定子冷却水系统.docx
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定子冷却水系统
一．系统功能
二．系统的组成及主要设备的结构、特性参数和供电等级
三．系统调节器的作用与控制原理
四．根据运行规程，简述系统的运行工况和相应流程
五．系统的工艺保护和联锁
六．系统的安全措施、运行限制及一些重要参数的选择依据
七．系统正常启动时的主要操作
八．系统正常停运时的主要操作
九．常见的故障及其消除方法
十．系统运行时需监测的参数
十一．系统与其他系统的联系
十二．思考与练习题
十三．系统内容小结及参考书目
一系统功能
1．1发电机定子冷却水系统用化学除盐水冷却发电机定子线圈以保证发电机的正常工作。
化学除盐水沿下面闭合回路流动：
泵——换热器——网格过滤器——磁性过滤器——定子线圈——水箱——泵。
1．2发电机定子冷却水系统保证：
—化学除盐水（XOB）沿着定子绕组导体的循环；
—维持给定的水流量；
—维持给定的水温；
—维持给定的水化学工况；
—参数监测；
—给定参数的偏差信号。
二．系统的组成及主要设备的结构、特性参数和供电等级
发电机定子冷却水系统是正常运行系统，系统由下列部件组成：
—泵MKF11AP001,MKF12AP001；
—换热器MKF21AC001,MKF22AC001；
—网格过滤器MKF31AT001,MKF32AT001,MKF33AT001,MKF60AT001；
—气体捕集器MKF50AX001；
—磁性过滤器MKF41/42/43/44/45/46AT001；
—离子交换过滤器MKF61AT001,MKF62AT001；
—水箱MKF10BB001；
—水封MKF13BB001；
—管道；
—阀门；
—监测仪表。
设备编码
名称
型号
个数
主要技术变故
备注
MKF10BB001
水箱
1
V=6m3
MKF11AP001
MKF12AP001
离心泵
X200-150-500KC
2
Q=315m3/h
H=80mH2O
N=1450rpm
MKF13BB001
水封
1
直径150
MKF21AC001
MKF22AC001
换热器
2
导热能力：
4000kw
水流量600m3/h
MKF31AT001
MKF32AT001
MKF33AT001
网格过滤器
3
Q=100m3/h
MKF41AT001
MKF42AT001
MKF43AT001
MKF44AT001
MKF45AT001
MKF46AT001
磁性过滤器
6
Q=40m3/h
MKF50AX001
捕气器
1
V=0.0012m3（气侧）
MKF60AT001
网格过滤器
1
Q=10m3/h
MKF61AT001
MKF62AT001
阴/阳床
2
Q=0.4~2m3/h
系统供电与电源等级
供电用户
电源等级
电压
供电舱位码
备注
MKF11AP001
3
380v
BFE07-KA
MKF12AP001
3
380v
BFG06-KA
PGB17AA201
3
380v
BFE07-PA
2.1气体捕集器MKF50AX001
发电机中的氢气压力高于定子绕组中冷却水的压力，由于密封失效，氢气可能进入定子冷却水中。
气体捕集器就是用于检验冷却水中是否含有氢气，并分离收集氢气的。
其结构和技术参数如下：
-气体容量，M30.0012
-水的容积，M30.0022
-质量，Kg11.9
含有氢气的水从发电机的高处用DN10的细管引出，经过阀门4到达气体捕集器的下腔2，经过溢流管3的上沿不断地向外排除，将气体捕集器的下腔2中的水位保持在窥视窗5的中部高度。
从气体捕集器的下腔2中分离出来的氢气经过一个直径4mm的孔进入上腔1，然后通过一根细管引入到气体分析器中。
