隨著大型火電機組在我國的迅速發(fā)展，節(jié)能減排也逐漸成為各新建項目的重要指標。尤其是在我國北方多煤少水的地區(qū)，要充分平衡資源,達到高效利用的目標，對火電建設是一項重要挑戰(zhàn)。輔機冷卻水系統(tǒng)的干冷法，就是在這樣的條件下提出的。本文就華能左權電廠的輔機冷卻水系統(tǒng)的干冷系統(tǒng)控制功能進行詳細介紹。

1工程概術

華能左權煤電有限責任公司一期2X660MW工程的主廠房輔機冷卻系統(tǒng)，采用的是帶機械通風冷卻系統(tǒng)，為單元制，每臺機組配四段干冷塔、一條輔機冷卻進水管道、一條輔機冷卻排水管道、兩臺輔機冷卻水泵、一座高位補給水箱。輔機冷卻水泵和高位補給水箱布置在主廠房內，每臺機組4個冷卻單元，兩兩“背對背”布置，兩臺干冷塔毗鄰連建。

2輔機冷卻水干冷塔系統(tǒng)配置

輔機冷卻水的干冷塔系統(tǒng)（其作用相當于以往的開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)），其工藝流程為冷卻水經冷卻水泵的作用流經各種輔機軸承和所設置的冷油器等，將設備局部冷卻到所需要的參數條件。冷卻水本身被加熱后，可由總管引出室外，再經支管分配到冷卻塔的各段散熱器。在塔的上部設置提供冷卻空氣的軸流風機，冷卻空氣流經散熱器外表面形成強迫對流換熱，散熱器基管內被加熱的冷卻水通過基管管壁及翅片與空氣進行熱交換，將冷卻水溫度降低。流出散熱器的冷卻水經回水管返回到冷卻水系統(tǒng)內循環(huán)運行。干冷系統(tǒng)主要控制的設備如圖1所示（該系統(tǒng)以1號機組為例）。

圖1中，系統(tǒng)中的4個冷卻單元配備有4臺轉速可調式軸流風機，風機轉速變化范圍為33~110rpm。每臺風機配一個減速機油箱，并有一臺減速機油泵及一臺電加熱器進行輔助。每個冷卻單元分別設有一個進水電動門、一個回水電動門、一個充放電動門、一個冷水疏水閥、一個熱水疏水閥，另外,還有一臺干冷塔儲水箱補水電動門，用于給儲水箱補水。

3系統(tǒng)功能介紹

輔機冷卻水干冷塔系統(tǒng)按功能分組，可分為充水系統(tǒng)功能組、放水功能組、風機保護功能組以及冷卻扇段防凍功能組。

3.1充水系統(tǒng)功能組

充水系統(tǒng)包括輔機冷卻水進回水母管充水和冷卻扇段充水，儲水箱能夠保證四個冷卻單元全部充滿水的需求，并有一定的余量，在緊急情況下，干冷塔范圍內的排放水能夠全部儲存于地下儲水箱。再次啟動時，能夠快速對冷卻單元進行充水，故可以起到節(jié)水和快速啟動兩個目的。下面分別介紹其動作功能。

