)的運行安全。不同運行畫面之間的切換由屏幕上控制菜單的功能選擇按鈕完成。1.6 功能組為了實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的簡化控制和安全運行并有最佳的總體觀察效果，空冷系統(tǒng)包括以下功能組： 1-5號冷卻扇段三角 旁路閥 水平衡系統(tǒng) 溫度控制系統(tǒng) 事故泄水閥控制系統(tǒng) 操作員能夠跟蹤以下過程：啟動準(zhǔn)備（如果有）、

9、啟動順序、停機(jī)順序的完成以及運行 過程中的參數(shù)。 在啟動功能組之前，操作員將要按下“可以啟動”按鈕。信息要被確認(rèn)（非DCS控制的啟動所必需的所有機(jī)械的和其他的信息）。啟動和關(guān)閉順序是按步驟進(jìn)行的。每一步的執(zhí)行條件是前一步（命令）的成功執(zhí)行。如果所有顯示的啟動準(zhǔn)備信息都是完成狀態(tài)，操作員可以按下啟動按鈕開始順序啟動。關(guān)閉順序的初始化可以預(yù)制定或者自動完成。預(yù)制定關(guān)閉的初始化由操作員完成（通過按下關(guān)閉按鈕）。自動順序關(guān)閉的初始化由一些設(shè)備故障，過程故障完成。1.7 故障信號，報警信息DCS 會連續(xù)的對所有執(zhí)行器，泵以及程序的正常運行狀況進(jìn)行檢查。如果它們中的任何設(shè)備沒有按照指令進(jìn)行工作，會產(chǎn)生“驅(qū)

10、動故障”信號。如果在自動順序控制過程中出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)，會產(chǎn)生“過程故障”信號。上述兩種信號都會產(chǎn)生一個報警信號；報警信息會顯示在運行畫面上，當(dāng)故障信號發(fā)生時：順序啟動（充水過程）故障信號會導(dǎo)致順序停機(jī)（泄水）。在正常運行過程中一些功能組的故障信號會導(dǎo)致順序停機(jī)（泄水）在順序停機(jī)（泄水）過程中一些功能組的故障信號會導(dǎo)致其他功能組全部停機(jī)（泄水）閥門、百葉窗會產(chǎn)生驅(qū)動故障信號，如果：接到打開命令沒有打開接到關(guān)閉命令沒有關(guān)閉在設(shè)定時刻沒能達(dá)到所需的位置在沒有接到停止命令的情況下停在一個中間位置泵會產(chǎn)生驅(qū)動故障信號，如果：接到啟動命令沒有啟動接到停機(jī)命令沒有停機(jī)沒有接到停機(jī)命令但停機(jī)（跳閘） 液壓

11、重錘閥門會發(fā)出驅(qū)動故障信號，如果： 接到啟動指令卻沒有啟動 接到停機(jī)指令卻沒有停機(jī)在正常運行過程中如果出現(xiàn)任何故障的話會出現(xiàn)過程故障信號。因此一個驅(qū)動故障會產(chǎn)生一個過程故障信號。這些故障信號，及系統(tǒng)的反應(yīng)會被顯示在相關(guān)的功能組上。2.冷卻三角扇段功能組控制每個冷卻三角扇段整合相關(guān)的冷卻三角元件及其對應(yīng)的進(jìn)水管、出水管和泄水管，它們并行布置并且獨立工作，因此有6個同樣的功能組控制（每個扇段一個功能組）： 1號冷卻三角扇段 2號冷卻三角扇段 3號冷卻三角扇段 4號冷卻三角扇段 5號冷卻三角扇段 6號冷卻三角扇段屬于功能組控制的驅(qū)動 ： 扇段進(jìn)水閥 扇段出水閥 扇段泄水閥 參加功能組控制的其他驅(qū)動：

12、 熱水管緊急泄水閥門 冷水管緊急泄水閥門 1號旁路閥 2號旁路閥 補(bǔ)水閥門 補(bǔ)給水閥門 溢水閥門 放水閥門 1號充水泵 2號充水泵 扇段百葉窗 屬于功能組控制的儀表：冷卻三角扇段出水溫度1冷卻三角扇段出水溫度2冷卻三角扇段出水溫度3 冷卻三角扇段出水壓力冷卻三角扇段進(jìn)水溫度1冷卻三角扇段進(jìn)水壓力 其他參與功能組控制的儀表： 膨脹水箱水位1膨脹水箱水位2 膨脹水箱水位3 主循環(huán)水管道進(jìn)水水溫1主循環(huán)水管道進(jìn)水水溫2主循環(huán)水管道進(jìn)水水溫3主循環(huán)水管道進(jìn)水壓力 主循環(huán)水管道回水水溫1主循環(huán)水管道回水水溫2主循環(huán)水管道回水水溫3主循環(huán)水管道回水壓力環(huán)境空氣溫度1環(huán)境空氣溫度2環(huán)境空氣溫度3冷卻三角扇段