2.2热交换器MKF21/22AC001
在热交换器中，MKF系统中的化学除盐水被设备冷却水PGB冷却。
热交换器的技术参数如下：
-设备冷却水温度，℃33
-设备冷却水流量，M3/H600
-设备冷却水侧压力损失，Mpa0.05
-定子冷却水侧压力，不超过，Mpa1
-热交换能力，kW4000
-热交换器重量，Kg2763
该热交换器为管壳式表面热交换器，设备冷却水侧为往返两回，定子冷却水侧由隔板隔为多回。
其结构如图：
在下封头上有8个孔，将热交换器固定在基础上，还有一个分隔板，将传热管束分为两部分。
在热交换器壳体内部，有一些横向布置的隔板，这些隔板决定了管束外流体-——定子冷却水的流道。
传热管内部流过设备冷却水。
2.3机械过滤器MKF31/32/33AT001
机械过滤器用于捕捉流体内的机械杂质。
其技术参数如下：
-过滤介质水
-流通能力，M3/H100
-运行压力，Mpa1.0
-机械杂质大小，mm0.02
-过滤器质量，Kg164
过滤器4由柱子和过滤元件构成，柱子是四个螺栓的焊接结构，其上有许多小槽，以供将过滤元件安装在壳体1内。
过滤元件通过圆盘5和螺栓7固定在壳体内。
过滤元件由两层过滤材料和波纹状圆盘组成，由两个内夹和一个外夹固定在一起。
通过正确调节紧固螺母可以得到所需要的过滤器元件表面之间的紧固力。
为了均匀分配定子冷却水，在过滤器入口安装了盘板焊接成的流量分配板8。
2.4磁式过滤器MKF41/42/43/44/45/46AT001
磁式过滤器用于过滤定子冷却水中的铁磁杂质（强磁性和中磁性）。
磁式过滤器的技术参数如下：
-过滤介质蒸馏水
-流通能力M3/H40
-最大允许压力，Mpa1.6
磁式过滤器的壳体3和盖子1有法兰与系统的管路接口。
磁极组件2由网格4，六个磁铁5和罩子6组成。
过滤器盖子和壳体的法兰将网格固定在磁式过滤器的壳体内。
罩子6焊接在网格4上，并起导流作用。
磁铁用螺栓螺帽也固定在网格上。
过滤液（定子冷却水）从下部进入过滤器，经过磁铁之间的缝隙和网格孔到达过滤器的上腔，然后从上部出口进入系统管道。
当定子冷却水流经磁铁之间孔隙时，铁磁杂质被磁铁吸附，定子冷却水得到净化。
2.5离子交换过滤器MKF61/62AT001
离子交换过滤器用于定子冷却水的化学净化，其原理是利用离子交换树脂（H-OH型式阴阳树脂,型号为KY-2-8,GOST20298-74和AV-17-8Chc,GOST20301-74），或保持定子冷却水的PH值。
按标准GOST20298-74和GOST20301-74生产的树脂KY-2-8和AB-17-8或相近标准生产的树脂可以替代使用。
其技术参数如下：
-通流能力，M3/H0.4-2
-工作压力不大于,Mpa0.8
-装载树脂后的压差不大于,Mpa0.15
-水温不超过,℃70
-装载容量,M30.06
-装载高度,M0.885
-过滤器内径,M0.3
-NaCl装量，Kg0.66
-过滤器未装载时重量，Kg205
-疏水底层金属丝碎屑重量，Kg13
-过滤器前含盐量（不含气，按NaCl计算）mg/l1.6
离子交换过滤器的圆柱型壳体1通过法兰将上下封盖（2，3）连接起来。
为了均匀分配流量，在过滤器的上盖设计了流量分配装置4，十字形管，沿管长开有孔。
过滤器的上盖还有树脂装载口，以及充注时的排气阀。
下封头由网格5隔出空间3，在网格5上安装疏水装置6。
疏水装置是叠在一起的带突起的盘片构成，盘片由锁紧片固定在网窝里。
疏水装置起到沿过滤器截面均匀收集蒸馏水的作用，为防止树脂跑出过滤器，疏水装置叠片之间的缝隙调整为0.3mm，而树脂颗粒0.4-1.2mm。
为了防止叠片缝隙被树脂颗粒堵塞，在疏水装置的底层均匀洒布了直径2mm的金属丝碎屑。
