水力發電廠供水係統增設高壓（yā）電磁流量計的技術改（gǎi）造方（fāng）案
點擊次數（shù）：2197 發布時（shí）間：2021-01-01 13:38:10
摘要：技術供水係（xì）統是水電廠輔助設備（bèi）中*基本的係統之一（yī）。水電廠技術供水係統包括技術（shù）供水、消防供水和生活供水。為準確（què）監視機組技術供水水管流量，提高機組安全運行指標，大化電廠結合技術（shù）供水現（xiàn）況，研究決定進行技術改造 , 增設帶現場顯示的高壓電磁（cí）流量計，解決技術（shù）供水水管流量實時（shí）監視問題，便於運行人員及時掌握機組技術供水情況及日常巡回檢查。經過改造 , 達到了預期目的。
1 概述
大化（huà）水力發電總廠位於紅（hóng）水河中遊，是紅（hóng）水河流域 10 個梯（tī）級電站中的*六級，下轄大化電廠和百龍（lóng）灘電（diàn）廠（chǎng），總（zǒng）裝（zhuāng）機容量為 758MW。大（dà）化電廠一期工程在右岸，共有（yǒu） 4 台水輪發電機（jī）組，二期工程在左（zuǒ）岸，1 台水輪發電機組，總裝機容量 566MW，設計多年平均發電量為 28.63 億 kW.h。1998 年起用 4 年時間進（jìn）行（háng）增容改造，改造後總（zǒng）裝機容量為4×11.4 萬千瓦，二期工程於 2007 年（nián） 7 月 26 日（rì）正式開工建設，在原大壩（bà）左岸（àn）增加（jiā）了 1 台 11 萬千（qiān）瓦的機組 , 2009 年 6 月（yuè）底投產發電。
2、右岸技術供水情況
大化電廠技術供水包括右岸和左岸供水，本文以右岸 3 號機技術供水（shuǐ）係統增設帶現（xiàn）場顯示高壓（yā）電磁流量計技術改造方（fāng）案為例進行分析說明。右岸技術供水係統（見圖 1）由各機組單元蝸殼取水主水源、濾水器、主供水（shuǐ）泵、正反向切換閥（3202 閥與（yǔ） 3204 閥開為反向取水，3203 閥與 3205閥開為（wéi）正向取水，運行時隻開其中一種）、備用水源、備用濾水器、備用供水泵和備用總水管構成一個整體，並（bìng）通過 0211 閥與廠房消防水係統相連接，可通過主水源自流供水、主（zhǔ）水源水泵增壓（yā）供水、備用水源自（zì）流供水、備用水源水泵增壓供水等不同供水方式向機組推力軸承冷卻器和發導軸承冷卻（què）器、水（shuǐ）導軸承冷（lěng）卻器、發電機空氣冷卻器提供冷卻水源。機組技術供水正常運（yùn）行采用單元蝸（wō）殼取水的供水方式運行，以（yǐ）備用水源供水為輔。機組主軸密封用水分別取自生（shēng）活供水（shuǐ）水源和技術供水備用總管（guǎn）水源（yuán），向機組（zǔ）大軸提供（gòng）可調水壓端麵密封水源。在現場配置一個（gè）技術供水現地單元櫃，實（shí）現對機組技術（shù）供水係統設備自動控製、故障保護及報警。櫃（guì）內配置可（kě）編程 PLC 控製（zhì）係統，電控櫃對主供增壓泵、3202 至 3208 電動碟閥進行流程控製（zhì）。
由技術供水現（xiàn）地單元觸摸屏（píng）或監控上位機進行開（kāi）、關閥操作。機組正常運行時（shí），技術供水現地單元櫃控製把手應置於“遠控”方式運行，由監控上（shàng）位機進（jìn）行遠程操作，把手置於“現地”方式，由技術供水現地單元櫃觸摸屏進行操（cāo）作。設定機組停機 10 分鍾（zhōng）後自動（dòng）關閉技術供水，該功能由開停機啟停技術供水壓板控製。自流供水時，濾過器（qì）前壓力小於 0.25MPa，應清（qīng）掃蝸殼取水口；水泵供水時，濾過器前壓力小於 0.20MPa，應改用備用供水，進行蝸殼取水口的清掃。機（jī）組檢修恢複前，技術供水係統必須進行耐壓（yā）試驗 , 合格後（hòu）方可（kě）投入運行。耐壓參（cān）數：P=0.3MPa，t=30 分鍾。
3、技術供水改造原因
