一種蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電站輔機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及蒸汽冷卻器。
【背景技術(shù)】
[0002] 蒸汽冷卻器是利用蒸汽的過(guò)熱度加熱管內(nèi)的給水的一種熱交換器，采用了大量的 換熱管，由于材料、設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行等因素，可能會(huì)造成個(gè)別換熱管爆管。一旦少量爆 管沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成爆管位置附近的其他管子被給水沖刷破裂，造成更大面積管子泄 漏，影響蒸汽冷卻器換熱效率，降低電廠回?zé)嵯到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)影響設(shè)備安全，使得設(shè)備壽 命縮短。
[0003] 目前蒸汽冷卻器系統(tǒng)布置主要有兩種形式，各對(duì)應(yīng)一種爆管監(jiān)控方案。
[0004] 1.蒸汽冷卻器采用危急疏水管道直接和相應(yīng)高壓加熱器連通，此時(shí)當(dāng)蒸汽冷卻器 發(fā)生爆管時(shí)，蒸汽冷卻器殼側(cè)的疏水將通過(guò)疏水管道疏至相應(yīng)高壓加熱器內(nèi)，致使該高加 殼側(cè)水位急劇上升，自動(dòng)打開(kāi)高加的危急疏水閥。
[0005] 該方案存在的不足：本方案會(huì)造成相應(yīng)高壓加熱器水位上升，影響其安全，同時(shí)相 應(yīng)高壓加熱器自身爆管也會(huì)造成其水位上升，所以不能準(zhǔn)確判斷是蒸汽冷卻器爆管還是其 相應(yīng)高壓加熱器爆管。即使蒸汽冷卻器爆管，蒸汽冷卻器殼側(cè)仍處于無(wú)水位運(yùn)行，使用常規(guī) 的液位檢測(cè)手段無(wú)法進(jìn)一步診斷蒸汽冷卻器是否爆管。
[0006] 2.蒸汽冷卻器設(shè)有危急疏水閥并將疏水疏至凝汽器（或擴(kuò)容器），若蒸汽冷卻器 爆管，凝結(jié)水充滿系統(tǒng)管道，然后提升蒸汽冷卻器殼側(cè)疏水水位，致使蒸汽冷卻器液位開(kāi)關(guān) 動(dòng)作，打開(kāi)危急疏水閥排盡積水。
[0007] 該方案存在的不足：
[0008] a.系統(tǒng)造價(jià)高。該檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)需要增加危急疏水閥門及其關(guān)斷閥，液位開(kāi)關(guān)測(cè) 量裝置及儀表閥，系統(tǒng)管道較長(zhǎng)。
[0009] b閥門動(dòng)作延遲久。蒸汽冷卻器換熱管剛開(kāi)始時(shí)，給水泄漏量很小，疏水慢慢充滿 系統(tǒng)管道，然后才能慢慢提升蒸汽冷卻器殼側(cè)水位致使閥門動(dòng)作，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程漫長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于：提出一種蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，通過(guò)工質(zhì) 溫差監(jiān)控系統(tǒng)判斷蒸汽冷卻器是否爆管，不受其蒸汽下游高壓加熱器事故影響，也不受蒸 汽冷卻器系統(tǒng)布置形式限制，提高了蒸汽冷卻器爆管檢測(cè)的準(zhǔn)確度，節(jié)省了危急疏水閥、水 位測(cè)量裝置及儀表閥門等裝置，降低了設(shè)備造價(jià)。且溫度測(cè)量?jī)x器可靠性較高，經(jīng)濟(jì)型更 好，最終提高設(shè)備安全性，并降低設(shè)備總造價(jià)。利用工質(zhì)溫差變化幅度大、響應(yīng)時(shí)間快的特 點(diǎn)，大大提高了蒸汽冷卻器爆管檢測(cè)的時(shí)效性。
