闭式循环水系统
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课程设计(综合实验)报告
( 2012 -- 2013 年度第 一 学期)
名 称：
过程参数检测及仪表
题 目： 闭式循环水系统
院 系： 控制与计算机工程学院
班 级： 实验自10
学 号： **********
学生姓名： ***
指导教师： ***
设计周数： 1周
成 绩：
日期： 2013年 1 月 16日
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一、 课程设计的目的与要求
1) 通过本次课程设计对锅炉整体系统及运行有一个更深刻的认识
2) 通过对系统进行设计仪表检测来加深对过程参数与仪表这门课的学习
3) 通过对仪表的使用了解锅炉系统中所要用到的各种仪表的使用特征、量程等规范
4) 学会运用VISIO、CAD等软件绘制系统监测图
二、 设计正文
1. 冷却水系统的介绍
1.1 直流冷却水系统
在直流冷却水系统，冷却水直接从河、湖、海洋中抽取，一次通过凝汽器后，即排回天然水体，不循环使用。所以，此系统的特点是：用水量大；水质没有明显的变化。由于此系统必需具备充足的水源，因此在我国长江以南地区及海滨电厂采用较多。但冷却水的操作费用大，不符合节约使用水资源的的要求，且长期使用直流冷却水，会对其水源（一般为江、河、湖、泊）造成热污染，对环境保护造成不利影响。在火力发电厂中，除海滨电厂使用海水直流冷却外，早起建设的一些使用直流冷却水系统的机组大都已经得到了改造。
1.2 开式循环冷却水系统
该系统中、冷却水经循环水泵送入凝汽器，进行热交换，被加热的冷却水经冷却塔冷却后，流入冷却塔底部水池，再由循环水泵送入凝汽器循环使用。此循环利用的冷却水则称循环冷却水。此系统的特点是：有CO2散失和盐类浓缩，易产生结垢和腐蚀问题；水中有充足的溶解氧，有光照，再加上温度适宜，有利于微生物的孽生；由于冷却水在冷却塔内洗涤空气，会增加粘泥的生成。
此系统较直流式系统的主要优点是节水，对一台 300MW的机组，循环水量按3.2×104（t/h）计，如果补充水量为2.5%，则每小时的耗水量仅800t，因此该系统在水资源短缺的我国北方地区被广泛采用。随着今后水资源短缺现象越来越严重，我国将有更多的火电厂采用开式循环冷却水系统。 2
1.3 闭式循环冷却水系统
该系统的冷却水采用全封闭循环，不与外界接触，其水的再冷却是通过另一台换热设备来完成的。闭式循环冷却水系统在火电厂有三种应用场合。一是空冷系统冷却汽轮机的乏汽，如在严重缺水地区建设的空冷机组，多采用此系统，目前，我国大同第二电厂、丰镇电厂的海勒式间接空冷系统已投入运行。哈蒙式间接空冷系统也已在太原第二热电厂投入运行。二是有些电厂将轴瓦冷却水等组成一个专门的闭式循环冷却系统 （亦称二次冷却系统）。三是装有水内冷发电机的电厂，将内冷水也组成一个闭式循环冷却系统。此系统的特点是：没有蒸发而引起的浓缩，补充水量少，一般都使用除盐水作为补充水。
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2. 闭式冷却水系统分析
2.1 闭式冷却水系统示意图
213334567图 封闭式循环冷却水系统1——冷却水；2——冷却水泵；3——冷却工艺介质的换热器；4——热水；5——热水泵；6——冷却热水的冷却器；7——冷水
2.2 主要设备及其技术参数
2.2.1 闭式冷却水泵
闭式冷却水系统配有两台100%容量、单级、双吸、卧式离心泵，其技术参数见表2—1。闭式冷却水泵泵体是水平中开式的，具有不需要拆卸管路及电动机就可以检查水泵的转动件的特点。轴承为滚动轴承，油脂润滑，所选用的轴承有较高的质量和可靠性。泵两端的轴封采用机械密封，密封水取自闭式冷却水泵出口。
参数名称 单位 技术数据
流量 m3/h 3500
扬程 mH2O 42
转速 r/min 990
必须汽蚀余量 m 8.2
泵的效率 % 89.8 4
密封水流量 m3/h 2
密封水压力 MPa 0.2
轴功率 kW 446.07
电动机额定功率 kW 500
电动机额定电压 V 6000
电动机额定电流 A 58.7
表 2—1 闭式冷却水泵性能参数
2.2.2 水—水交换器
水—水交换器为卧式，外导流折流杆结构，冷却介质为开式冷却水。水—水交换器内沿流体流动方向布置若干折流环，环上装置折流杆，用以固定换热管，组成折流杆换热器管束（见下图），当闭式冷却水通过导流筒进入交换器壳体后，顺着管束流动，遇到折流杆会产生扰流，在下一个折流杆再次产生扰流，如此多次扰动减薄了层流边界层、增强了传热，同时流体为顺换热管流动，彻底消灭了流动死区，减小了诱导震动和流动阻力，污垢也因扰流的自洁作用而不易沉淀。
