水风冷却装置技术方案.docx

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水风冷却装置技术方案

水风冷却装置技术方案

一、技术参数

1、主水流量QS=22.5t/h（375L/min）

2、晶闸管压降ΔP=0.4MPa

3、晶闸管出水温度T2=33℃—55℃

4、晶闸管进水温度T1=25℃—45℃

5、海拔高度2000m

6、最高气温t=36℃

7、最低温度t=-9℃

8、污秽等级级

9、电压18kv交流频率50Hz、

10、晶闸管发热量90kw

11、年平均相对湿度＜90%（25℃）

二、技术方案

1、保持主水温度的相对稳定

2、保持晶轧管阀入口压力的稳定

3、保持冷却系统水质≥5MΩ·cm

4、闭式运行

5、双电源进线

6、PLC自动控制

7、纯水加乙二醇降低冰点

8、防止结露

9、补充纯净水。

三、热工计算

1、计算主水流量

Qs=（Q×S）/（ds×cs×ΔT）ds—水比重1000

=（300×860）/（1000×0.8×10）cs—水比热0.8

=32.3t/hS—功与热量换算系数

选32t/h流量ΔT—主水温差

2、晶闸管出水温度T2

T2=T1+（300×860）/（1000×0.8×32）

=45+258000/25600

=45+10

=55℃

3、空气流量Qf

风冷却器进口温度t1=36℃

Qf=（300×860）/（df·cf·Δt）df—空气比重1.12

=258000/1.6128cf—空气比热0.24

=159970m3/hΔt—空气进出口温差6

选180000m3/h风量

风冷却器出口温度t2=42℃

4、对数温差Δtm

Δtm=（T2-t2）-（T1-t1）/ln[（T2-t2）/（T1-t1）]

=（55-42）-（45-36）/ln[（55-42）/（45-36）]