[0011] 本發(fā)明目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0012] -種蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)，包括電廠DCS系統(tǒng)，以及設(shè)有蒸汽進(jìn)、出口和給水 進(jìn)、出口的蒸汽冷卻器，還包括設(shè)于蒸汽冷卻器的溫度傳感器和解列控制裝置，所述蒸汽冷 卻器的蒸汽進(jìn)口位置上設(shè)置溫度傳感器T1，蒸汽出口位置上設(shè)置溫度傳感器T2,給水進(jìn)口 位置上設(shè)置溫度傳感器T3,給水出口位置上設(shè)置溫度傳感器T4,所述溫度傳感器T1、T2、T3 和T4遠(yuǎn)傳信號(hào)分別接入所述電廠DCS系統(tǒng)，所述電廠DCS系統(tǒng)還電連接至所述解列控制裝 置，用以控制所述蒸汽冷卻器自動(dòng)解列。
[0013] 所述電廠DCS系統(tǒng)是指集散控制系統(tǒng)/DistributedControlSystem。
[0014] 一種采用前述蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，具體在于：
[0015] 1)、在蒸汽冷卻器正常工作狀態(tài)下，根據(jù)各工況熱平衡圖確定蒸汽溫差控制值 AT1、蒸汽冷卻器解列值A(chǔ)T2以及給水溫差控制值A(chǔ)t，并將各值作為判斷條件輸入電廠 DCS系統(tǒng)；
[0016] 其中，根據(jù)各工況熱平衡圖分別計(jì)算其T1-T2的理論值，取其中最大值為AT1，并 取AT2=AT1+3CTC，At=(TC;
[0017]2)、利用DCS系統(tǒng)對(duì)下列溫度差值進(jìn)行判斷并發(fā)出動(dòng)作信號(hào)：
[0018] a、當(dāng)溫度傳感器T1和T2測(cè)得的溫度T1-T2彡AT1時(shí)，電廠DCS系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信 息，若溫度傳感器T4和T3測(cè)得的溫度T4-T3 <At時(shí)，電廠DCS系統(tǒng)發(fā)送爆管信息；
[0019] b、當(dāng)T1-T2彡AT2時(shí)，電廠DCS系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)至解列控制裝置，使得蒸汽冷卻器 自動(dòng)解列。
[0020] 作為選擇，所述工況熱平衡圖包括但不限于工況VW0 (閥門全開(kāi)工況/ValveWide Opencondition)，TMCR(汽輪機(jī)最大連續(xù)出力工況/TurbineMaximumContinuousRating condition)，TRL(額定工況或銘牌工況/TurbineRatingLoadcondition)，THA(汽輪機(jī) 熱耗保證工況/TurbineHeatAcceptancecondition)，75 %THA(汽輪機(jī)熱耗保證工況參 數(shù)的75 % )，50 %THA(汽輪機(jī)熱耗保證工況參數(shù)的50 % )，40 %THA(汽輪機(jī)熱耗保證工況 參數(shù)的40 % )，30 %THA(汽輪機(jī)熱耗保證工況參數(shù)的30 % )。
[0021] 前述本發(fā)明主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本 發(fā)明可采用并要求保護(hù)的方案：如本發(fā)明，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護(hù) 的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0022] 工作過(guò)程為：蒸汽冷卻器是利用蒸汽的過(guò)熱度加熱管內(nèi)的給水的一種熱交換器， 正常工作情況下，蒸汽熱被給水吸收而降溫，因此蒸汽出口溫度將低于蒸汽入口溫度，兩者 間存在一差值，同時(shí)基于此確定一正常情況的控制值A(chǔ)T1 ;同樣的，給水吸收蒸汽熱后升 溫，給水出口溫度將高于給水入口溫度，兩者間也存在一差值，同時(shí)基于此確定一正常情況 的控制值A(chǔ)t。而當(dāng)發(fā)生爆管時(shí)，換熱管內(nèi)的給水泄露，蒸汽熱被泄露的給水大量吸收，導(dǎo)致 蒸汽進(jìn)出口溫差將高于正常情況下的溫差，而給水進(jìn)出口溫差則小于正常情況下的溫差， 且當(dāng)T1-T2多AT1時(shí)，可判斷為發(fā)生異常，DCS發(fā)送報(bào)警信息提醒電廠運(yùn)行人員注意，而進(jìn) 一步T4-T3 <At時(shí)，可預(yù)判蒸汽冷卻器爆管。當(dāng)T1與T2差值超過(guò)蒸汽冷卻器解列值A(chǔ)T2 時(shí)，DCS發(fā)送信號(hào)至解列控制裝置，使得蒸汽冷卻器自動(dòng)解列。