在过滤器下封头上有带法兰的蒸馏水出口接管，以及用于化学分析取样和过滤器干燥的阀门8。
在过滤器圆柱桶体的下部设置了树脂卸载管接口10。
一定压力下的定子冷却水通过上盖2的接管和流量分配装置4进入过滤器壳体1，进一步通过树脂层10，下部疏水层9，然后通过疏水装置的叠片6和过滤器底盖的接管3，到达过滤器下游的低压管段。
定子冷却水通过过滤层，滤去溶解的盐份，并将PH值控制在规定的范围内。
2.6水箱MKF10BB001
水箱MKF10BB001的作用是保证系统的蒸馏水有一定的储备。
其技术参数如下：
-筒体直径，mm1624
-筒体高度，mm3655
-水箱容积，m36
-质量，Kg1738
2.7水封MKF13BB001
水封MKF13BB001的作用是，当水箱MKF10BB001中的压力超过0.02Mpa时卸掉其中的压力。
水封MKF13BB001是一段直径125mm的管段，焊接一个封头，管内插一个直径50mm的细管，细管插到外管溢流口以下2米。
GCF系统持续向水封补水。
水封的技术参数如下：
-直径，mm133
-高度，mm2346
-质量，Kg67
2.8机械过滤器MKF60AT001
机械过滤器MKF60AT001的作用是过滤定子冷却水中的机械杂质。
技术参数如下：
-过滤液体水
-流通能力，M3/H10
-工作压力，Mpa1.0
-过滤杂质大小，mm0.02
-过滤器质量，Kg53
过滤器的结构如下图。
中柱6是一根六边形外表面的管子，旋紧固定在壳体1上。
过滤组件3由两叠过滤片组成，过滤片由两个内环，一个外环固定。
过滤片之间的间距可以通过螺母5调整。
2.9泵MKF11/12AP001
MKF11/12AP001泵是1X-200-150-500K-SD-2Y3。
泵组由泵和电机构成，安装在同一地基上，靠弹性联轴器连接。
泵MKF11/12AP001是水平悬臂式离心泵，封闭叶片；泵的轴封为双层填料密封。
泵的技术参数如下：
-压头，M80
-转速，rpm1450
-功率，KW95
-泵出口压力，Mpa0.35
-泵效率，%70
-泵质量，Kg825
电机的参数如下：
-电压，V380
-功率，KW110
-频率，赫兹50
-交直电流交流电
MKF11/12AP001泵的特性曲线
三．系统调节器的作用与控制原理
向冷却部件供给化学除盐水是由两台离心泵（一台工作，一台备用）完成的。
当系统压力降低或切除一台工作泵，则备用泵自动投入。
为冷却化学除盐水，设计了两台热交换器（一台工作，一台备用），安装在泵的后面。
化学除盐水在热交换器中由非重要用户中间回路冷却到必要的温度。
化学除盐水的温度由热交换器出口的冷却水调节器来保证。
化学除盐水在机械过滤器中得到清洗。
该系统有三台机械过滤器，两台工作，一台备用，这种设计以备检查清洗滤网不停机。
用安装在过滤器前后的压差计来监测滤网堵塞情况。
为清除意外进入化学除盐水中铁杂质，在发电机入口安装了持续工作的六台磁性过滤器。
机械和磁性过滤器安装在紧接发电机入口管处。
。
清洗并冷却后的化学除盐水被泵送到发电机定子。
定子出口管道上的水封防止意外停泵时化学除盐水流出定子线圈。
化学除盐水从定子线圈出来，流到水箱。
水箱保证系统足够的水备用。
为防止空气进入化学除盐水，工作时在水箱中建立氮气垫。
借助气体捕集器，从定子线圈出口集管出来的化学除盐水中含是否有氢气。
为保证化学除盐水的比电导率和PH值，该系统设计了定期投入的阴阳离子过滤器。
为测量系统中化学除盐水的循环流量，安装了流量孔板，连接流量计。
流量计用于测量系统中循环水量，以发信号和报警。
当化学除盐水压力降低，备用泵自动投入后不能恢复流量，如果化学除盐水流量减小到最小流量，2分钟后，发电机自动解列。