機組自動開機時，會自動下發指令開啟技術供水，機組（zǔ）冷卻水（shuǐ）中斷信號作為開機條件之一，其中冷卻水中斷信號（hào）包括推力冷卻水中斷及水導冷卻水中斷。大化電廠是水庫無調節（jiē）的水（shuǐ）電（diàn）廠，水位落差變化快，而原大（dà）化電廠右岸技（jì）術供水示流器無流量顯示，無法監視到供水水管流量大小，對開機及監視機組安全運行非（fēi）常不（bú）利，影響機組（zǔ）備（bèi）用可（kě）靠性（xìng），對電網係統緊（jǐn）急斷麵調峰調（diào）頻有惡劣影響。為（wéi）了方便（biàn）運行人員掌（zhǎng）握機組（zǔ）技（jì）術供水實時情（qíng）況 , 確保機組正常開啟及（jí）安全穩定運行，研究決定增設帶現場顯示的高壓電磁流量計。
4、改造方案及（jí）實施（shī）
技術供水（shuǐ）係統設有主、備用水源。主水源是蝸殼取水，作為機組（zǔ）技（jì）術供水的主（zhǔ）用（yòng）水源。備用水源有兩個，一個是設在 1 號機（jī）段的壩前取水，取水口高程為 145m，另一（yī）個是同 4 號機組（zǔ）蝸殼取水共用取水口的蝸殼備用取水。兩路備用（yòng）水源均接到備用總水管，並通過（guò） X207 閥分別與各台機組（zǔ）的技術供水係統相連通（見圖 2）。
4.1、改造原則
本次改造采用寶得 burkert8045 型高壓電磁流量計 , 是集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀（yí）於一體的新一代高精度、高可靠性的精密計量儀表。一體（tǐ）式高壓（yā）電（diàn）磁流量計包括一個流量傳感器和一個帶顯示器的發送器，外殼為 IP 65 防濺。具有與流量（liàng）成正比的 4~20mA 標準輸出信號，電子（zǐ）線路故障時提供 22mA 的故障信號。
4.2、安裝說明
現（xiàn）場安裝時應注意遠離（lí）可能對其產生幹擾的大型設備，防止長期的熱輻（fú）射和其他（tā）如磁場直射等（děng）環境影響。為確保高測（cè）量精度和較好（hǎo）的零點穩定性，進行校正前，高（gāo）壓電磁流（liú）量計應裝入（rù）工（gōng）藝介質中至少 24 小時電*鈍化。安裝的（de）管路設計應確保管道始（shǐ）終充滿流體（tǐ），防止測量誤差，管路設（shè）計圖見（jiàn）圖 3。
垂直安裝時（shí）確保流向由下而上，如圖 4 中箭頭所示，應與管道水平中心線成 45 度角安裝高（gāo）壓電（diàn）磁流量計。
測量流向取決於高壓電磁流量計的安裝方位（wèi），將高壓電磁流量計在接頭上旋轉 180 度即可反向。正流向時，高壓電磁流量計的（de）突耳應在上遊方向。流量顯示總是正的，而累加器可以根據流向增加或者減（jiǎn）少。安裝中確認管路設計不允許在介質（zhì）中產生氣泡或空腔，否則將引起測量誤差（見圖 5）。
4.3、安裝位置
右岸廠房（fáng） 3 號機推力冷卻供水管安裝 3 組高壓電磁（cí）流量（liàng）計，分別位於 3 號機推力冷卻器正向供（gòng）水（反向排水）3259 閥、3 號機（jī）推力冷卻器正（zhèng）向供水（反向排水）3263 閥、3 號機推力冷卻（què）器正向供水（反向（xiàng）排水）3267 閥後；發導冷卻供水管安裝 2 組（zǔ）高壓電磁流量（liàng）計，位於 3 號機發導冷卻器正向供（gòng）水（反向排水）3271 閥、3 號（hào）機發導冷卻器反向供水（正向排水）3270 閥門後； 水導冷卻供水管安裝 1 組高壓電磁（cí）流量計, 位於 3 號機水導正向供水（shuǐ）（反向排水（shuǐ））3217 閥門後，高壓電磁流量計安裝位置要保證上遊直（zhí）管長度為 10DN，下遊直管長度 5DN（見圖 6）。安裝在推力冷卻供（gòng）水管的 3 組（zǔ）高壓電磁流量計和水導（dǎo）冷卻供水管 1 組高（gāo）壓電磁流量計取代原（yuán）有的示流器（qì）。
請確認管路設（shè）計不允許在介質中產生氣泡或空腔，否（fǒu）則將引起測量誤差。
推力冷（lěng）卻（què）水高壓電磁流量計：3 個高壓電（diàn）磁流量計開關量和 3 個原示流器開關量串接，送至監控係統作為機（jī）組開機條件判斷依據。發導冷卻水高壓電磁流量計：2 個高壓電磁流量計開關量串接，送（sòng）至監控係統，作為機組開機條件判斷依據；
