CN106556260B - 一种空冷岛进汽阀防冻控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空冷岛进汽阀防冻控制系统，通过将中间列和远端列空冷风机组的进汽阀后端的进汽管线连接第一排汽管线，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀关闭，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门开启，用以将从该列进汽阀泄露进入进汽管线的水汽经由第一排汽管线排出，避免泄漏的蒸汽遇低温后凝结、冻结，造成空冷岛进汽阀冻裂以及凝结水集水箱冻裂。

Description

一种空冷岛进汽阀防冻控制系统

技术领域

本发明涉及电厂机组设备技术领域，具体涉及一种空冷岛进汽阀防冻控制系统。

背景技术

目前为了节约用水，火力发电厂普遍使用空冷系统。空冷系统虽然具有占地面积小，节水的优点，但是气候适应能力较弱，在高寒地区，如新疆、内蒙古、东三省等，由于冬季时间长、气温低，极易发生空冷风机被冻事故，严重时甚至造成机组被迫停机。

在高寒地区冬季直接空冷机组停运过程中，由于空冷管束汽量不足和空冷进汽量的大幅度波动极易导致空冷管束发生局部冻结、损坏等事故。空冷岛一旦被冻，若没有采取及时有效的化冻措施，必将造成设备损坏。

空冷管束发生局部冻结、损坏主要集中在凝结水集水箱部位，而导致凝结水集水箱冻结的原因为空冷岛进汽阀密封不严造成蒸汽泄漏，泄漏的蒸汽遇低温后凝结、冻结，造成空冷岛进汽阀冻裂以及凝结水集水箱冻裂。

然而，目前还未有针对空冷岛进汽阀防冻的技术方案，因此，亟需一种空冷岛进汽阀防冻控制方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种空冷岛进汽阀防冻控制系统，用以解决在高寒地区的冬季空冷岛停运过程中空冷岛进汽阀冻裂的问题。

本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明提供一种空冷岛进汽阀防冻控制系统，包括控制器和空冷岛，空冷岛包括多列空冷风机组，每列空冷风机组包括多个空冷风机，每列空冷风机组的顶端通过进汽管线与排汽装置相连，中间列和远端列空冷风机组的进汽管线上设置有进汽阀，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀后端的进汽管线连接有与真空泵相连的第一排汽管线，第一排汽管线上设置有第一阀门；

控制器用于，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀关闭，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门开启，用以将该列空冷风机组的进汽管线中的水汽经由第一排汽管线排出。

进一步的，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀后端的进汽管线上还设置有用于检测本列进汽管线内温度的温度检测装置；

所述控制器还用于，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运，且该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀关闭时，将该列进汽管线内的温度检测值与预设的阈值相比较，若前者大于后者，则控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门开启，用以将该列空冷风机组的进汽管线中的水汽经由第一排汽管线排出。

优选的，所述阈值为50-80℃。

进一步的，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀前端的进汽管线连接有与真空泵相连的第二排汽管线，第二排汽管线上设置有第二阀门；

所述控制器还用于，当空冷岛中所有空冷风机均停运时，控制各中间列和远端列空冷风机组的第二阀门开启，用以将各中间列和远端列空冷风机组的进汽管线中残留的水汽经由第二排汽管线排出。

进一步的，所述控制器还用于，当空冷岛中所有空冷风机均停运且真空泵停机时，保持各中间列和远端列空冷风机组的第一阀门和第二阀门开启，用以利用高度差将水汽排出。

进一步的，所述控制器还用于，当一列中间列或远端列空冷风机组投入运行时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀开启，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门关闭。

进一步的，所述控制器还用于，在控制中间列或远端列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门关闭之后，控制该列空冷风机组的第二排汽管线上的第二阀门关闭。

