電力作為我國的主要能源,是我國國民經濟發(fā)展的必要條件,不管采用何種方式,都必須采用壓縮空氣系統作為動力。根據不同的發(fā)電企業(yè)類型和場所,選用不同的空氣系統。不同的發(fā)電方式是指電力工業(yè)中的主要發(fā)電設備,水力設備,以及核電設備(在此不包含風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等)。所謂不同場所是指在同一個電廠中,不同的地方,例如儀表用氣、除灰用氣、雜項用氣等。
1、核電壓縮空氣系統簡述
1.1 壓縮空氣生產系統功能(1)基本職能。
壓縮空氣生產系統,即SAP,其功能是制造核電廠所需的壓縮空氣。SAP系統主要為核島、常規(guī)島以及周邊(簡稱BOP)的氣壓控制系統提供氣體供應;通用壓縮空氣分配系統是為了滿足工廠的各種電力設備的操作和維護。(2)安全特性。
SAP系統沒有提供安全特性[1]。當SAP系統的主要空氣壓縮機出現故障時,核島電力設備中的緊急空氣壓縮機將代替工作,并為設備提供必需的壓縮空氣。
1.2 設備說明及布置
1.2.1 ZC 廠房內的設備(主要氣源)按氣流流向將壓縮空氣的產生系統分成:一是四臺相同且平行設置的大型空氣壓縮機。從各個主空氣壓縮機排出的壓縮氣體經過一個緩沖器,然后被送到各個空氣干燥器(例如:無熱再生干燥器,除塵器,細過濾器)。四臺烘箱中的加壓氣體經過10立方的管道緩沖槽,再由 GB儲罐輸送到核島和常規(guī)島。另外,ZC公司還擁有制冷泵,冷卻塔等設備。首先,兩個主要的壓縮機可以實現對 SAR和 Sat的全面需求。其次,四臺主壓氣機在核反應堆安全閥的壓力測試中達到了測試流量的需要。主要空氣壓縮機采用水冷、無油的螺旋式空氣壓縮機,在起動之前無需預潤滑。主空氣壓縮機采用雙管型吸熱再生空氣干燥裝置。壓縮空氣在干燥后的壓力露點溫度不超過-15℃。
1.2.2 常規(guī)島設備
常規(guī)島壓縮空氣生產系統中,每個單位僅有一個快速關閥。常規(guī)島壓縮空氣產生系統,其作用是在由于泄漏等原因而喪失氣壓時,通過釋放 SAT系統來確保核島的氣體供應,也就是當主要壓空機所供應的壓縮氣壓下降到0.86MPa時,該閥門迅速地停止工作。1.2.3 布置
四臺主式空氣壓縮機、四套烘干設備、一套儲氣箱,分別位于ZC工廠的空壓室,ZC工廠抽水室內裝有四個冷卻泵,在加壓機房頂部裝有兩個冷卻塔。每個核電站的電力設備都裝有緊急空氣壓縮機和干燥設備。常規(guī)島快關閥安裝在每個單位的壓縮機室,在公共壓縮空氣分配系統(SAT)上。2、壓縮空氣系統在核電行業(yè)的應用
2.1 空氣壓縮機在核電的應用
在正常情況下,每個空氣壓縮機的排氣壓力為0.8-1.0MPa (克),而主電機的功率是6.6 K V/3 PH/50 Hz或10 K V/3 PH/50Hz。在兩座核電機組中,每兩座核電機組都要安裝四臺無油螺桿式空氣壓縮機,其總氣總量在70-80立方米/分鐘,而核島主電機的總功率在500-600 kW之間。在常規(guī)工況下,各空氣壓縮機的排氣壓力為0.8~1.0MPa (克),主電機的功率為380 V/3 PH/50 Hz。新型核電廠空氣壓縮機工作狀況的顯示器包括:入口空氣濾清器狀況、入口真空度、廢氣壓力、廢氣溫度、累積運轉、負荷運轉等。其內部的警報信號有:高排放壓、高電機、高軸承油、高報警、感應器、控制器等。通過主機通信接口和硬件接口,把壓縮機的工作參數和總的錯誤信息傳送給主機。
2.2 空氣后處理設備在核電的應用