四．发电机定子冷却水系统的运行工况
发电机定子冷却水系统的运行工况只有一个，正常运行工况：
化学除盐水沿下面闭合回路流动：
泵——换热器——网格过滤器——磁性过滤器——定子线圈——水箱——泵。
4．1正常工作的设备：
——发电机定子冷却水泵MKF11（12）AP001；
——冷却化学除盐水的换热器MKF21（22）AC001；
——三个机械过滤器中的两个或MKF31，32AT001,或MKF32，33AT001,或MKF31，33AT001；
——磁性过滤器MKF41AT001，MKF42AT001，MKF43AT001，MKF44AT001，MKF45AT001，MKF46AT001；
——化学除盐水质维持在本规程第3章节3.15表项所列标准。
4．2定期工作的设备：
——清洗化学除盐水管线的机械过滤器MKF60AT001；
——清洗化学除盐水管线的离子交换过滤器MKF61，62AT001。
4．3处于备用状态的设备有：
——发电机定子冷却水泵MKF12（11）AP001；
——冷却化学除盐水的换热器MKF22（21）AC001；
——三个机械过滤器中的一个或MKF33AT001,或MKF31AT001,或MKF32AT001。
五．系统联锁与保护清单
序号
联锁与保护内容
单位
动作值
备注
MKF1.1
操纵员从主控室控制泵MKF11，12AP001，一台运行，一台备用
MKF1.1
备用泵在下列情况自动投入：
—发电机定子线圈之前压力低于0.35Mpa
Mpa
—在停运运行泵电机时
六．工艺限制、安全规定与措施
6.1发电机定子冷却水系统由生水离子交换处理系统（GCF）充化学除盐水（化学除盐水），其比电导率不超过5.0μSm/cm。
定子线圈内化学除盐水最大允许比电导率为10μSm/cm。
6.2在启动水泵之前，泵入口阀门应处于开启状态，泵体本身由传输介质充满。
6.3启动水泵应在泵出口阀门关闭的状态下进行。
6.4在泵出口阀门关闭状态下，泵连续工作时间不应超过3分钟。
6．5禁止在出口阀打开的状态下停泵MKF11，12AP001。
6.6泵转子旋转方向应与泵壳上所标的箭头的方向一致。
6.7泵组振动限制：
对电动机—不应超过4.5mm/s，对泵本体—不应超过7mm/s。
6.8在发电机与电网相连时，发电机定子线圈进口的化学除盐水（化学除盐水）的温度应介于35℃～40℃。
6.9在发电机与电网相连时，发电机定子线圈出口的化学除盐水（化学除盐水）温度不应超过85℃。
6.10水泵电动机的工作电流不应超过230A。
6.11水箱MKF10BB01液位应维持在水位计玻璃管的1/3～2/3高度范围内。
6.12通过发电机定子线圈的化学除盐水（化学除盐水）流量应维持为额定值50Kg/S，允许的偏差值为±10m3/h。
6.13定子线圈出口化学除盐水的含氢量不应超过3％。
6.14当气体捕集器里的氢气含量超过3%时，必须密切关注发电机，气体分析器投入工作且每小时测一次氢含量，关注定子铁芯温度和定子壳体里是否有水，以及发电机氢压是否高于定子绕组出口水压0.2MPa。
6.15如果每小时一次测量的气体捕集器里的氢含量超过20%，应立即降负荷，解列维修。
6.16定子线圈之前的化学除盐水压力应维持在额定值0.44MPa（4.5kgf/cm2）（表压力）。
最大允许压力0.47MPa（4.8kgf/cm2）（表压力）。
6.17水箱MKF10BB001中氮气压力应维持在0.01-0.02MPa内。
6.18发电机定子冷却水系统中化学除盐水（化学除盐水）水质应符合下列标准：
PH值
8.0～9.0
比电导率（在系统充满水的状态时）
不超过5.0μSm/cm
比电导率（在系统运行时）
不超过5.0μSm/cm
