汽轮机快速冷却装置介绍说明书

TDSK-型汽轮机快速冷却装置说明书江 苏 威 宇 电 力 设 备 有 限 公 司地址：江苏省扬中市八桥镇太平北路64号 邮编：212219电话：0511-88541227 88543322 传真：0511-88541722网址：http:/www.weiyu-汽轮机快速冷却装置说明书一、 用途:汽轮机快速冷却装置是大容量汽轮机停机后，用压缩空气加速冷却的 配套设备，利用压缩空气加速汽轮机停机后的冷却，系统中配装了本装置后，冷却介质空气的初始温度，可根据停机时金属的温度水平及整个冷却过程中不同冷却阶段，按要求换热温差和降温速率，较方便地进行调整。在冷却系统中配置了本装置以后，使冷却过程中的空气流量和空气初始温度具有两个可调手段，达到完全可靠和温度速率均匀，获得较理想的加速冷却效果，而且可以将冷却空气预先加热到所需的初始温度，换热温差可根据要求调整，所以在选择汽轮机冷却空气入口位置时具有很大的灵活性，从汽轮机各项控制指标的监视、操作调整方便上考虑，可制定出适合具体机组冷却系统。本装置还专门配备高效除油过滤器（气液分离器），使冷却空气获得较好的品质，在汽轮机较低温度冷却阶段其容量能满足汽轮机最佳冷却速率所需气量要求。配有本装置的压缩空气冷却系统，也可以对汽轮机启动时预热汽缸，缩短或甚至取消低速暖机阶段；机组热态启动时可用于降低停机后汽缸温度水平至升炉开机时的气温相匹配，锅炉升火后及时开机带负荷，并减少升炉过程中向凝汽器的排放量；机组停机备用时，可用热空气加热干燥，防止湿气腐蚀进行保养备用。二、 结构和工作原理1、结构 汽轮机快速冷却装置，主要由下列各部分组成：电磁阀、高效除油过滤器（气液分离器）、电加热器、分气箱等（见汽轮机快速冷却装置系统图，附图1）。2、工作原理汽轮机快速冷却装置将压缩空气母管或专用空气压缩机来的压缩空气，经电磁阀后送入高效除油过滤器除去油水，并经过滤器内的不锈钢网滤掉杂物，经空气电加热器加热到所需温度，通过分气箱输出气阀将空气分别送往汽轮机冷却空气入口部位。 高效除油过滤器和电加热器均可串联或并联运行。本装置采用的高效除油过滤器先经离心分离，再经不锈钢丝网为主体滤料的过滤器，是一种以气溶力学及凝聚式过滤机理为理论依据的新型空气净化装置，对过滤压缩空气中的灰尘，油雾、降低含湿量具有显著效果。当与有油压缩机配套使用时，可获得含油量低于无油润滑压缩机的成品气体，故可使汽轮机快冷时获得干燥、洁净的空气品质。空气电加热器是由多支电热元件、筒体、导流隔板组成。用不锈钢为套管的直杆式管状电热元件。具有耐热、耐磨、高绝缘机械性能好、传热效果高等特点，采用螺纹连接且检修更换方便。 压缩空气预热温度由电器控制柜控制。电器控制柜有分段调节数字显示温控仪组成。 可根据汽轮机的降温曲线方便的调节出每段曲线内时间温度速度并能自动进入下段功作。分气箱检测送出空气预热后的温度信号，在数字温度表上直接显示；自动调节则由分气缸所监测的温度信号，输出适当功率调节空气预热温度，按要求实现自动降温。本控制柜具有较高的控制精度和良好的调节性能，工作可靠，操作方便。 本装置还附有空气流量测量装置一套，故流量、温度显示均很直观。 本装置进口处安装的电磁阀，在加热器如突然发生故障时能自动关闭冷汽源，防止冷空气在进入汽轮机起到很好的保护作用。三、 型号、规格、技术参数1、 过滤器型 号额定流量Nm3/min最大工作压力MPa进气温度对0.3uDOP效率%初始压力损失mmH2O滤芯寿命hGKC-20/8200.8506000GKC-30/8300.8506000GKC-40/8400.85060002、冷却装置(电加热器型号、功率)型 号电压V额定功率KW设计压力MPa最高加热温度最大流量Nm3/min入口总管mmTDSK-40380720.835040894TDSK-50380720.8350501084TDSK-60380960.8350601084TDSK-70380960.8350701084TDSK-803801440.8350801084TDSK-853801800.8350851084TDSK-903802400.8350901084TDSK-1003803600.835010010843、电热元件在电加热器中安装后采用Y型接法，如图1：图14、分气箱(1) 设计工作温度350；(2) 设计压力0.8Mpa；5、快冷装置外型尺寸及重量(3) 长宽高=250016502000(4) 重量：1200kg。