[0023] 本發(fā)明的有益效果：
[0024] 1.實(shí)現(xiàn)蒸汽冷卻器爆管檢測(cè)系統(tǒng)不受其系統(tǒng)布置影響，不受其蒸汽下游高壓加熱 器的事故影響，提高了蒸汽冷冷卻爆管檢測(cè)的適應(yīng)性及準(zhǔn)備性，增加了設(shè)備的安全性。
[0025] 2.采用價(jià)格低廉的溫度傳感器，節(jié)省了較貴的危急疏水閥、水位測(cè)量裝置及儀表 閥，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
[0026] 3.提高蒸汽冷卻器爆管檢測(cè)的時(shí)效性，縮短了蒸汽冷卻器帶病運(yùn)行的時(shí)間，提高 了蒸汽冷卻器的運(yùn)行壽命及整個(gè)電廠回?zé)嵯到y(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的裝置流程示意圖；
[0028] 其中1為溫度傳感器T1，2為溫度傳感器T2, 3為溫度傳感器T3,4為溫度傳感器 T4, 5為電廠DCS系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下列非限制性實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。
[0030] 1.參考圖1所示，一種蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)，用于某IX1000麗機(jī)組工程，包 括：蒸汽進(jìn)口位置設(shè)置溫度傳感器T1 (附圖序號(hào)1)，蒸汽出口位置設(shè)置溫度傳感器T2 (附 圖序號(hào)2)，給水進(jìn)口位置設(shè)置溫度傳感器T3(附圖序號(hào)3)，給水出口位置設(shè)置溫度傳感器 T4(附圖序號(hào)4)，Tl、T2、T3和T4遠(yuǎn)傳信號(hào)接入電廠DCS系統(tǒng)（附圖序號(hào)5)。
[0031] 2.根據(jù)各工況熱平衡圖確定蒸汽溫差控制值A(chǔ)Tl、AT2以及給水溫差控制值 At，并將此值作為判斷條件輸入DCS系統(tǒng)，各ATl、AT2以及At確定方法如下：
[0032] 根據(jù)各工況熱平衡圖分別計(jì)算其T1-T2的理論值，取其中最大值為AT1，并取 AT2=AT1+30°C,At= 0°C；
[0033] 根據(jù)各工況熱平衡圖得到下表（各工況熱平衡圖上會(huì)顯示蒸汽進(jìn)口T1和蒸汽出 口溫度T2的理論值，抄錄該值直接進(jìn)行計(jì)算即可）：
[0034]
[0035] 根據(jù)上表可得：ATl= 230°C;
[0036]根據(jù)ATl= 23(TC，取AT2 = 26(TC;
[0037]取At= (TC〇
[0038] 3.利用DCS系統(tǒng)對(duì)下列溫度差值進(jìn)行判斷并發(fā)出動(dòng)作信號(hào)：
[0039] a、當(dāng)T1-T2彡ATI時(shí)，報(bào)警。DCS發(fā)送報(bào)警信息提醒電廠運(yùn)行人員注意，若 T4-T3 t時(shí)，可判斷蒸汽冷卻器爆管，盡快解列蒸汽冷卻器。
[0040]b、當(dāng)T1-T2多AT2時(shí)，差值超過(guò)蒸汽冷卻器解列值時(shí)，DCS發(fā)送信號(hào)至解列控制 裝置，使得蒸汽冷卻器自動(dòng)解列。