铜含量
不超过100μg/kg
氧含量
不超过400μg/kg
6.19当介于网格过滤器MKF31AT001，MKF32AT001,MKF33AT001的压差超过0.1MPa时禁止其工作。
6.20当介于离子交换过滤器MKF61AT001,MKF62AT001的压差超过0.15MPa时，禁止其工作。
6.21离子交换过滤器MKF61AT001,MKF62AT001在下列条件下投入运行：
1）系统中化学除盐水比电导率增加时，投运离子交换过滤器MKF61AT001；
2）化学除盐水PH值降低，以及从化学除盐水中除去溶解铜介质时，投运离子交换过滤器MKF62AT001。
6.22当化学除盐水的比电导率超过时禁止发电机运行。
6.23没有工作需要，禁止人员待在承受压力的出口阀门，调节阀门，安全阀门，系统管道法兰连接处的附近。
6.24在启动和停运承压的设备与管道时，只允许直接工作负责人靠近它们。
6.25开启和关闭闸阀与管阀门时，应用一些专用工具，但禁止使用杠杆（如：
铁棒、导管与其它一些类似工具）从事以上操作。
6.26消防系统应处于《备用》的工作状态。
6.27在发电机充满氢气时，距离发电机壳体和气油管线半径10M之内进行带明火的气焊操作必须有工作许可证方可进行，同时要遵守工作许可证所规定特殊防范措施。
6.28系统维护区内正常与应急照明以及与主控室的联系电话均应完好。
6．29管道与设备的维修准备应符合工作许可证所规定的工作条件。
隔离设备与管道上进行维修工作前，必须先排气降至大气压，以及疏水，维修管段隔离阀门应处于关闭状态。
与大气相通的常开型疏水阀门应开启。
在管道，设备疏水完成后，常闭型疏水阀门应关闭。
在隔离阀门与疏水阀门上应安装联锁设备，同时在隔离阀门上悬挂警示牌“请不要开启，有人工作”，在常开型疏水阀门上悬挂“请不要关闭，有人工作”警示牌，在工作现场摆放“此处正在工作！
”警示牌。
6.30泵体维修准备应符合工作许可证所规定的工作条件。
泵停运，电动机电源断开，离合器脱扣。
为了保证维修工作安全，泵的隔离阀门应关闭。
电机切除和启动装置上应悬挂安全标志，禁止供电；在工作现场悬挂安全标志“此地正在工作！
”。
6.31电厂设备维修处工作人员应负责本系统设备的维护。
6.32系统设备切换工作应根据本规程规定的操作顺序按切换表来执行，工作人员应按操作步骤分步完成，相关负责人在相应表格上记录设备切换的操作。
七．系统正常启动时的主要操作
7.1准备投运
7.1.1收到电站值长允许准备投运发电机定子冷却水系统
7.1.2按照规程检查发电机定子冷却水系统投运前准备工作
7.1.3检查系统初始状态
－维修人员从维修区退出，固定围栏恢复，检修通道封闭，系统阀门闭锁装置和安全标志取消；
－设备和阀门标识铭牌与系统阀门和设备一致；
－管道的支座与支吊架固定状态
－泵电机供电电路接通；
－泵与电机底座螺栓固定完好；
--电机接地；
－电机与泵的联轴器紧合，联轴器装有保护套；
－系统设备维护房间和现场正常及应急照明良好
7.2发电机定子冷却水系统的充水准备
7.2.1系统充水流程图在线为：
1）关闭一阀门：
MKF10AA001,002,MKF13AA001,MKF14AA001,MKF23AA001,
MKF50AA003,MKF61AA001,MKF62AA001,MKF61AA002,
MKF62AA002，MKF50AA001
－疏水阀门
MKF10AA501,MKF11AA501,MKF12AA501,MKF11AA502,MKF12AA502,,MKF50AA501,MKF50AA502;
－排气阀MKF14AA551,MKF11AA551,MKF12AA551
2）开启：