6、控制柜仪表安装、外形图 (见附图2)四、温度控制柜1、 技术参数(1) 输入电压：380V(三相四线)(2) 输出电压：0380V (三相)(3) 最大负载功率：360KW (三相)(4) 最大负载电流450A (每相)(5) 控制范围：0400(6) 温控精度：0.5% 1个字2、 控制原理汽轮机快速冷却装置，电热温度控制柜由PT100热电阻和目前我厂开发的新颖科技产品AI-808型数字显示温控仪组成。通过手动温控仪方便的手动调节出气温度，并在分气箱监测送出空气预热后的温度信号，在数字温度表上直接显示；自动调节则由汽缸所监测的温度信号，转换为420mA的电流信号，送至ZK3可控硅电压调整器，随着420mA信号的变化，自动输出适当功率调节空气预热温度，按要求实现自动降温。AI-808采用先进的微电脑芯片及技术，减小了体积，并提高了可靠性及抗干扰性能。输入采用数字校正系统及自校准技术，测量精确稳定，消除了温漂和时漂引起的测量误差。具备WATCHDOG及数字滤波功能。在强干扰环境下也能保持精确的测量及稳定的工作。采用先进的专家PID控制算法，具备高准确度的自整定功能。并可以设置出多种报警方式。五、 安装和接线i. 汽轮机快速冷却装置为移动式结构，除控制柜外，均装在一个可移动的底盘上。安装地点宜选在干燥通风、便于操作的地方，整个装置应水平安置。ii. 控制柜和电加热器外壳应可靠接地。iii. 电源拇、温度计接线均应联结正确，牢固。iv. 装置的个法兰、阀门、联接螺栓及控制柜元件均不应有松动或损坏，如果有异常应及时拧紧或更换。v. 冷却系统与汽轮机原系统相联接处的阀门、管件，应符合相应的参数要求。为防止汽轮机运行中阀门泄漏，最好在阀门出加装盲板法兰，当快速冷却时再拆除。六、 使用与操作i. 检查快速冷却装置自身所有阀门均在关闭状态。ii. 控制柜接通电源，合上温控仪，流量计电源开关KK（见控制原理图），开启进气总控电磁阀（见快冷装置系统图1）。iii. 打开旋风过滤器排污阀，利用压缩空气冲洗母管并排尽油水，然后关闭旋风过滤器排污阀。iv. 控制柜操作：合上加热器电源空气开关，按下加热器控制电源按扭，将加热器手动/自动开关置“手动”位，逆时针调整温控仪手动控制电位器至最小值，启动加热器。首先在80温度下进行自身烘大约3040分钟，然后才能连续投运。v. 利用1-6号阀和排空阀、排污阀依次将装置系统内部吹扫并将污物排放干净。同时 打开排空阀对空排放，用白纸捡验排空管的空气品质待排放空气完全清洁后再投入汽轮机冷却工作。vi. 打开1号阀关闭2，3，4号阀将空气过滤器的出口和电加热器的进口成串联状态。手动控制：将加热器手动/自动开关置“手动”位，顺时针调整温控仪手动控制电位器，装置输出电流电压逐渐增大，电加热器开 始加热，加热器温度随之上升，直至达到分气缸显示温度值。自动控制：将加热器手动/自动开关置“自动”位，装置自动跟踪所设定的温度反馈信号，输出相应的电压、电流，使加热器温度随分气缸温度的设定值下降或上升，使加热器的加热和下降温度始终控制在所设定的温度曲线内运行。vii. 当集控PLC送温度电流信号时,控制柜AI-808仪表可以通过改变输入上限显示值(dIH)来改变温差。8、 操作结束，停加热器，切断电源开关，关闭所有阀门。长期微开14，15号排污阀，排除可能由进气阀门漏气给设备造成腹中水。七、 常见故障的维修和注意事项i. 电源指示灯不亮，电压表无指示，温度不上升。 检查输入电压是否正常，熔丝是否完好。ii. 三相电源不平衡。 