在正常工作狀態(tài)下,除空氣壓縮機外,還要安裝干燥器、過濾器等對壓縮空氣進行干燥、凈化處理,然后將其輸送到核電設備和控制閥中。無論是從主要的空氣壓縮機還是應急空氣壓縮機,經過干燥器和過濾器的處理,最后進入到壓縮氣體的分配裝置,作為最終的應用。儀表用的壓縮空氣在標準工況下,其系統壓強為0.68~1.0MPa,在-20攝氏度或更高的壓露溫度下,粒子的最大值大于0.1μ m,灰塵濃度<0.1 mg/m3,不含油。烘干設備要求使用不經熱或微溫的吸濕特性,利用干燥器吸收被壓縮大氣中的水分。兩座核電站分別裝有4個烘箱,在干燥機運轉時,一臺烘干機用于壓縮空氣的烘干,另一臺用于再生。干燥器的處理氣體應與空氣壓縮機的排氣量相匹配,同時考慮到再燃燒時的氣體消耗[2]。核電干燥器配有一種能有效地調節(jié)干燥和回溫的變化,從而減少對循環(huán)使用的壓縮氣體的消耗量。
2.3 兩種典型的壓縮空氣系統配置
在核電工業(yè)中,有兩種典型的壓縮空氣結構。一種是常規(guī)壓縮空氣系統結構。盡管核電站對設備的要求很高,比如壓力容器、接口法蘭、濾清器等,但并不需要對壓縮空氣設備進行集中控制,而是由核電公司自行設計,并通過主控室對輔助設備進行指令和反饋,空氣壓縮機、干燥器等都是一個獨立的裝置,只需要在規(guī)定的輸入輸出干接點上設置通信接口即可。該調整裝置的首次使用時,由于其尺寸較少,因此在后期的安裝和調試中需要大量的時間,不能進行完整的設備管理,導致調試過程很慢。這是一套完備的體系,包括:干燥器、濾清器及管路、濕氣箱、干氣箱、高壓箱、電絕緣閥門、制冷泵、冷卻塔、電子水處理裝置、集中控制裝置。如果需要,還可以為其他的裝置和成套的解決辦法,例如母管的溫度分析儀,母管壓力計。該技術的應用可以實現核電站對壓縮氣體整個系統的需求,具有連續(xù)啟動,自動循環(huán)切換和遙控控制的裝置,能夠自動地改變冷卻器的報警,通過控制壓縮機壓力,啟動和關閉所有壓縮機。第二種類型的壓縮風裝置的特點是設備選用一致,整體管理,整體的調試效果明顯,集中式系統起著"腦"的作用,通過對各個壓力點進行探測,例如,測量母管壓力或干、濕罐壓力為系統壓力,采用中央整合式的壓力控制邏輯來分配空氣壓縮機的工作指令,當壓力仍然下降至二級最低時,將會根據具體情況進行起動并加載另外一部空氣壓縮機,根據具體情況進行調整,達到節(jié)能減排的目的。通過壓縮空氣系統,對系統的所有設備進行全面的監(jiān)測,根據中央控制系統的順序,對空氣壓縮機、干燥器等進行順序控制,減少設備的工作疲勞壽命,同時對冷卻水量、水溫、母管壓力露點等進行實時監(jiān)測,以最大限度地減少故障的發(fā)生。
2.4 冷卻水泵低水壓問題
核電廠SAP高壓空氣生產裝置的冷卻水沒有連接到冷卻泵的安全邏輯,只有一個低電壓警報。,同時運轉水泵馬達未跳閘,馬達觸點仍處于閉合狀態(tài),此時"總控制器"不會動作聯動,啟動后備冷卻水泵,造成冷卻水流量過小,最終導致空氣壓縮機溫度過高而跳閘。這個體系所采用的"綜合控制裝置"只在動力保護作用下的冷卻水泵馬達供電接觸器斷開之后,不會使冷卻水輸出母管道的水位降低向主控制器反映,并且使備用冷卻泵不能起動,僅限于機械部件出現故障,使機器負載急劇上升,過流保護啟動[3]。在主管處增設遠傳壓力測點,并增設低壓聯備水泵的保護措施,以改善系統的運行可靠性,對空氣壓縮機的設備進行更好的保護。3、結語
總之,由于核電廠的壓縮空氣系統規(guī)模龐大、結構復雜,末端氣體分布在核電站中,使用氣體的條件多,氣體流量變化較大,建議采用第二種壓縮空氣系統。核電廠應采用一種綜合的方法,既增強了系統的安全性,又減少了核電廠的設計控制和相關的設備,使系統的運行達到節(jié)能環(huán)保的目的,從而提高核電廠系統的安全性、可靠性和經濟性。【本文標簽】 零氣耗鼓風熱再生吸附式干燥機 模組組合式干燥機 模組干燥機 再生吸附式干燥機
【責任編輯】凌宇