本发明通过将中间列和远端列空冷风机组的进汽阀后端的进汽管线连接第一排汽管线，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀关闭，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门开启，用以将从该列进汽阀泄露进入进汽管线的水汽经由第一排汽管线排出，避免泄漏的蒸汽遇低温后凝结、冻结，造成空冷岛进汽阀冻裂以及凝结水集水箱冻裂。

附图说明

图1为本发明实施例提供的进汽阀防冻控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种空冷岛进汽阀防冻控制系统，通过在中间列和远端列空冷风机组的进汽阀的后端设置与真空泵相连的第一排气管线，将全部停运的中间列和/或远端列空冷风机组的进汽管线中的水汽排出，可以从根本上解决高寒地区冬季空冷岛进汽阀和凝结水集水箱冻裂的问题。

以下结合图1对本发明的方案进行详细说明。

参见图1，一种空冷岛进汽阀防冻控制系统，包括控制器(图中未绘示)和空冷岛，空冷岛包括多列空冷风机组，在本发明实施例中，如图1所示，空冷岛包括6列空冷风机组A～F，其中，A、B两列空冷风机组为启动列，位于空冷岛的中间位置；C、D两列空冷风机组为中间列，分别位于A、B两列空冷风机组的外侧；E、F两列空冷风机组为远端列，分别位于空冷岛的最外侧，即中间列空冷风机组C、D的外侧。每列空冷风机组包括多个空冷风机，每列空冷风机组的顶端通过进汽管线1与排汽装置(图中未绘示)相连。中间列和远端列空冷风机组的进汽管线1上设置有进汽阀2。

中间列空冷风机组和远端列空冷风机组的进汽阀2后端的进汽管线连接第一排汽管线3，第一排汽管线3与真空泵(图中未绘示)相连，且第一排汽管线3上设置有第一阀门4。

需要说明的是，进汽阀2后端的进汽管线是指邻近空冷风机组一端的进汽管线1，即与进汽阀2的蒸汽出口端相连的进汽管线1。进汽阀2的前端是指进汽管线1邻近排汽装置一端的进汽管线1，即与进汽阀2的蒸汽入口端相连的进汽管线1。

控制器用于，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运时，控制该列空冷风机组的疏水阀(图中未绘示)和进汽管线1上的进汽阀2关闭，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线3上的第一阀门4开启，用以将该列空冷风机组的进汽管线1中的水汽经由第一排汽管线3排出。

疏水阀设置在空冷风机组的凝结水集水箱的输水管线上，凝结水集水箱分别设置在每列空冷风机组的底端。当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运时，关闭疏水阀和进汽阀2，以将进汽管线1形成密封，开启第一阀门4后，由于真空泵在进汽管线1内形成负压，在负压的作用下，进汽阀2后端的进汽管线1内的水汽可以经由第一排汽管线3排送至排汽装置，进行回收。

本发明通过将中间列和远端列空冷风机组的进汽阀后端的进汽管线连接第一排汽管线，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀关闭，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门开启，用以将从该列进汽阀泄露进入进汽管线的水汽经由第一排汽管线排出，避免泄漏的蒸汽遇低温后凝结、冻结，造成空冷岛进汽阀冻裂以及凝结水集水箱冻裂。

由于进汽管线1内的蒸汽的温度较高，如果中间列或远端列空冷风机组的进汽阀2发生泄漏、密封不严，则部分蒸汽会进入进汽阀2后端的进汽管线1，导致进汽阀2后端的进汽管线1内的温度升高，因此，可以通过检测进汽阀2后端的进汽管线1内的温度来确定该进汽管线1上的进汽阀2是否发生泄漏。

因此，进一步的，如图1所示，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀2后端的进汽管线1上还设置有温度检测装置5，温度检测装置5能够检测本列进汽管线1内的温度，并将本列进汽管线内的温度检测值发送给控制器。

所述控制器还用于，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运，且该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线1上的进汽阀2关闭时，将该列进汽管线内的温度检测值与预设的阈值相比较，若前者大于后者，则控制该列空冷风机组的第一排汽管线1上的第一阀门4开启，用以将该列空冷风机组的进汽管线中的水汽经由第一排汽管线1排出。