輔機冷卻水進回水母管充水時，首先關閉進回水母管緊急泄水閥，然后打開進水母管蝶閥、回水母管蝶閥、進回水母管聯(lián)絡門，最后打開注水閥門向管路內注水。

冷卻扇段充水功能設有自動充水過程，操作時首先由運行人員確認充水條件是否滿足，如果充水條件滿足，即可進行自動充水程序。自動充水的條件如下(條件必須全部滿足)：

(1) 1號冷卻單元風機停運；

(2) 環(huán)境溫度大于4。?；蜉o冷水進水溫度大于35。。；

(3) 任一輔機冷卻水泵運行；

(4) 無1號冷卻單元自動切除條件；

(5) 儲水箱水位滿足；

(6) 1號冷卻單元未投入運行(1號冷卻塔的冷、熱水疏水閥任一全開或是進、回水電動門任一全關，即認為冷卻單元未投入)；

(7) 任一疏水泵投入聯(lián)鎖。

待充水條件滿足后，運行人員打開自動充水面板，系統(tǒng)將按如下步驟充水：

第一步，關閉疏水閥、關閉百葉窗、關閉1號冷卻單元進回水門，待第一步動作反饋完成后延時3s進行第二步；

第二步，啟動疏水泵并開疏水泵出口母管電動門，第二步完成后延時3s，進行第三步；

第三步，開啟1號冷卻單元冷熱水疏水門，待冷卻塔排氣管液位正常后，第三步完成延時3s，進行第四步；

第四步，關閉1號冷卻單元冷熱水疏水門，完成后延時3s，進行第五步；

第五步，停止輸水泵并關閉出口電動門，完成后延時3s，進行第六步；

第六步，開啟1號冷卻單元進回水門，直到1號單元充水完成。

3.2放水功能組

運行人員在畫面激活放水程控邏輯后，系統(tǒng)按如下步驟放水(以1號冷卻單元為例)：

第一步，停止所有疏水泵；

第二步，關閉1號冷卻單元進回水電動門；

第三步，開啟疏水總門；

第四步，開啟1號冷卻單元的冷熱水疏水門；

第五步，待儲水箱水位不上漲時，關閉1號冷卻單元的冷熱水疏水門，放水完成。

3.3冷卻單元風機保護功能組

為了防止主要設備損害而設置的自動保護功能的邏輯如下(以1號冷卻單元風機為例，其余風機相同)：

1號冷卻單元風機邏輯：

允許啟動應全部滿足如下條件：

?1號風機電機定子繞組溫度正常；

?1號風機電機軸承溫度正常；

?1號風機減速箱電動油泵運行；

?1號風機減速箱油壓不低；

?1號風機減速箱油溫正常；

?無1號風機就地急停信號。

當滿足以下任一條件時，保護跳閘動作：

?1號風機電機定子繞組溫度過高(2/6)；

?1號風機電機軸承溫度1過高;

?1號風機電機軸承溫度2過高；

?1號風機就地急停；

?1號風機減速箱油溫過高；

?1號風機減速箱振動過高；

?1號風機減速箱油壓過低；

?1號風機減速箱電動油泵停運。

1號風機減速箱電動油泵邏輯：

允許停止條件：1號風機停運；自動停止條件：1號風機停運延時120s。

干冷塔儲水箱補水電動門的自動開啟條件：

補水電動門投入自動，下面任一條件滿足自動開：

?無冷卻單元投運，儲水箱水位<2970mm；

?1組冷卻單元投運，

?2組冷卻單元投運，

? 3組冷卻單元投運，

? 4組冷卻單元投運，

自動關閉條件是補水電動門投入自動，下面任一條件滿足自動關：

?無冷卻單元投運，儲水箱水位〉2900mm；

?1組冷卻單元投運，

?2組冷卻單元投運，

? 3組冷卻單元投運，

? 4組冷卻單元投運，

4冷卻扇段防凍

干冷系統(tǒng)在冬季運行的主要困難點是散熱器容易發(fā)生凍害，個別情況也會在閥門上發(fā)生，從而直接影響到機組各種輔機的正常運行，如處理不當，甚至可能出現事故停機的安全隱患。為此，在冬季運行時，對于各冷卻單元的回水溫度，應滿足以下要求。

4.1環(huán)境溫度-5CWt₁W4C

當環(huán)境溫度(")-5°CWt1W4。時，要保持每個冷卻單元回水溫度(t₂)t₂N20。(可調)。每個干冷單元的具體控制措施如下：

首先，當冷卻單元回水溫度降低，且t<20。時，順次的調節(jié)控制如下：

(1) 減小風機轉速，以10Hz的降幅調節(jié)，直至風機達到最小轉速。

(2) 風機達到最小轉速后停止運轉；然后關小百葉窗開度,以40%的開度進行調節(jié)，直至完全關閉，如100%、60%、20%。由于在設計初期，百葉窗設計成了兩位式開關機構，后經改造，改為0~100%指令對應百葉窗0~90。的連續(xù)控制，但無0~100%的反饋信號，因此，在以后需要過一定時間檢查百葉窗就地開度與控制室指令是否準確對應。

⑶若百葉窗關閉后，冷卻單元回水溫度t₂<15，C,要立即停運此冷卻單元，并發(fā)出冷凍報警。

(4)一個操作步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10min，監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定且t₂<20后,，再進行下一個操作。

其次，當回水溫度升高，且當t₂>25。。時，順次的調節(jié)控制如下：

(1) 開啟百葉窗開度，以25%的開度進行調節(jié)，直至全開,如25%、50%、75%、100%。

⑵加大風機轉速，以10Hz的升幅調節(jié)，直至風機全速運行。

(3) 風機達到最大轉速后，且回水溫度t>30發(fā)出扌艮警，并啟動其他停運的冷卻單元。

(4) 一個操作步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10min，當監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定，且t>25。后,，再進行下一步調節(jié)。

4.2環(huán)境溫度-15-CWt₁<-5T

當環(huán)境溫度-15°CWt1<-5。時，應保持每個冷卻單元回水溫度t₂N23。。每個干冷單元的具體控制措施如下：

第一，當冷卻單元回水溫度降低，且t<23。時，順次的調節(jié)控制如下：

(1) 減小風機轉速，以10Hz的降幅調節(jié)，直至風機達到最小轉速。

(2) 風機達到最小轉速后停止風機運轉。

(3) 小百葉窗開度，以40%的開度進行調節(jié)，直至完全關閉，如100%、60%、20%。

(4) 若百葉窗關閉后，冷卻單元回水溫度t₂<20立即停運此冷卻單元，并發(fā)出冷凍報警。

(5) 一個操作步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10min，監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定，且t₂<23。后，再進行下一個調節(jié)步驟。