用万用表检查单只电热元件是否损坏，更换。iii. 温度显示紊乱，不规则。检查测温接点是否完好。iv. 安全阀应定期校验，保证起座压力符合规定。v. 停用期间疏水阀应保持微开，以防汽轮机系统阀门泄漏，出现意外。vi. 该装置特别是控制部分为精密仪器，运输时小心轻放，严禁冲击撞打，装置应合理吊装，以免变形或损坏零件。vii. 控制柜和电热器的外壳应可靠接地QAFF阿牛巴流量计阿牛巴空气流量计的一次部分装于管道上，二次仪表装于控制柜面板上，是一个独立的空气流量测量系统。 1、工作原理 一次检测元件包括阿牛巴浮子传感器和远传压力表。二次仪表包括转换器压力补偿运算器和比例积算器等，它们同装于一个表壳内。(1) 原理框图(图7)待添加的隐藏文字内容1 U1 U2 DC 0-10mA 0-10mAP DC 0-10mA 一次部分 二次部分指示阿牛巴传感器转换器积算器补偿运算器压力表图3 空气流量计工作原理框图 (2)检测元件阿牛巴阿牛巴管又称均速管，它的十侧开有四个小孔，在主管道中迎着气体流向，它们与全压管相连通，引出平均全压P10，另一侧中心处开的小孔，与静压管相接，背着汽流方向，故阿牛巴流最计是差压式流量计，安装时注意方向。图4阿牛巴结构示意图 (3)浮子传感器 浮子传感器的原理如图9。金属浮子1位于喇叭形的浮子腔2内，浮子腔的上下口分别与阿牛巴的静压管和全压管相连通。在厶P的作用下，空气在腔内自下向上流动，将浮子推起并维持在相应高度，由吊丝与浮子相连的铁芯3就产生与浮子相同的位移，于是，有差动讯号U2输 出，U2的数值反映了厶P的大小，因此也就反映了流的大小。传感器的腔内因有空气流动，当空气不洁净特别带有油汽时，易将浮子粘住，遇此情况时， 图5浮子传感器原理图 使用前应先进行清理。2、技术规范：1工作压力：16MPa；25 MPa2介质：蒸汽、空气、非腐蚀性气体3测量精度：2.5级4管道直径：25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250mm5流速范围：10-30ms6介质温度：225 环境温度：0，d457，显示方式：瞬时流量：DC010mA、指示，累计流量：六位计数器。8电源电压：AC 220V10 50HZ9输出讯号：瞬时流量讯号：DC 010mV10外型尺寸：一次表：108X65X280mm(长X宽X高)二次表：380X160X80mm(长X宽X高)11重量：759kg3、使用方法(1)接线方法如图10所示。图6 接线示意图 (2)仪表零点调整开始使用未通气体以前，必须进行零点调整，其方法如下：接通电源，断开压力讯号，卸下传感器套壳上的标牌，从套壳上的窗口调节调零螺母，使流量讯号刚有指示，然后再从二次表壳S的“调零”电位器进行微调，使其指示值约为o25uo3mA左右接回压力讯号、指示会下降为零，此即“零点”。(3)开始使用时，开通管道气体，仪表便有流量指示，约经5分钟加热后，指示会渐趋稳定，此时便可正常计量。(4)仪表的累积速度分块、慢两档，短接D1、D2为慢档，计数器每字代表的空气容积为直读式数字显示。共有两个显示窗口，上显示窗口为瞬时流量显示，下显示窗口为累积流量显示。附 录压缩空气强制通风冷却简介及应用效果介绍1.汽轮机停机后快速冷却的必要性。 现代大型汽轮机组的蒸汽初参数高、汽缸及转子等热容量大、保温材料性能好、保温工艺得到了改进，使机组在停机检修时须要很长的等待冷却时间，突出了与检修工期的矛盾，降低了机组的可用率。故停机以后采用内冷却方式加速汽轮机的冷却自然地成为电力管理部门和运行电厂关心的问题。 例如安徽省铜陵电厂125MW机组，因#2轴承漏油，1994年5月1日临检停机，规定检修期为4天，若滑定至320左右后自然冷却至停止盘车仍须4天左右，实际已无检修时间。但该机原已安装配有我厂生产的快冷装置的压缩空气快冷系统，投用后仅用24小时使缸温均匀地下降到150以下，不仅取得了充足的检修时间，并使该机提前投运一天半(压缩空气量只有23m3min，气源气量不足，否则还可稍快)。 