水導冷卻水高壓電磁流量計（jì）：1 個高（gāo）壓電磁流量計開關量送至監控（kòng）係統，作為機組開（kāi）機條件判斷依據；
以上（shàng）均采用模擬量三線製接法，上送至監控係統用於運行（háng）人員監視。
增加 3 號機發導冷卻水流量通斷測點作為機組開機條件中技術供水是否正常的判斷依據。
5、改造效果
5.1 技（jì）改後通過監控上（shàng）位機
畫麵（miàn）可以實時監控推力、水（shuǐ）導、發導流（liú）量，當水流量過低時發報（bào）警信號到監控（kòng）上位機，掌握水流量實時數據。帶現場顯示高壓電磁流量計無機（jī）械可動部件，穩定可靠，壽（shòu）命長（zhǎng），在安裝正確（què）的條件下傳（chuán）感器是免（miǎn）維護的，長期運行無須特殊維護 , 維護成本低。
5.2 實現了機（jī）電一體化，如在使用過程中傳感器被汙染或阻塞可用水或其他與 PVDF 和SS316L 相容的清洗劑清（qīng）洗。建（jiàn）議在（zài）清洗（xǐ）電*後 24小時（shí）或流體改變後（hòu）進行零點校正。
5.3 日常的計（jì）量過程不（bú）需（xū）人工值守，測量信號既可就地顯示，也可按需遠傳。流量測量範圍較寬 , 可在孔板和渦街流量計無法涉足的部分小流量區域進行有（yǒu）效工（gōng）作，體積小、重量（liàng）輕，離線標定較為方便，工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下遊直管段可較孔板和渦（wō）街流量計大大縮短。
5.4 具有優異的量程比，在低流速或流量變化幅度較大的流域具有良好的適用性。
5.5 技術供水改造後 , 機組因技（jì）術供水（shuǐ）流量中斷（duàn）引起的（de）開機（jī）不成功率降（jiàng）低，減少了因供水流量低對機組各軸承冷卻的影響，運行可靠，對機組安全（quán）運行提供一定的保障。
6、結語
本次（cì）技改解決了原大化電廠技術供水示流器無流量顯示、無法監視到供水（shuǐ）水管流（liú）量大小、無（wú）法調整低流量報警定值功能難題。便於運行（háng）人員巡回監視，免於維護，提（tí）高效益（yì），確（què）保機組安全穩定運行。
1 概述
大化（huà）水力發電總廠位於紅（hóng）水河中遊，是紅（hóng）水河流域 10 個梯（tī）級電站中的*六級，下轄大化電廠和百龍（lóng）灘電（diàn）廠（chǎng），總（zǒng）裝（zhuāng）機容量為 758MW。大（dà）化電廠一期工程在右岸，共有（yǒu） 4 台水輪發電機（jī）組，二期工程在左（zuǒ）岸，1 台水輪發電機組，總裝機容量 566MW，設計多年平均發電量為 28.63 億 kW.h。1998 年起用 4 年時間進（jìn）行（háng）增容改造，改造後總（zǒng）裝機容量為4×11.4 萬千瓦，二期工程於 2007 年（nián） 7 月 26 日（rì）正式開工建設，在原大壩（bà）左岸（àn）增加（jiā）了 1 台 11 萬千（qiān）瓦的機組 , 2009 年 6 月（yuè）底投產發電。
2、右岸技術供水情況
大化電廠技術供水包括右岸和左岸供水，本文以右岸 3 號機技術供水（shuǐ）係統增設帶現（xiàn）場顯示高壓（yā）電磁流量計技術改造方（fāng）案為例進行分析說明。右岸技術供水係統（見圖 1）由各機組單元蝸殼取水主水源、濾水器、主供水（shuǐ）泵、正反向切換閥（3202 閥與（yǔ） 3204 閥開為反向取水，3203 閥與 3205閥開為（wéi）正向取水，運行時隻開其中一種）、備用水源、備用濾水器、備用供水泵和備用總水管構成一個整體，並（bìng）通過 0211 閥與廠房消防水係統相連接，可通過主水源自流供水、主（zhǔ）水源水泵增壓（yā）供水、備用水源自（zì）流供水、備用水源水泵增壓供水等不同供水方式向機組推力軸承冷卻器和發導軸承冷卻（què）器、水（shuǐ）導軸承冷（lěng）卻器、發電機空氣冷卻器提供冷卻水源。機組技術供水正常運（yùn）行采用單元蝸（wō）殼取水的供水方式運行，以（yǐ）備用水源供水為輔。機組主軸密封用水分別取自生（shēng）活供水（shuǐ）水源和技術供水備用總管（guǎn）水源（yuán），向機組（zǔ）大軸提供（gòng）可調水壓端麵密封水源。在現場配置一個（gè）技術供水現地單元櫃，實（shí）現對機組技術（shù）供水係統設備自動控製、故障保護及報警。櫃（guì）內配置可（kě）編程 PLC 控製（zhì）係統，電控櫃對主供增壓泵、3202 至 3208 電動碟閥進行流程控製（zhì）。