13、立管水位參與功能組控制的其他功能組： 水平衡控制 旁路閥控制備注： 相關(guān)傳感器的充水和泄水狀態(tài)信號是基于對應(yīng)的閥門的狀態(tài)產(chǎn)生的。2.1冷卻三角扇段1充水程序程序初始化操作員的充水指令關(guān)于程序步驟啟動的容許信號的組成標(biāo)準(zhǔn)可以啟動ON信號 1號冷卻三角扇段 自動模式 旁路閥控制 自動模式 水平衡控制 自動模式 進(jìn)水閥準(zhǔn)備好（運行） 出水閥準(zhǔn)備好（運行） 熱水泄水閥準(zhǔn)備好（運行） 冷水泄水閥準(zhǔn)備好（運行） 1號或者2號充水泵準(zhǔn)備好（運行） 泵在 遙控位置 低壓泵沒有故障 緊急停機(jī)按鈕非 ON 技術(shù)保護(hù)信號非 ON 補(bǔ)水閥準(zhǔn)備好（運行） 放水閥準(zhǔn)備好（運行） 熱水管緊急泄水閥關(guān)閉 冷水管緊急泄水閥關(guān)閉

14、 1號冷卻三角扇段泄水完畢 1號冷卻三角扇段非充水過程 2號冷卻三角扇段非充水過程 2好冷卻三角扇段非泄水過程 3號冷卻三角扇段非充水過程 3好冷卻三角扇段非泄水過程 4號冷卻三角扇段非充水過程 4號冷卻三角扇段非泄水過程 5號冷卻三角扇段非充水過程 5好冷卻三角扇段非泄水過程 6號冷卻三角扇段非充水過程 6好冷卻三角扇段非泄水過程 運行中主循環(huán)系統(tǒng)的一個在冬季（環(huán)境大氣溫度低于2C）冷卻塔進(jìn)水管水溫必須大于40C 并且所有百葉窗關(guān)閉或者準(zhǔn)備好 1號旁路閥狀態(tài)OK2號旁路閥狀態(tài)OK啟動準(zhǔn)備信號運行畫面顯示實際信號狀態(tài)信息。如果以上所提及的所有的準(zhǔn)備信號都是可用，那么操作員就可以進(jìn)行1號冷卻三角

15、扇段充水程序。功能組控制程序步驟步驟1膨脹水箱水位檢查如果膨脹水箱水位低于扇段充水水位，進(jìn)入步驟2如果膨脹水箱水位等于或者高于扇段充水水位，進(jìn)入步驟6步驟2補(bǔ)水閥打開指令，放水閥關(guān)閉指令等待閥門的打開或者關(guān)閉位置信號如果接收到補(bǔ)水閥打開位置信號和放水閥的關(guān)閉位置信號，進(jìn)入步驟3如果接到來自補(bǔ)水閥的打開故障信號，或者來自放水閥的關(guān)閉故障信號，跳出充水程序，產(chǎn)生故障信號。步驟31號和2號充水泵啟動指令等待泵的運行信號如果接到運行信號，進(jìn)入步驟4如果接到來自一臺泵的啟動故障信號，進(jìn)入步驟4 如果接到來自兩臺泵的啟動故障信號，跳出充水程序，并且產(chǎn)生故障信號 步驟4等待預(yù)制定的膨脹水箱中的扇段充水水位如

16、果水位變成高于或者等于預(yù)制定扇段充水水位，進(jìn)入步驟5如果水位滯留在低于扇段充水水位時間大約10分鐘，跳出充水程序，并且產(chǎn)生故障信號步驟51號和2號充水泵停機(jī)指令等待泵的泵停止反饋信號 如果接到?jīng)]有接到泵停止反饋信號，進(jìn)入步驟6如果接到來自一臺泵的停機(jī)故障信號，進(jìn)入 步驟6如果接到來自兩臺泵的停機(jī)故障信號，進(jìn)入 步驟6如果任何充水泵出現(xiàn)停機(jī)故障信號，操作員必須檢查泵的狀態(tài) 步驟6百葉窗關(guān)閉指令如果扇段百葉窗達(dá)到關(guān)閉位置，進(jìn)入步驟7 如果扇段百葉窗沒有達(dá)到關(guān)閉位置，程序等待70秒，進(jìn)入步驟7如果在冬季條件下扇段百葉窗沒有達(dá)到關(guān)閉位置，跳出充水程序并且產(chǎn)生故障信號 步驟71號冷卻三角扇段泄水閥關(guān)閉指

17、令等待閥門處于關(guān)閉位置信號如果接到處于關(guān)閉位置信號，進(jìn)入步驟8 如果接到閥門的關(guān)閉故障信號，跳出充水程序，并且產(chǎn)生故障信號步驟81號冷卻三角扇段進(jìn)水閥打開指令1號冷卻三角扇段出水閥打開指令進(jìn)出水閥門打開程序如下： 1：部分打開： 10秒 2：停止，等待 70秒 3：全部打開 如果收到任何一個閥的打開故障信號，跳出充水程序，并且產(chǎn)生故障信號。步驟9等待膨脹水箱水位大約5分鐘如果在扇段充水過程中膨脹水箱水位變成低于正常水位，充水泵啟動進(jìn)行補(bǔ)水直到回到正常水位。如果膨脹水箱水位高于正常水位大約5分鐘，進(jìn)入 STEP 10如果膨脹水箱水位滯留在低于正常水位（在5分鐘后），進(jìn)入 STEP 10注：在這種

