馬士磊 龍 俊 陸美凝

(江蘇省洪澤湖水利工程管理處，江蘇淮安 223100)

石港泵站新型循環(huán)冷卻水裝置應(yīng)用分析

馬士磊 龍 俊 陸美凝

(江蘇省洪澤湖水利工程管理處，江蘇淮安 223100)

石港泵站新型循環(huán)冷卻水裝置采用封閉系統(tǒng)對(duì)多臺(tái)機(jī)組進(jìn)行集中供水，能根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)溫度、流量、壓力參數(shù)，達(dá)到節(jié)能目的。經(jīng)方案測(cè)試，節(jié)水節(jié)能效果明顯，有效減少了石港泵站工程運(yùn)行成本。

新型；循環(huán)冷卻水裝置；石港泵站

1 工程概況

石港泵站位于江蘇省淮安市金湖縣金北鎮(zhèn)，是江蘇省淮河入江水道整治工程的重要組成部分。該泵站設(shè)計(jì)流量90m3/s，為肘形進(jìn)水流道、虹吸式出水流道，安裝有4臺(tái)套2600ZLQ22.5-5型立式全調(diào)節(jié)軸流泵，葉輪直徑2.6m，單機(jī)流量22.5m3/s，并配有TL1800-40/3250型同步電動(dòng)機(jī)4臺(tái)，總裝機(jī)容量7200kW。

2 設(shè)計(jì)要求

大型泵站電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，為了使其正常工作，需要對(duì)其進(jìn)行冷卻，目前主要采用水冷卻方式。傳統(tǒng)冷卻方式：一是每臺(tái)電機(jī)單獨(dú)供冷卻水，形成獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，多臺(tái)機(jī)組由多套獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)組成，設(shè)備多，成本高，維護(hù)量大，不夠經(jīng)濟(jì)；二是多臺(tái)機(jī)組集中供水，設(shè)備少，維護(hù)量小，但未啟動(dòng)的機(jī)組也需供水，造成資源浪費(fèi)，不符合節(jié)能理念。石港泵站應(yīng)用一種新型的適用于多臺(tái)大型機(jī)組的循環(huán)冷卻水裝置，通過(guò)進(jìn)水管和回水管對(duì)4臺(tái)機(jī)組上下油缸進(jìn)行封閉式集中供水，每臺(tái)機(jī)組的進(jìn)水管處設(shè)置有電動(dòng)閥，回水管設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，機(jī)組主斷路器與電動(dòng)閥聯(lián)動(dòng)?？刂乒窨筛鶕?jù)檢測(cè)機(jī)組前端的電動(dòng)閥開(kāi)關(guān)信號(hào)，辨識(shí)主水泵電機(jī)組的投入臺(tái)數(shù)，并可根據(jù)主水泵電機(jī)組的投入臺(tái)數(shù)自動(dòng)變更系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)壓力、流量值（見(jiàn)表1），自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水的壓力和流量，避免對(duì)不運(yùn)行的機(jī)組供水而造成浪費(fèi)。裝置滿足節(jié)能要求，并且維護(hù)管理方便。

表1 系統(tǒng)目標(biāo)值設(shè)定格式

該機(jī)組設(shè)計(jì)上下油缸溫度達(dá)到48℃時(shí)報(bào)警，達(dá)到50℃時(shí)聯(lián)動(dòng)跳閘停機(jī)。設(shè)計(jì)單臺(tái)機(jī)組上油缸冷卻器耗水量5m3/h，下油缸冷卻器耗水量2m3/h，水壓0.2～0.3MPa，進(jìn)水溫度不大于28℃。該循環(huán)水裝置選用2臺(tái)LVS32-3型立式多級(jí)離心泵（一用一備），流量32m3/h，符合4臺(tái)機(jī)組全啟動(dòng)時(shí)最大流量28m3/h的要求。

3 系統(tǒng)組成及特點(diǎn)

系統(tǒng)由循環(huán)水裝置、冷水機(jī)組、上下油缸冷卻器、溫度流量壓力傳感器、供回水管網(wǎng)及閘閥等組成。相比傳統(tǒng)冷卻裝置，設(shè)備少，占地面積小，安裝維護(hù)方便，安全衛(wèi)生無(wú)污染，并且節(jié)水節(jié)能，運(yùn)行成本較低。