由技術供水現（xiàn）地單元觸摸屏（píng）或監控上位機進行開（kāi）、關閥操作。機組正常運行時（shí），技術供水現地單元櫃控製把手應置於“遠控”方式運行，由監控上（shàng）位機進（jìn）行遠程操作，把手置於“現地”方式，由技術供水現地單元櫃觸摸屏進行操（cāo）作。設定機組停機 10 分鍾（zhōng）後自動（dòng）關閉技術供水，該功能由開停機啟停技術供水壓板控製。自流供水時，濾過器（qì）前壓力小於 0.25MPa，應清（qīng）掃蝸殼取水口；水泵供水時，濾過器前壓力小於 0.20MPa，應改用備用供水，進行蝸殼取水口的清掃。機（jī）組檢修恢複前，技術供水係統必須進行耐壓（yā）試驗 , 合格後（hòu）方可（kě）投入運行。耐壓參（cān）數：P=0.3MPa，t=30 分鍾。
3、技術供水改造原因
機組自動開機時，會自動下發指令開啟技術供水，機組（zǔ）冷卻水（shuǐ）中斷信號作為開機條件之一，其中冷卻水中斷信號（hào）包括推力冷卻水中斷及水導冷卻水中斷。大化電廠是水庫無調節（jiē）的水（shuǐ）電（diàn）廠，水位落差變化快，而原大（dà）化電廠右岸技（jì）術供水示流器無流量顯示，無法監視到供水水管流量大小，對開機及監視機組安全運行非（fēi）常不（bú）利，影響機組（zǔ）備（bèi）用可（kě）靠性（xìng），對電網係統緊（jǐn）急斷麵調峰調（diào）頻有惡劣影響。為（wéi）了方便（biàn）運行人員掌（zhǎng）握機組（zǔ）技（jì）術供水實時情（qíng）況 , 確保機組正常開啟及（jí）安全穩定運行，研究決定增設帶現場顯示的高壓電磁流量計。
4、改造方案及（jí）實施（shī）
技術供水（shuǐ）係統設有主、備用水源。主水源是蝸殼取水，作為機組（zǔ）技（jì）術供水的主（zhǔ）用（yòng）水源。備用水源有兩個，一個是設在 1 號機（jī）段的壩前取水，取水口高程為 145m，另一（yī）個是同 4 號機組（zǔ）蝸殼取水共用取水口的蝸殼備用取水。兩路備用（yòng）水源均接到備用總水管，並通過（guò） X207 閥分別與各台機組（zǔ）的技術供水係統相連通（見圖 2）。
4.1、改造原則
本次改造采用寶得 burkert8045 型高壓電磁流量計 , 是集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀（yí）於一體的新一代高精度、高可靠性的精密計量儀表。一體（tǐ）式高壓（yā）電（diàn）磁流量計包括一個流量傳感器和一個帶顯示器的發送器，外殼為 IP 65 防濺。具有與流量（liàng）成正比的 4~20mA 標準輸出信號，電子（zǐ）線路故障時提供 22mA 的故障信號。
4.2、安裝說明
現（xiàn）場安裝時應注意遠離（lí）可能對其產生幹擾的大型設備，防止長期的熱輻（fú）射和其他（tā）如磁場直射等（děng）環境影響。為確保高測（cè）量精度和較好（hǎo）的零點穩定性，進行校正前，高（gāo）壓電磁流（liú）量計應裝入（rù）工（gōng）藝介質中至少 24 小時電*鈍化。安裝的（de）管路設計應確保管道始（shǐ）終充滿流體（tǐ），防止測量誤差，管路設（shè）計圖見（jiàn）圖 3。
垂直安裝時（shí）確保流向由下而上，如圖 4 中箭頭所示，應與管道水平中心線成 45 度角安裝高（gāo）壓電（diàn）磁流量計。