在一列中间列空冷风机组或一列远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运，并且已经关闭列空冷风机组的疏水阀和进汽管线1上的进汽阀2之后，通过判断该列空冷风机组进汽阀2后端的进汽管线1内的温度来判断该列的进汽阀2是否泄漏，只有在进汽阀2发生泄漏时才开启第一阀门3，使得控制更为精确。

如果进汽阀2没有泄漏，进汽阀2后端的进汽管线内的温度通常只有10-25℃，而进汽阀2一旦发生蒸汽泄漏，高温蒸汽进入进汽阀2后端的进汽管线1内，进汽阀2后端的进汽管线1内的温度会升高至50-80℃，因此，优选的，所述阈值可以设置为50-80℃。

进一步的，为了保证将中间列和远端列空冷风机的进汽管线1内残留的水汽排干净，彻底杜绝冻结隐患，如图1所示，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀前端的进汽管线还连接有第二排汽管线6，第二排汽管线6与真空泵(图中未绘示)相连，且第二排汽管线6上设置有第二阀门7。

所述控制器还用于，当空冷岛中所有空冷风机均停运时，控制各中间列和远端列空冷风机组的第二阀门7开启，用以将各中间列和远端列空冷风机组的进汽管线1中残留的水汽经由第二排汽管线6排出。

当排汽装置内的真空度大于-40kPa时，空冷岛中所有空冷风机均停运，此时，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀2和疏水阀均关闭，可以进一步开启各中间列和远端列空冷风机组的第二阀门7，例如，可以将各中间列和远端列空冷风机组的第二阀门7同时开启，借助真空泵在排汽管线1内形成的负压，进一步将进汽阀2前端的进汽管线1内残留的水汽经由第二排汽管线6排出，进入排汽装置，进行回收。

需要说明的是，当空冷岛中所有空冷风机均停运且真空泵停机时，也需要保持各中间列和远端列空冷风机组的第一阀门4和第二阀门5开启，用以利用空冷岛与排汽装置之间的高度差将水汽排出。

空冷岛各列空冷风机组停运的顺序为：先停远端列空冷风机组，再停中间列空冷风机组，最后停启动列空冷风机组。每次停运一列空冷风机组，即对于远端列来说，先停运E、F列空冷风机组中的一列，再停运E、F列空冷风机组中的另一列；对于中间列来说，先停运C、D列空冷风机组中的一列，再停运C、D列空冷风机组中的另一列；对于启动列来说，先停运A、B列空冷风机组中的一列，再停运A、B列空冷风机组中的另一列，当启动列全部停运时，整个空冷岛的各空冷风机均已停运。

空冷岛的空冷风机组是逐列停运，相应的，启动时也需逐列启动，即逐列投入运行。当排汽装置内的真空度小于或等于-40kPa，且真空泵运行时，允许空冷岛运行，此时，可以启动空冷岛中各列空冷风机组，启动顺序为：先启动启动列的空冷风机组(即A、B列空冷风机组依次启动)，再启动中间列的空冷风机组(即C、D列空冷风机组依次启动)，最后启动远端列的空冷风机组(即E、F列空冷风机组依次启动)。

启动空冷风机组的情况有以下两种：一种情况是：当前有部分空冷风机组(即启动列空冷风机组，或者，启动列和中间列空冷风机组)正在运行，部分空冷风机组(即中间列和远端列空冷风机组，或者，远端列空冷风机组)停运，停运的空冷风机组需要再次投入运行；另一种情况是：当前空冷岛全部空冷风机组均已停运，需要将各列空冷风机组投入运行。

由于在启动列空冷风机组的进汽管线上未设置进汽阀，也未设置第一排汽管线、第二排汽管线、第一阀门和第二阀门，而且，启动空冷岛空冷风机组的顺序是先中间列后远端列，因此，无论在上述哪种情况下，都是对中间列或远端列空冷风机组的控制。