本系统水—水交换器采用管壳式换热器，其一般由前水室、管束、筒体、后水室等组成。管束采用可抽式管束,它由前后管板、折流圈、拉杆、定距管、换热管组成。拉杆与管板、折流圈采用丝扣连接,换热管与管板采用胀接加密封焊。在壳侧水入口处的管束上设置防冲板,以防止被冷却水直接冲刷换热管。前后水室端盖上设有检查孔或人孔,以便检查清理室中垃圾、泥沙及管子的堵塞等。此外还设有排气和放水接口等。 管式换热器的管子是换热器的主要构件,流体分别在管内及管外流动,从而在管子内、外壁形成换热器传热表面。管子根据流体的性质决定其材料,一般将具有腐蚀性、水质差的海水放在管内流动,水质较好的除盐水放在管子外侧。这样,只需管子采用耐海水腐蚀的钛管,同时有利于清冼污垢。5
参数名称 单位 技术数据
换热面积 m2 1580
管侧设计压力 MPa 0.4
壳侧设计压力 MPa 0.6
管侧设计温度 °C 80
壳侧设计温度 °C 80
管侧试验压力 MPa 0.6
壳侧试验压力 MPa 0.9
管侧水阻 MPa 0.0285
壳侧水阻 MPa 0.0383
管侧介质流量 t/h 5000
壳侧介质流量 t/h 3200
换热管规格 mm Φ25*0.5
换热管数量 根 2236
换热管清洁系数 0.85
水—水交换器传热系数 W/(m2*K) 2620
表2—2 水—水换热器设备参数
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2.2.3 缓冲水箱
缓冲水箱为大气式，顶部设有对空排气阀，水箱的作用是调节整个闭式冷却水系统水量的波动，以及吸收水的膨胀热。缓冲水箱的高位布置，可为闭式冷却水泵提供足够的净吸入压头。水箱有效容积为10m3，尺寸为2900mm*1900mm*2383mm。
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2.3 闭式冷却水系统仪表检测
缓冲水箱来自补水泵来自凝水泵
其他锅炉辅助设备发电及辅助设备汽轮机辅助设备 M M M M M M M M1010110DPLAALT2030110CTLACTT2010110CPLACPT2020110CTLADTT2010110CTLADTT2010110CPLADPT闭式冷却水泵水—水交换器闭式冷却循环水系统检测示意图PT10LAD01CP102TT10LAD01CT101TT10LAD01CT102PT10LAC01CP1012010310CPLABPTPT10LAB03CP101
图2—3 8
2.4 所需仪表汇总说明
表2—4 仪表汇总
型号 名称 量程 单位 测量
参数 数量 就地
或远传
10LAA01DP101 差压测量表 mm 缓冲水箱液位 1 就地
10LAC01CF201 差压式流量计 0—3500 m3/h 冷却水泵出口流量 1 远传
10LAC01CF202 差压式流量计 0—3500 m3/h 冷却水泵进口流量 1 远传
10LAC02CF201 差压式流量计 0—3500 m3/h 冷却水泵出口流量 1 远传
10LAC02CF202 差压式流量计 0—3500 m3/h 冷却水泵进口流量 1 远传
10LAC01CT201 铜热电阻
温度变送器 -50—150 °C 冷却水泵出口温度 1 远传
10LAC02CT201 铜热电阻
温度变送器 -50—150 °C 冷却水泵出口温度 1 远传
10LAC01CT203 热电阻
温度变送器 -50—150 °C 循环水泵轴承温度 1 远传
10LAC01CP201 绝对压力
变送器 0—2.5 MPa 循环水泵出口压力 1 远传
10LAC02CP201 绝对压力
变送器 0—2.5 MPa 循环水泵出口压力 1 远传
10LAD01CF201 差压式流量计 0—5000 m3/h 换热器
出口流量 1 远传
10LAD01CF202 差压式流量计 0—5000 m3/h 换热器
进口流量 1 远传
10LAD02CF201 差压式流量计 0—5000 m3/h 换热器
出口流量 1 远传
10LAD02CF202 差压式流量计 0—5000 m3/h 换热器
进口流量 1 远传
10LAD01CT201-202 铜热电阻
温度变送器 -50—150 °C 换热器入口与出口温度 2 远传
10LAD02CT201-202 铜热电阻
温度变送器 -50—150 °C 换热器
入口、出口温度 2 远传
10LAD01CP201 绝对压力
变送器 0—2.5 MPa 换热器
进口压力 1 远传