測量流向取決於高壓電磁流量計的安裝方位（wèi），將高壓電磁流量計在接頭上旋轉 180 度即可反向。正流向時，高壓電磁流量計的（de）突耳應在上遊方向。流量顯示總是正的，而累加器可以根據流向增加或者減（jiǎn）少。安裝中確認管路設計不允許在介質（zhì）中產生氣泡或空腔，否則將引起測量誤差（見圖 5）。
4.3、安裝位置
右岸廠房（fáng） 3 號機推力冷卻供水管安裝 3 組高壓電磁（cí）流量（liàng）計，分別位於 3 號機推力冷卻器正向供（gòng）水（反向排水）3259 閥、3 號機（jī）推力冷卻器正（zhèng）向供水（反向排水）3263 閥、3 號機推力冷卻（què）器正向供水（反向（xiàng）排水）3267 閥後；發導冷卻供水管安裝 2 組（zǔ）高壓電磁流量（liàng）計，位於 3 號機發導冷卻器正向供（gòng）水（反向排水）3271 閥、3 號（hào）機發導冷卻器反向供水（正向排水）3270 閥門後； 水導冷卻供水管安裝 1 組高壓電磁（cí）流量計, 位於 3 號機水導正向供水（shuǐ）（反向排水（shuǐ））3217 閥門後，高壓電磁流量計安裝位置要保證上遊直（zhí）管長度為 10DN，下遊直管長度 5DN（見圖 6）。安裝在推力冷卻供（gòng）水管的 3 組（zǔ）高壓電磁流量計和水導（dǎo）冷卻供水管 1 組高（gāo）壓電磁流量計取代原（yuán）有的示流器（qì）。
請確認管路設（shè）計不允許在介質中產生氣泡或空腔，否（fǒu）則將引起測量誤差。
推力冷（lěng）卻（què）水高壓電磁流量計：3 個高壓電（diàn）磁流量計開關量和 3 個原示流器開關量串接，送至監控係統作為機（jī）組開機條件判斷依據。發導冷卻水高壓電磁流量計：2 個高壓電磁流量計開關量串接，送（sòng）至監控係統，作為機組開機條件判斷依據；
水導冷卻水高壓電磁流量計（jì）：1 個高（gāo）壓電磁流量計開關量送至監控（kòng）係統，作為機組開（kāi）機條件判斷依據；
以上（shàng）均采用模擬量三線製接法，上送至監控係統用於運行（háng）人員監視。
增加 3 號機發導冷卻水流量通斷測點作為機組開機條件中技術供水是否正常的判斷依據。
5、改造效果
5.1 技（jì）改後通過監控上（shàng）位機
畫麵（miàn）可以實時監控推力、水（shuǐ）導、發導流（liú）量，當水流量過低時發報（bào）警信號到監控（kòng）上位機，掌握水流量實時數據。帶現場顯示高壓電磁流量計無機（jī）械可動部件，穩定可靠，壽（shòu）命長（zhǎng），在安裝正確（què）的條件下傳（chuán）感器是免（miǎn）維護的，長期運行無須特殊維護 , 維護成本低。
5.2 實現了機（jī）電一體化，如在使用過程中傳感器被汙染或阻塞可用水或其他與 PVDF 和SS316L 相容的清洗劑清（qīng）洗。建（jiàn）議在（zài）清洗（xǐ）電*後 24小時（shí）或流體改變後（hòu）進行零點校正。
5.3 日常的計（jì）量過程不（bú）需（xū）人工值守，測量信號既可就地顯示，也可按需遠傳。流量測量範圍較寬 , 可在孔板和渦街流量計無法涉足的部分小流量區域進行有（yǒu）效工（gōng）作，體積小、重量（liàng）輕，離線標定較為方便，工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下遊直管段可較孔板和渦（wō）街流量計大大縮短。
5.4 具有優異的量程比，在低流速或流量變化幅度較大的流域具有良好的適用性。
5.5 技術供水改造後 , 機組因技（jì）術供水（shuǐ）流量中斷（duàn）引起的（de）開機（jī）不成功率降（jiàng）低，減少了因供水流量低對機組各軸承冷卻的影響，運行可靠，對機組安全（quán）運行提供一定的保障。
6、結語
本次（cì）技改解決了原大化電廠技術供水示流器無流量顯示、無法監視到供水（shuǐ）水管流（liú）量大小、無（wú）法調整低流量報警定值功能難題。便於運行（háng）人員巡回監視，免於維護，提（tí）高效益（yì），確（què）保機組安全穩定運行。
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