具体的，所述控制器还用于，当一列中间列或远端列空冷风机组投入运行时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线1上的进汽阀2开启，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线3上的第一阀门4关闭。

所述控制器还用于，在控制中间列或远端列空冷风机组的第一排汽管线3上的第一阀门4关闭之后，控制该列空冷风机组的第二排汽管线6上的第二阀门7关闭。

先关闭第一阀门4，再关闭第二阀门7，其目的在于防止同时关闭阀门造成真空波动大。

中间列或远端列空冷风机组的第一阀门4和第二阀门7均关闭，此时该列的进汽阀2和疏水阀是开启的，这样，可以保证该列空冷风机组的真空度，使其正常运行。

需要说明的是，控制器可以为空冷系统的DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)。第一阀门4和第二阀门7可以选用DN25，PN2.0的不锈钢电动阀门，进汽阀2也为电动门，第一阀门4、第二阀门7和进汽阀2与DCS电连接。

一旦空冷岛的进汽阀冻裂，就要进行维修或者更换，若进行维修，则至少需要维修费用5万元，若进行更换，则至少需要更换费用30万元。通过投入使用本发明的空冷岛进汽阀防冻控制系统，可以从根本上解决了高寒地区冬季空冷岛进汽阀冻裂的问题，而且，本发明方案简单，设备改造成本低，易于实现，节约设备维护成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种空冷岛进汽阀防冻控制系统，包括控制器和空冷岛，空冷岛包括多列空冷风机组，每列空冷风机组包括多个空冷风机，每列空冷风机组的顶端通过进汽管线与排汽装置相连，中间列和远端列空冷风机组的进汽管线上设置有进汽阀，其特征在于，

中间列和远端列空冷风机组的进汽阀后端的进汽管线连接有与真空泵相连的第一排汽管线，第一排汽管线上设置有第一阀门；

控制器用于，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀关闭，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门开启，用以将该列空冷风机组的进汽管线中的水汽经由第一排汽管线排出；

所述控制器还用于，当一列中间列或远端列空冷风机组投入运行时，控制该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀开启，并控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门关闭。

2.如权利要求1所述的空冷岛进汽阀防冻控制系统，其特征在于，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀后端的进汽管线上还设置有用于检测本列进汽管线内温度的温度检测装置；

所述控制器还用于，当一列中间列或远端列空冷风机组中各空冷风机全部停运，且该列空冷风机组的疏水阀和进汽管线上的进汽阀关闭时，将该列进汽管线内的温度检测值与预设的阈值相比较，若前者大于后者，则控制该列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门开启，用以将该列空冷风机组的进汽管线中的水汽经由第一排汽管线排出。

3.如权利要求2所述的空冷岛进汽阀防冻控制系统，其特征在于，所述阈值的范围为50-80℃。

4.如权利要求1-3任一项所述的空冷岛进汽阀防冻控制系统，其特征在于，中间列和远端列空冷风机组的进汽阀前端的进汽管线连接有与真空泵相连的第二排汽管线，第二排汽管线上设置有第二阀门；

所述控制器还用于，当空冷岛中所有空冷风机均停运时，控制各中间列和远端列空冷风机组的第二阀门开启，用以将各中间列和远端列空冷风机组的进汽管线中残留的水汽经由第二排汽管线排出。

5.如权利要求4所述的空冷岛进汽阀防冻控制系统，其特征在于，所述控制器还用于，当空冷岛中所有空冷风机均停运且真空泵停机时，保持各中间列和远端列空冷风机组的第一阀门和第二阀门开启，用以利用高度差将水汽排出。

6.如权利要求4所述的空冷岛进汽阀防冻控制系统，其特征在于，所述控制器还用于，在控制中间列或远端列空冷风机组的第一排汽管线上的第一阀门关闭之后，控制该列空冷风机组的第二排汽管线上的第二阀门关闭。