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)對多臺機組進行集中供水，能根據(jù)機組運行工況，實時調(diào)節(jié)溫度、流量、壓力參數(shù)，達到節(jié)能目的。經(jīng)方案測試，節(jié)水節(jié)能效果明顯，有效減少了石港泵站工程運行成本。

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)計流量90m3/s，為肘形進水流道、虹吸式出水流道，安裝有4臺套2600ZLQ22.5-5型立式全調(diào)節(jié)軸流泵，葉輪直徑2.6m，單機流量22.5m3/s，并配有TL1800-40/3250型同步電動機4臺，總裝機容量7200kW。

2 設(shè)計要求

大型泵站電機在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，為了使其正常工作，需要對其進行冷卻，目前主要采用水冷卻方式。傳統(tǒng)冷卻方式：一是每臺電機單獨供冷卻水，形成獨立的冷卻系統(tǒng)，多臺機組由多套獨立的冷卻系統(tǒng)組成，設(shè)備多，成本高，維護量大，不夠經(jīng)濟；二是多臺機組集中供水，設(shè)備少，維護量小，但未啟動的機組也需供水，造成資源浪費，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大型機組的循環(huán)冷卻水裝置，通過進水管和回水管對4臺機組上下油缸進行封閉式集中供水，每臺機組的進水管處設(shè)置有電動閥，回水管設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，機組主斷路器與電動閥聯(lián)動?？刂乒窨筛鶕?jù)檢測機組前端的電動閥開關(guān)信號，辨識主水泵電機組的投入臺數(shù)，并可根據(jù)主水泵電機組的投入臺數(shù)自動變更系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的目標壓力、流量值（見表1），自動調(diào)節(jié)冷卻水的壓力和流量，避免對不運行的機組供水而造成浪費。裝置滿足節(jié)能要求，并且維護管理方便。

表1 系統(tǒng)目標值設(shè)定格式

該機組設(shè)計上下油缸溫度達到48℃時報警，達到50℃時聯(lián)動跳閘停機。設(shè)計單臺機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，進水溫度不大于28℃。該循環(huán)水裝置選用2臺LVS32-3型立式多級離心泵（一用一備），流量32m3/h，符合4臺機組全啟動時最大流量28m3/h的要求。

3 系統(tǒng)組成及特點

系統(tǒng)由循環(huán)水裝置、冷水機組、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，安裝維護方便，安全衛(wèi)生無污染，并且節(jié)水節(jié)能，運行成本較低。

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。該冷卻水通過生活用水接入，由潤滑水供水母管通過閘閥連接冷卻水自動補水母管向系統(tǒng)補水，然后通過循環(huán)水裝置將水流量、水壓調(diào)節(jié)至當前工況，通過供水泵送入冷水機組進行制冷，冷卻后再集中送入機組上下油缸冷卻器，經(jīng)回水母管回到循環(huán)水裝置內(nèi)，形成一個循環(huán)式的封閉系統(tǒng)（見圖1）。當其中一臺機組未啟動時，可通過關(guān)閉相應(yīng)機組的電動控制閥停止供給該機組冷卻水，達到節(jié)能的效果。生活用水接入后通過閘閥分支接入填料函供潤滑用，然后通過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

冷水機組內(nèi)部控制器通過冷水機組入口處溫度傳感器自動采集系統(tǒng)回水溫度信號，與冷水機組內(nèi)部溫度設(shè)定值進行比較。當采集的回水溫度低于內(nèi)部設(shè)定值，冷水機組維持現(xiàn)狀，不啟動；當采集的回水溫度高于內(nèi)部設(shè)定值，則冷水機組啟動，開始制冷，直至溫度符合內(nèi)部設(shè)定值要求（見圖1）。石港泵站機組正常運行時冷水機組內(nèi)部設(shè)定溫度值為15～20℃，實踐證明，運行效果良好。

該裝置由0.34m3穩(wěn)流罐、2臺立式多級離心泵、電器控制柜、傳感器、管路及成套附件等組成，配備2臺5.5kW異步電動機（見圖2）。

圖2 循環(huán)水裝置結(jié)構(gòu)

3.3 流量調(diào)控

經(jīng)過機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、電動流量調(diào)節(jié)閥、流量傳感器、供水泵流入出水口。當主水泵電機投入的臺數(shù)變化時，冷卻水的流量也相應(yīng)變化，控制柜通過回水端流量傳感器檢測回水端的實際流量，與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定不同使用條件下所需的流量值進行比較（見表1格式），控制電動流量調(diào)節(jié)閥的開度，使流量靈活調(diào)節(jié)至設(shè)定范圍。

3.4 壓力調(diào)控

控制柜通過壓力傳感器采集循環(huán)泵組出水口壓力，將實際壓力與系統(tǒng)目標壓力進行比較，經(jīng)智能PID運算，調(diào)節(jié)變頻器輸出，通過變頻器控制水泵電機的轉(zhuǎn)速，使循環(huán)水裝置出水管網(wǎng)的壓力達到預(yù)先設(shè)定的目標值（見圖2）。

當整個系統(tǒng)內(nèi)部的冷卻水泄漏或者減少時，穩(wěn)流罐里面的低水位傳感器反饋信號至控制柜，打開補水電磁閥進行自動補水；當水位達到系統(tǒng)要求時，補水電磁閥自動關(guān)閉。同時，技術(shù)人員也可以通過穩(wěn)流罐上手動補水閥給系統(tǒng)手動加水。穩(wěn)流罐在循環(huán)水裝置正常運行情況下是全封閉狀態(tài)，可起到調(diào)節(jié)和補償系統(tǒng)水量的作用。

4 方案測試及效果分析

2015年7月，石港泵站機組啟動試運行，制定機組運行方案，方案要求每臺機組連續(xù)運行24h，其中4臺機組聯(lián)合運行6h（見表2）。比對傳統(tǒng)冷卻裝置，測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示該新型冷卻裝置節(jié)水率達17.1%，節(jié)能率達39%，節(jié)能效果良好（見表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 石港泵站試運行時間

TV675

A

1673-8241（2016）12-0015-03

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