3.1 系統(tǒng)原理

系統(tǒng)的主要功能是按照要求提供所需溫度、流量、壓力的冷卻水并且能循環(huán)使用。該冷卻水通過(guò)生活用水接入，由潤(rùn)滑水供水母管通過(guò)閘閥連接冷卻水自動(dòng)補(bǔ)水母管向系統(tǒng)補(bǔ)水，然后通過(guò)循環(huán)水裝置將水流量、水壓調(diào)節(jié)至當(dāng)前工況，通過(guò)供水泵送入冷水機(jī)組進(jìn)行制冷，冷卻后再集中送入機(jī)組上下油缸冷卻器，經(jīng)回水母管回到循環(huán)水裝置內(nèi)，形成一個(gè)循環(huán)式的封閉系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。當(dāng)其中一臺(tái)機(jī)組未啟動(dòng)時(shí)，可通過(guò)關(guān)閉相應(yīng)機(jī)組的電動(dòng)控制閥停止供給該機(jī)組冷卻水，達(dá)到節(jié)能的效果。生活用水接入后通過(guò)閘閥分支接入填料函供潤(rùn)滑用，然后通過(guò)填料函排水口排至泵站下游河道。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2 溫度調(diào)控

冷水機(jī)組內(nèi)部控制器通過(guò)冷水機(jī)組入口處溫度傳感器自動(dòng)采集系統(tǒng)回水溫度信號(hào)，與冷水機(jī)組內(nèi)部溫度設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)采集的回水溫度低于內(nèi)部設(shè)定值，冷水機(jī)組維持現(xiàn)狀，不啟動(dòng)；當(dāng)采集的回水溫度高于內(nèi)部設(shè)定值，則冷水機(jī)組啟動(dòng)，開(kāi)始制冷，直至溫度符合內(nèi)部設(shè)定值要求（見(jiàn)圖1）。石港泵站機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)冷水機(jī)組內(nèi)部設(shè)定溫度值為15～20℃，實(shí)踐證明，運(yùn)行效果良好。

該裝置由0.34m3穩(wěn)流罐、2臺(tái)立式多級(jí)離心泵、電器控制柜、傳感器、管路及成套附件等組成，配備2臺(tái)5.5kW異步電動(dòng)機(jī)（見(jiàn)圖2）。

圖2 循環(huán)水裝置結(jié)構(gòu)

3.3 流量調(diào)控

經(jīng)過(guò)機(jī)組上下油缸冷卻器的冷卻水依次經(jīng)循環(huán)水裝置回水口、電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥、流量傳感器、供水泵流入出水口。當(dāng)主水泵電機(jī)投入的臺(tái)數(shù)變化時(shí)，冷卻水的流量也相應(yīng)變化，控制柜通過(guò)回水端流量傳感器檢測(cè)回水端的實(shí)際流量，與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定不同使用條件下所需的流量值進(jìn)行比較（見(jiàn)表1格式），控制電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，使流量靈活調(diào)節(jié)至設(shè)定范圍。

3.4 壓力調(diào)控

控制柜通過(guò)壓力傳感器采集循環(huán)泵組出水口壓力，將實(shí)際壓力與系統(tǒng)目標(biāo)壓力進(jìn)行比較，經(jīng)智能PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)變頻器輸出，通過(guò)變頻器控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使循環(huán)水裝置出水管網(wǎng)的壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值（見(jiàn)圖2）。

當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的冷卻水泄漏或者減少時(shí)，穩(wěn)流罐里面的低水位傳感器反饋信號(hào)至控制柜，打開(kāi)補(bǔ)水電磁閥進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水；當(dāng)水位達(dá)到系統(tǒng)要求時(shí)，補(bǔ)水電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。同時(shí)，技術(shù)人員也可以通過(guò)穩(wěn)流罐上手動(dòng)補(bǔ)水閥給系統(tǒng)手動(dòng)加水。穩(wěn)流罐在循環(huán)水裝置正常運(yùn)行情況下是全封閉狀態(tài)，可起到調(diào)節(jié)和補(bǔ)償系統(tǒng)水量的作用。

4 方案測(cè)試及效果分析

2015年7月，石港泵站機(jī)組啟動(dòng)試運(yùn)行，制定機(jī)組運(yùn)行方案，方案要求每臺(tái)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行24h，其中4臺(tái)機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行6h（見(jiàn)表2）。比對(duì)傳統(tǒng)冷卻裝置，測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示該新型冷卻裝置節(jié)水率達(dá)17.1%，節(jié)能率達(dá)39%，節(jié)能效果良好（見(jiàn)表3）。

Analysis on Application of New Type of Circulating Cooling Water Equipment of Shigang Pum ping Station

MA Shilei，LONG Jun，LU Meining
（Jiangsu Hung-tse Lake Hydropower Engineering Management Office，Huaian 223100，China）

The new type of circulating cooling water equipment of Shigang Pumping Station adopts a closed system to conduct centralized water supply for some units;and according to unit operation condition,it can true time control the temperature,flow and pressure parameters to realize energy saving.Through solution testing,water saving and energysaving effect are obvious and the operation cost of Shigang pumping station engineering is efficiently reduced.

new type;circulating cooling water equipment;Shigang Pumping Station

表2 石港泵站試運(yùn)行時(shí)間

TV675

A

1673-8241（2016）12-0015-03

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.12.004