第二，當回水溫度升高，且當t>28。時，順次的調節(jié)控制如下：

⑴開啟百葉窗開度，以25%的開度進行調節(jié)，直至全開,如25%、50%、75%、100%；加大風機轉速，以10Hz(可根據運行經驗調整)的升幅調節(jié)，直至風機全速運行。

(2)風機達到最大轉速后，且回水溫度t>32發(fā)出報警，并啟動其他停運的冷卻單元(如有)。一個操作步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10mm,監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定后，且h>23C再進行下一個調節(jié)步驟。

4.3環(huán)境溫度ti<-15°C

環(huán)境溫度ti<-15時，保持每個冷卻單元回水溫度t2N28R每個干冷單元的具體控制措施如下：

首先，當冷卻單元回水溫度降低，且t2<28。。時，順次的調節(jié)控制如下：

(1) 減小風機轉速，以10Hz的降幅調節(jié)，直至風機達到最小轉速；

(2) 風機達到最小轉速后停止風機運轉；

⑶關小百葉窗開度，以40%的開度進行調節(jié)，直至完全關閉，如100%、60%、20%；

(3) 若百葉窗關閉后，冷卻單元回水溫度t₂<25笆,立即停運此冷卻單元，并發(fā)出冷凍報警；

(4) 一個操作步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10mm，監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定，且t₂<28時，再進行下一個調節(jié)步驟。

其次，當回水溫度升高時，且t₂>32°C時，順次的調節(jié)控制如下：

(1) 開啟百葉窗開度，以25%的開度進行調節(jié)，直至全開,如25%、50%、75%、100%；

(2) 加大風機轉速，以10Hz的升幅調節(jié)，直至風機全速運行；

(3) 風機達到最大轉速后，且回水溫度t>37C，發(fā)出扌艮警，并啟動其他停運的冷卻單元(如有)；

(4) 一個操作步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10mm，監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定，且t₂>32C時，再進行下一個調節(jié)步驟。

4.4其他運行調節(jié)措施

第一，當干冷卻塔總回水母管水溫t₂<15C，發(fā)整塔防凍報警；

第二，干冷卻塔總回水母管水溫t₂<12C且維持5min后，發(fā)出冷凍報警信號，由運行人員操作逐個冷卻單元放水，5min后，若總回水溫度沒有停止下降趨勢，則進行整塔冷卻單元放水；

第三，如果輔機冷卻水泵全部故障停運，且5min后未能重新啟動，則進行整塔冷卻單元放水操作；

第四，當某冷卻單元回水溫度與總回水溫度差大于3C時，可根據實際情況，人工增加或減小該單元風機運行頻率；

第五，總回水溫度小于20CM,視情況可將個別冷卻單元風機調節(jié)到最小轉數運行或停止；

第六，當冷卻單元發(fā)生泄漏，百葉窗全部關閉后，冷卻單元回水溫度降到20C，發(fā)出一次報警，且繼續(xù)下降至15C時，發(fā)出二次報警，并立即退出該冷卻單元運行。

4.5可供選擇的非冬季運行條件下的經濟運行模式

在非冬季運行條件下，環(huán)境溫度t1N4C,可以采用經濟運行模式，當干冷塔總回水母管的水溫18CWt₂W28C(可調)時，即可進入經濟運行模式。其調節(jié)步驟順次如下：

(1) 減小所有單元的風機轉速，以5Hz的降幅調整，直至降低至最小轉速；

(2) 順次停運1#，3#，2#，4#單元風機；

(3) 關小所有單元百葉窗開度，開度控制暫定為100%、75%、50%、25%；

(4) 完全關閉百葉窗；

(5) 順次停運1#，3#，2#，4#單元。

(6) 上一個調節(jié)步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10min，監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定，且t₂N18。。時，再進行下一個調節(jié)步驟。

而在干冷塔總回水母管水溫t2N28。。時，需退出經濟運行模式，其調節(jié)步驟順次如下：

(1) 逐漸增大所有單元百葉窗開度，以25%的開度進行調節(jié)，直至全開，如25%、50%、75%、100%；

(2) 啟動風機，調節(jié)風機轉速，以5Hz的升幅調節(jié)，直至全速運行；

(3) 所有風機達到最大轉速后，若干冷塔總回水母管水溫t>32C，啟動其他停運的冷卻單元；

(4) 上一個調節(jié)步驟完成后，需讓系統(tǒng)穩(wěn)定運行10min，監(jiān)測到冷卻單元回水溫度穩(wěn)定，且t₂N28。。時，再進行下一個調節(jié)步驟。

5結論

經過用本文所述邏輯進行緊張有序的調試，終于順利完成了華能左權電廠一號機組輔機冷卻水系統(tǒng)的正常投運工作。由此可見，本文所述的電廠輔機冷卻水干冷塔系統(tǒng)控制的方法是可行的。