[0041] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)，包括電廠DCS系統(tǒng)，以及設(shè)有蒸汽進(jìn)、出口和給水 進(jìn)、出口的蒸汽冷卻器，其特征在于：還包括設(shè)于蒸汽冷卻器的溫度傳感器和解列控制裝 置，所述蒸汽冷卻器的蒸汽進(jìn)口位置上設(shè)置溫度傳感器Tl，蒸汽出口位置上設(shè)置溫度傳感 器T2,給水進(jìn)口位置上設(shè)置溫度傳感器T3,給水出口位置上設(shè)置溫度傳感器T4,所述溫度 傳感器T1、T2、T3和T4遠(yuǎn)傳信號(hào)分別接入所述電廠DCS系統(tǒng)，所述電廠DCS系統(tǒng)還電連接 至所述解列控制裝置，用以控制所述蒸汽冷卻器自動(dòng)解列。2. -種采用如權(quán)利要求1所述的蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于： 1) 、在蒸汽冷卻器正常工作狀態(tài)下，根據(jù)各工況熱平衡圖確定蒸汽溫差控制值A(chǔ)TU 蒸汽冷卻器解列值A(chǔ) T2以及給水溫差控制值A(chǔ) t，并將各值作為判斷條件輸入電廠DCS系 統(tǒng)； 其中，根據(jù)各工況熱平衡圖分別計(jì)算其T1-T2的理論值，取其中最大值為A T1，并取 A T2= A T1+30°C, A t=0〇C ； 2) 、利用DCS系統(tǒng)對(duì)下列溫度差值進(jìn)行判斷并發(fā)出動(dòng)作信號(hào)： a、 當(dāng)溫度傳感器Tl和T2測(cè)得的溫度T1-T2彡A Tl時(shí)，電廠DCS系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息， 若溫度傳感器T4和T3測(cè)得的溫度T4-T3 < A t時(shí)，電廠DCS系統(tǒng)發(fā)送爆管信息； b、 當(dāng)T1-T2多A T2時(shí)，電廠DCS系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)至解列控制裝置，使得蒸汽冷卻器自動(dòng) 解列。3. 如權(quán)利要求2所述的蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控方法，其特征在于：所述工況熱平衡圖包 括但不限于工況 VWO, TMCR，TRL，THA，75%THA，50%THA，40%THA，30%THA。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蒸汽冷卻器爆管監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，屬于電站輔機(jī)領(lǐng)域，監(jiān)控系統(tǒng)在蒸汽冷卻器的蒸汽進(jìn)、出口位置上設(shè)置溫度傳感器T1、T2，給水進(jìn)、出口位置上設(shè)置溫度傳感器T3、T4，所述溫度傳感器T1、T2、T3和T4遠(yuǎn)傳信號(hào)分別接入所述電廠DCS系統(tǒng)。監(jiān)控方法在于確定蒸汽溫差控制值△T1、蒸汽冷卻器解列值△T2以及給水溫差控制值△t，并將各值作為判斷條件輸入電廠DCS系統(tǒng)，利用DCS系統(tǒng)對(duì)下列溫度差值進(jìn)行判斷并發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。本發(fā)明不受蒸汽冷卻器系統(tǒng)布置影響，不受其連通的高壓加熱器影響，也不需要調(diào)節(jié)閥和水位測(cè)量裝置，且溫度傳感器可靠性高，檢測(cè)時(shí)效性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好。
【IPC分類】F28F27/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105043159
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510443821
【發(fā)明人】袁寧, 樊進(jìn)國(guó), 鄧科, 郝利軍, 王江, 季敏東
【申請(qǐng)人】東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日