18、情況下補(bǔ)給水泵將會對膨脹水箱再補(bǔ)水。步驟10 1號扇段充水完成故障結(jié)果由于任何故障（設(shè)備故障）充水程序順序都會被停止并且轉(zhuǎn)到1號扇段泄水程序。同時產(chǎn)生充水程序故障信號。2.2 冷卻三角扇段1泄水程序程序初始化程序開始操作員給出泄水指令(按下泄水按鈕)自動開始由于1號冷卻三角扇段過冷并且180秒延時終止由于冷卻三角扇段直立管的測量水位 LMIN 的時間大約1分鐘（在冬季期）由于沒有循環(huán)（循環(huán)水泵電機(jī)停機(jī)）由于冷卻塔熱水管和冷水管緊急泄水閥門打開并且60秒延時終止由于膨脹水箱補(bǔ)水故障（如果膨脹水箱水位低于預(yù)定扇段補(bǔ)水水位并且1號冷卻三角扇段充水過程第3步激活，并且600秒延時終止）由于1號冷卻三角

19、扇段充水過程故障通用前提條件： 非泄水過程 非泄水過程 第4步 非1號冷卻三角扇段泄水完畢功能組控制程序步驟步驟1 百葉窗關(guān)閉指令 如果扇段百葉窗達(dá)到關(guān)閉位置，進(jìn)入步驟2 如果扇段百葉窗沒有達(dá)到關(guān)閉位置，程序等待70秒，產(chǎn)生故障信號并且進(jìn)入步驟2步驟21號冷卻三角扇段進(jìn)水閥關(guān)閉指令 1號冷卻三角扇段出水閥關(guān)閉指令 等待閥門的關(guān)閉位置信號 如果接到關(guān)閉位置信號，進(jìn)入步驟3 如果接到來自一個閥門的關(guān)閉故障信號，產(chǎn)生故障信號，并且依據(jù)環(huán)境大氣溫度和初始值跳出泄水程序，轉(zhuǎn)到充水程序，或者進(jìn)入步驟4步驟31號冷卻三角扇段泄水閥打開指令 如果接到來自閥門的打開故障信號，產(chǎn)生故障信號，并且依據(jù)環(huán)境大氣溫度和

20、初始值跳出泄水程序，轉(zhuǎn)到充水程序，或者進(jìn)入步驟4 重要：最危險的情況是泄水閥在冬季不能打開（結(jié)凍）。水可能貯存在冷卻元件中但沒有循環(huán)。在這些情況下，DCS 程序必須考慮扇段泄水和防止冷卻元件結(jié)凍，即使是緊急泄水閥必須打開和系統(tǒng)跳閘！ 在冬季條件下（環(huán)境大氣溫度t +4C（3取2邏輯）2 冬季運行模式：環(huán)境大氣溫度t +2C（3取2邏輯）3 保護(hù)運行模式：扇段出水/扇段冷卻柱溫度t min（f環(huán)境大氣溫度）溫度控制僅對處于自動運行模式的設(shè)備產(chǎn)生影響。保護(hù)控制在兩種模式下都有效（自動模式和手動模式），并且擁有最高優(yōu)先權(quán)。選擇開關(guān)處于手動模式的設(shè)備由操作員控制，并且可以隨意設(shè)置狀態(tài)，并不與保護(hù)狀態(tài)相

21、沖突。在下面的描述中，假定兩個選擇開關(guān)都處于自動位置。處于手動運行模式的設(shè)備不參與溫度控制。在這種情況下，處于自動運行模式的設(shè)備獨立工作，不用檢查處于手動運行模式的設(shè)備的狀態(tài)。夏季運行模式設(shè)定點與主熱水管道溫度相關(guān)的溫度控制設(shè)定點不工作區(qū)與主熱水管道溫度相關(guān)的溫度控制不工作區(qū)在夏季運行模式下散熱量增加主熱水管道水溫高于：設(shè)定點+不工作區(qū)打開百葉窗在夏季運行模式下散熱量減少主熱水管道水溫低于：設(shè)定點-不工作區(qū)關(guān)閉百葉窗冬季運行模式設(shè)定點與主熱水管道溫度相關(guān)的溫度控制設(shè)定點不工作區(qū)與主熱水管道溫度相關(guān)的溫度控制不工作區(qū)設(shè)定點與冷卻三角扇段出水溫度相關(guān)的溫度控制設(shè)定點不工作區(qū)與冷卻三角扇段出水溫度相關(guān)的溫度控制不工作區(qū)在冬季運行模式下散熱量增加主熱水管道水溫高于：設(shè)定點+不工作區(qū)扇段出水溫高于：設(shè)