=4/ln（13/9）

=4/0.367

=10.8℃

5、换热面积A

A=B×（300×860）/（k·Δtm）B—污秽系数20%

=1.2×（300×860）/（60×10.8）k—换热系数

=477.8m2

五、SVCLSF300水风冷却装置技术参数及配置

1、技术参数：

1．1、冷却装置名称：

SVCLSF300

1．2、额定冷却容量：

300kw

1．3、主水流量：

32m3/h

1．4、空气流量：

180000m3/h

1．5、系统设计运行压力：

0.6MPa

1．6、主水泵电功率：

15kw

1．7、风机电功率：

2.2×6=13.2kw

1．8、电加热器功率：

30kw

1．9、运行水质≥5MΩ·cm

1、10、纯水与乙二醇混合比例1：

0.2

2、设备配置及功能

2．1、SVCLSF300水风冷却装置由循环系统、补水系统、排气系统、水处理系统、过滤系统、加热系统、短接系统、稳压系统、换热系统、监测系统、控制系统组成。

2．1．1、循环系统

●由两台主水泵并联组成，为冷却提供纯水循环动力。

●泵出口装单向阀，防止水逆行。

单台运行，互为备用，自动切换。

●扬程：

60m流量：

32m3/h功率：

15kw

●材质：

不锈钢304

●品牌：

格兰富立式多级水泵（瑞士）

●水泵型号：

CRN32-5-2

2．1．2、补水系统

●由1台补水泵及补水罐组成，通过离子交换器后进入系统。

●扬程：

60m流量：

1m3/h功率：

0.55kw

●材质：

不锈钢304

●品牌：

格兰富立式多级水泵（瑞士）

●水泵型号：

CRN32-5-2

●补水箱材质1Cr18Ni9Ti

●补水箱容积：

0.03m3

2．1．3、排气系统

●自动或手动排除循环系统的气体，保证晶闸管阀及冷却系统的安全运行。

●材质：

1Cr18NI9TI。

2．1．4、水处理系统

●提升和维持冷却系统内纯水的电阻率。

●由两只离子交换器串联组成。

●交换流量2m3/h

●水质≥5MΩ·cm

●材质：

1Cr18NI9TI。

●单桶容量：

34L

●交换树脂：

罗门哈司（美国）

●数量：

25kg×2

2．1．5、过滤系统

●防止冷却系统中的杂物进入晶闸管阀，保持冷却系统的洁净，可不停机清洗滤器。

●系统主管路循环泵出口装过滤器，过滤可见颗粒状固体杂物，过滤精度：

200μm。

●离子交换器出水管路装精密过滤器，过滤树脂碎屑，过滤精度：

50μm。

●过滤网袋均能清洗，拆装方便。

●过滤器及滤芯材质：

1Cr18Ni9Ti。

2．1．6、加热系统

●由两只电加热器组成，可在循环系统温度接近露点时对主水实施加热升温，防止结露。

●材质：

1Cr18NI9TI。

●单只功率3kw

2．1．7、短接系统

●在晶闸管阀停机维修时，关闭晶闸管阀的进出水口，开启短接系统，冷却循环系统照常运行，风冷却器内的纯水不致结冰。

●调节阀入口水流量。

●调节阀入口水温。

2．1．8、稳压系统

●稳压系统维持系统运行压力的稳定，抑制水突然停止运行时水锤对系统的冲击，对循环系统进行自动补水，隔绝大气与纯水的接触。

●稳压系统由气囊膨胀水罐、磁翻板液位计组成，气囊外侧与纯水接触，气囊内侧与空气接触。

●膨胀水罐材质：

1Cr18Ni9Ti。

●容量：

90L

2．1．9、换热系统

●由列管式风冷却器组成，晶闸管阀出来的载热纯水进入翅片换热管，空气在风机作用下，垂直掠过翅片换热管将纯水热量置换。

●风冷却器数量：

3台

2．1．10、监测系统

●由压力计、温度计、流量计、电导率仪、湿度计、液位计组成。

●监测项目：

压力、温度、流量、液位、电导率、湿度、运行状态。

●监测系统冗余设计。

●水质

✧监测主水电阻率（MΩ/cm），4-20mA模拟信号上传PLC。

✧1点监测在出口，监测主水循环系统水质；

✧参数：

测量范围：

0—20MΩ/cm。

准确度：

2%。

✧电极材质：

316L。

✧触摸屏显示测量值。

●温度

✧监测主水进出口温度。

✧主水进出温度报警，模拟信号上传PLC。

✧参数：

输入电阻信号Pt100。

输出信号4-20mA。

✧测量精度0.1%。

✧电极材质：

316L。

✧触摸屏显示测量值。

●压力

✧监测主水出口压力

✧模拟信号上传PLC。

✧参数：

压力范围：

0-2MPa。

测量精度：

±0.5%。

✧输出信号：

4-20mA。

✧传感器材质：

17-4PH不锈钢。

✧触摸屏显示测量值。

●流量（压差流量计）

✧监测主水循环系统出口流量。

✧模拟信号上传PLC。

✧参数：

信号输出4-20mA。

测量精度0.5%。

✧材质：

不锈钢。

✧触摸屏显示测量值。

●液位

✧监测膨胀水罐液位。

上限位；下限位（报警）；下限位（跳闸）

✧模拟信号上传PLC，液位报警。

✧参数：

信号输出4-20mA。

✧材质：

不锈钢。

✧触摸屏显示测量值。

●阀厅

✧监测阀厅温度（露点温度）。

✧模拟信号上传PLC，报警信号。

✧输入电阻信号：

Pt100输出信号：

4-20mA。

✧测量精度0.1%。

✧材质：

316L。

。

2．1．11控制系统

1、数据监控、保护、通讯

●阀冷却控制和保护系统以MACH2系统为基础。

二个互为冗余的系统A和B。

它们分别安装在阀冷却室中的操作台上。

每个操作台包含下列应用软件:

显示画面,控制，监控,保护,系统监督，逻辑替换和摸数信号的输入/输出。

●阀冷却控制和保护软件包含二个基本功能:

a）与阀冷却系统相关的晶闸管阀的保护、b）阀冷却系统的控制和监控。

●伺服保护系统的变换器是双重的伺服保护系统分别是A和B。

它们互为冗余,与全部的控制系统一致。

保护设备应用不同的保护方法和保护原理。

●系统监督功能在逻辑板有二个开关：

一个在系统A、一个在系统B。

应用软件分别是A、B。

一个系统有四种不同的状态:

运行,备用，维修和测试。

正常的操作时，系统之一处于运行状态，另一个作为备用，当出现监控、故障检修时，备用系统会自动转换。

较小的故障是测量设备故障或其它直接包含在保护运行系统中内部硬件故障。

严重的故障是测量设备的故障或其他为保护使用的内部硬件的故障，以及引起保护动作故障。

对于较小故障的转换应把当前系统设为备用状态。

如果备用系统投入运行后发生一种严重的故障，原运行系统可以再次投入运行。

对一种严重的故障转换应把当前系统设为检修状态并且不允许它投入运行。

当这个系统检修后,它会靠另一个系统自动地复原到备用状态或运行状态。

●系统A和系统B的通讯连接，是靠每个系统的逻辑控制板的转换开关实现，逻辑控制板从本系统采集信息并发送给另一个系统，同时也由另一个系统采集信息。

这个通讯目的是，在运行系统发生问题时两个系统可以完成转换。

2、泵控制

●在水冷却回路中有二个冗余的主水泵。

●工作泵在运转时，运转时间要与备投泵作为工作泵时运行时间一样。

只有当工作泵故障跳闸时是例外。

泵有故障时，备投泵自动投入运行成为工作泵,同时发出报警信号。

●当主水流量低、或泵接到运行指令而不能运行、或泵电机过载跳闸时，备投泵自动投入运行。

●发生泄漏或流量非正常情况两台泵需停机时，应在晶闸管阀跳闸后，水泵才能停止运行。

●泵每周切换一次，保持运动部件及机械密封的同等磨损。

2、冷却水温度控制

●冷却水温的控制是通过水风冷却器风机启停实现。

●加热器的使用也包括在温度控制的范围中。

2．1温度控制

●对晶闸管阀而言冷却水的出水温度被限定，应根据主循环系统要求的出口水温来设定。

●如果冷却容量增加，就逐个打开冷却风扇，水风冷却器的风扇按单台进行调节。

●冷却的容量减少是用相反的方法，逐个停止冷却风扇。

●如果冷却容量在调节范围内，根据冷却容量的增减，调节晶闸管阀的进水温度。

2．2加热器和分路原理

●二个加热器并接在主水循环回路中，逐个启动。

（低的环境温度和低的晶闸管阀负荷）

3、监控

3．1温度监控

3．1．1水温度低于设定或高于设定报警。

●来自晶闸管阀的进水温度模拟Pt-100信号

●来自晶闸管阀的出水温度模拟Pt-100信号

3．1．2阀厅空气温度、湿度监控测量：

●来自阀厅空气温度模拟Pt-100信号，当温度是本项目规定最大温度值时，显示高的阀厅温度。

●来自阀厅空气湿度，当湿度是本项目规定湿度最大值时，显示高的阀厅湿度。

4．2流量监控

●来自主水循环回路的水流量模拟信号4-20mA，在主水循环回路流量低时，引起主水泵变化和设定低的流量报警。

4．3电导率监控

●来自主水循环回路的电导率模拟4-20mA信号。

4．4压力监控

●来自主水泵的出口压力模拟4-20mA信号

4．5液位监控

液位低于或高于设定值时输出报警信号:

●膨胀水箱的液位模拟4-20mA信号

5、控制信号

5．1报警信号

●主水泵1故障

●主水泵2故障

●冷却风扇1故障

●冷却风扇2故障

●冷却风扇3故障

●冷却风扇4故障

●冷却风扇5故障

●冷却风扇6故障

●电加热器1故障

●电加热器2故障

●冷却系统正常显示

●晶闸管阀的供给水温度高

●晶闸管阀的供给水温度低

●主水流量低

●系统出口压力高

●系统出口压力低

●膨胀水箱高水位

●膨胀水箱低水位

5．2信息状态显示

●水泵状态

●风机状态

●电加热器状态

●出口压力

●出口温度

●主水流量

●晶闸管阀出口的温度

●膨胀水箱液

●冷却水电导率

●阀厅环境温度

●阀厅环境湿度

跳闸信号：

●储水罐液位低

●循环系统流速异常

●注水出口温度超高

注释：

主水混合乙二醇比例1：

0.2，冰冻点-20℃