2汽轮机停机后快速冷却措施 大容量汽轮机停机后快速冷却的措施，根据国内外有关资料报导，有压缩空气法、真空吸入空气法、低温低压蒸汽法三种。 a.压缩空气法：是停机后在盘车状态下通人压缩倥气强迫通风冷却的一种方法，汽缸内均在正压下冷却，不需供轴封汽，可配置快冷装置对空气预加热，根据不同冷却阶段调整空气的初温。因此，冷却时具有两个可调量空气的流量和初温，且调节简单方便。 b.真空吸人空气法：又称抽真空冷却法，在盘车状态下启用抽气器吸人环境空气加速汽轮机冷却，汽缸内呈负压，故有轴封供汽问题。轴封供不供汽均存在一些问题。此法冷却至低温阶段因气量不足影响冷却效果。环境空气随季节而变，因不便预加热，吸入口有热冲击风险。 c.低温低压蒸汽法：停机后利用邻机的抽汽或本单元锅炉余汽供人机内的冷却方法。此法也存在轴封供汽问题，另外还有蒸汽参数选择和保证足够过热度和维持稳定困难等问题。由于是蒸汽冷却，冷却深度受到一定限制。若欲冷却到130-150以下，蒸汽将须负压，且有带水可能，故从保证安全角度考虑，此法目前已很少采用。由于压缩空气法的优点，目前国内已有很多电厂采用或准备采用此法加速汽轮机停机后的冷却，并呈进一步推广应用趋势。国外有些广家已作为常规方法使用。3压缩空气快速冷却方式 加速冷却的主要对象是高、中压缸。根据冷却空气与工作蒸汽流动方向的异同，冷却方式可以是了顷流，亦可是逆流，图1表示了两种方式的空气流程。另外还有向汽缸夹层和法兰的冷却图上未予标出。与冷却系统无关而又相连的其他管路，投用前均应放尽冷凝水后严密隔离。图1强制通风冷却系统示意图A顺流冷却 b逆流冷却 由于顺流冷却为全周进气，汽缸内沿圆周流动比较均匀，对汽机转子及汽缸的冷却亦就比较均匀；汽机高温段沿流程原来都有金属温度监视测点可以利用，便于监视和控制各项指标；操作调整方法与习惯的正常停机时相同，不易出错。故配有快冷装置的冷却系统，由于冷却空气可预加热，空气入口部位的换热温差可控，不会发生热冲击，故一般均采用顺流方式。4、冷却空气品质要求 冷却空气的品质应是干燥、洁净的空气，从压缩空气中清除水份是较方便的，但完全清除油份实际上很困难，因此最好使用无油润滑空压机。但大多电厂目前只能使用杂用气泵沾气源，而多数为有油润滑空压机，因此，本厂的快冷装置专门配置了两台高效除油过滤器，对气液进行有效分离，以保证空气品质。5、冷却空气流量汽轮机的快速冷却，最优先要考虑的是安全性。冷却速率是按膨胀性能和机械应力并使寿命损耗可忽略不计来考虑的。根据最佳冷却速率1012/h所须空气流量如表1。 表l 不同容量汽轮机快速冷却时的最佳空气流量。汽轮机容量(MW)501252003003505006001000空气流量(m/min)20384554667890100冷却时间(h)3040 浓取决于投用冷却系统所须时间。 冷却起始阶段，缸温较高，所须空气流量较小，表1所指为低温冷却阶段希望有的空气流量，从而使低温阶段冷却速率仍保持在最优冷却速率。 6、冷却空气预热温度 在整个冷却过程中，快冷装置对压缩空气的预热温度应是变化的，从小流量预热至较高温度到大流量完全不预热，中间分级降低。 压缩空气法快速冷却汽轮机可以应用于任何停机工况，但对引入冷却空气以前的预热温度应根据金属温度水平决定。必需避免太热的空气与汽轮机的较冷部件接触。因此设置预热温度时要考虑空气弓1人口处的换热温差要求，又要考虑排出的金属温度情况。由于空气对缸壁的换热系数较蒸汽小得很多，又可利用控制流量的调节手段，对一般滑参数停机后汽缸温在350400时，最初的空气预热温度可在150-200。7、压缩空气快冷中的注意事项 a.疏水应排尽，系统应隔离严密，防止冷汽，凝水等漏人。b.冷却系统应设计合理，便于操作调整。c.压缩空气应干燥洁净，故应经常检查气液分离情况。d.空气预热温度应设置合理。 e.必须保证连续盘车和润滑油压正常。f.送气冷却开始阶段流量应很小，以后根据各项控制指标变化情况逐渐调整。g.冷却结束后仍宜盘车l2小时。