－阀门MKF11AA001,MKF12AA001,MKF11AA002,MKF12AA002,MKF21AA001,MKF22AA001,MKF21AA002,MKF22AA002,MKF31AA001,MKF32AA001,MKF33AA001,MKF31AA002,MKF32AA002,MKF33AA002,MKF60AA001;MKF50AA002；
－排气阀MKF50AA053,MKF50AA051,MKF50AA052，MKF50AA551
7.2.2完成泵水离子交换处理系统GCF化学除盐水质指标的监测
7.3系统的充水
7.3.1开启从系统GCF充水管线上的阀门MKF10AA001并检查化学除盐水流入水箱MKF10BB001中
7.3.2开启阀门MKF13AA001并充注液封箱MKF13BB001,充满后关闭
7.3.3从排气阀判断泵MKF11,12AP001,热交换器MKF21,22AC001充注完毕
7.3.5在画面MKF00EJ101上监测水箱充注，水箱MKF10BB001低液位信号消失。
7.3.6监测充注水箱MKF10BB001至稳定液位为液位只是全量程的2/3
7.3.8监测水箱MKF10BB001的调节阀的工作情况
7.3.9测量泵MKF11，12AP001的电机的绝缘
7.3.10给泵MKF11，12AP001的动力、控制电源送到试验位
7.3.11遵照程序检查MKF系统的联锁保护
7.3.12在MKF00EJ101画面切除程序MKF00EE001
7.3.13开启给水箱MKF10BB001供N2管线上的阀门MKF14AA001,用节流阀MKF14AA201调节水箱内的N2压力为0.01Mpa~0.02Mpa
7.4系统的准备和投入运行
7.4.1从PGB系统充注冷却水充注换热器MKF21,22AC001：
－开启进口阀PGB17AA001，003和冷却水侧排气阀；
－当排气阀中有稳定的流水时关闭排气阀；
－开启换热器出口阀PGB17AA002，004，005；
－调节阀PGB17AA201关闭状态并处于“自动”
7.4.2准备系统工艺回路：
－关闭泵MKF11,12AP001的出口阀MKF11,12AA002；
－关闭换热器MKF22AC001的出口阀MKF22AA002（转为备用）
－关闭机械过滤器MKF33AT001的出口阀门MKF33AA002（转为备用）
7.4.3将泵组MKF11,12AP001的动力电源回路和电气控制回路在线至工作位置
7.4.4在MKF00EJ001画面泵的控制窗按下“启动”按钮，启动泵MKF11AP001
7.4.5当泵运行在出口阀处于关闭的状态时，监测
-泵运行；
-泵的密封工作正常（有滴流）;
-没有不正常的声音;
-出口压力不小于0.8Mpa
7.4.6发电机中的氢气压力升高到0。
5Mpa
7.4.7逐步摇动泵出口阀门MKF11AA002的手轮1/4转
7.4.8监测
-系统充注，监视MKF50CP001关注阀门MKF50AA001前的压力增长
-水箱MKF10BB001水位和水位调节器的工作
7.4.9监测发电机壳体内的压力
7.4.10轻轻开启阀门MKF50AA001直到有流量通过
7.4.11增大阀门MKF50AA001的开度
7.4.12电气操作员开始升高发电机内压力
7.4.13增大MKF50AA001阀门的开度，监测定子绕组前的化学除盐水压力小于发电机
内压0，03-0，1Mpa
7.4.14发电机壳体内压力升到0，5Mpa开启阀门MKF50AA001，将定子绕组内的压力稳定在0，45MPa
7.4.15当化学除盐水的流量和压力偏离正常值时，调节
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