一种蒸汽冷却器爆管监控系统及其监控方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电站辅机领域，尤其涉及蒸汽冷却器。
【背景技术】
[0002] 蒸汽冷却器是利用蒸汽的过热度加热管内的给水的一种热交换器，采用了大量的 换热管，由于材料、设计、制造、安装、运行等因素，可能会造成个别换热管爆管。一旦少量爆 管没有及时发现，会造成爆管位置附近的其他管子被给水冲刷破裂，造成更大面积管子泄 漏，影响蒸汽冷却器换热效率，降低电厂回热系统经济性，同时影响设备安全，使得设备寿 命缩短。
[0003] 目前蒸汽冷却器系统布置主要有两种形式，各对应一种爆管监控方案。
[0004] 1.蒸汽冷却器采用危急疏水管道直接和相应高压加热器连通，此时当蒸汽冷却器 发生爆管时，蒸汽冷却器壳侧的疏水将通过疏水管道疏至相应高压加热器内，致使该高加 壳侧水位急剧上升，自动打开高加的危急疏水阀。
[0005] 该方案存在的不足：本方案会造成相应高压加热器水位上升，影响其安全，同时相 应高压加热器自身爆管也会造成其水位上升，所以不能准确判断是蒸汽冷却器爆管还是其 相应高压加热器爆管。即使蒸汽冷却器爆管，蒸汽冷却器壳侧仍处于无水位运行，使用常规 的液位检测手段无法进一步诊断蒸汽冷却器是否爆管。
[0006] 2.蒸汽冷却器设有危急疏水阀并将疏水疏至凝汽器（或扩容器），若蒸汽冷却器 爆管，凝结水充满系统管道，然后提升蒸汽冷却器壳侧疏水水位，致使蒸汽冷却器液位开关 动作，打开危急疏水阀排尽积水。
[0007] 该方案存在的不足：
[0008] a.系统造价高。该检测保护系统需要增加危急疏水阀门及其关断阀，液位开关测 量装置及仪表阀，系统管道较长。
[0009] b阀门动作延迟久。蒸汽冷却器换热管刚开始时，给水泄漏量很小，疏水慢慢充满 系统管道，然后才能慢慢提升蒸汽冷却器壳侧水位致使阀门动作，整个检测过程漫长。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于：提出一种蒸汽冷却器爆管监控系统及其监控方法，通过工质 温差监控系统判断蒸汽冷却器是否爆管，不受其蒸汽下游高压加热器事故影响，也不受蒸 汽冷却器系统布置形式限制，提高了蒸汽冷却器爆管检测的准确度，节省了危急疏水阀、水 位测量装置及仪表阀门等装置，降低了设备造价。且温度测量仪器可靠性较高，经济型更 好，最终提高设备安全性，并降低设备总造价。利用工质温差变化幅度大、响应时间快的特 点，大大提高了蒸汽冷却器爆管检测的时效性。
[0011] 本发明目的通过下述技术方案来实现：
[0012] -种蒸汽冷却器爆管监控系统，包括电厂DCS系统，以及设有蒸汽进、出口和给水 进、出口的蒸汽冷却器，还包括设于蒸汽冷却器的温度传感器和解列控制装置，所述蒸汽冷 却器的蒸汽进口位置上设置温度传感器T1，蒸汽出口位置上设置温度传感器T2,给水进口 位置上设置温度传感器T3,给水出口位置上设置温度传感器T4,所述温度传感器T1、T2、T3 和T4远传信号分别接入所述电厂DCS系统，所述电厂DCS系统还电连接至所述解列控制装 置，用以控制所述蒸汽冷却器自动解列。
[0013] 所述电厂DCS系统是指集散控制系统/DistributedControlSystem。
[0014] 一种采用前述蒸汽冷却器爆管监控系统的监控方法，具体在于：
[0015] 1)、在蒸汽冷却器正常工作状态下，根据各工况热平衡图确定蒸汽温差控制值 AT1、蒸汽冷却器解列值AT2以及给水温差控制值At，并将各值作为判断条件输入电厂 DCS系统；
[0016] 其中，根据各工况热平衡图分别计算其T1-T2的理论值，取其中最大值为AT1，并 取AT2=AT1+3CTC，At=(TC;
[0017]2)、利用DCS系统对下列温度差值进行判断并发出动作信号：
[0018] a、当温度传感器T1和T2测得的温度T1-T2彡AT1时，电厂DCS系统发送报警信 息，若温度传感器T4和T3测得的温度T4-T3 <At时，电厂DCS系统发送爆管信息；
[0019] b、当T1-T2彡AT2时，电厂DCS系统发送信号至解列控制装置，使得蒸汽冷却器 自动解列。
[0020] 作为选择，所述工况热平衡图包括但不限于工况VW0 (阀门全开工况/ValveWide Opencondition)，TMCR(汽轮机最大连续出力工况/TurbineMaximumContinuousRating condition)，TRL(额定工况或铭牌工况/TurbineRatingLoadcondition)，THA(汽轮机 热耗保证工况/TurbineHeatAcceptancecondition)，75 %THA(汽轮机热耗保证工况参 数的75 % )，50 %THA(汽轮机热耗保证工况参数的50 % )，40 %THA(汽轮机热耗保证工况 参数的40 % )，30 %THA(汽轮机热耗保证工况参数的30 % )。
[0021] 前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本 发明可采用并要求保护的方案：如本发明，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人 员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护 的技术方案，在此不做穷举。
[0022] 工作过程为：蒸汽冷却器是利用蒸汽的过热度加热管内的给水的一种热交换器， 正常工作情况下，蒸汽热被给水吸收而降温，因此蒸汽出口温度将低于蒸汽入口温度，两者 间存在一差值，同时基于此确定一正常情况的控制值AT1 ;同样的，给水吸收蒸汽热后升 温，给水出口温度将高于给水入口温度，两者间也存在一差值，同时基于此确定一正常情况 的控制值At。而当发生爆管时，换热管内的给水泄露，蒸汽热被泄露的给水大量吸收，导致 蒸汽进出口温差将高于正常情况下的温差，而给水进出口温差则小于正常情况下的温差， 且当T1-T2多AT1时，可判断为发生异常，DCS发送报警信息提醒电厂运行人员注意，而进 一步T4-T3 <At时，可预判蒸汽冷却器爆管。当T1与T2差值超过蒸汽冷却器解列值AT2 时，DCS发送信号至解列控制装置，使得蒸汽冷却器自动解列。
[0023] 本发明的有益效果：
[0024] 1.实现蒸汽冷却器爆管检测系统不受其系统布置影响，不受其蒸汽下游高压加热 器的事故影响，提高了蒸汽冷冷却爆管检测的适应性及准备性，增加了设备的安全性。
[0025] 2.采用价格低廉的温度传感器，节省了较贵的危急疏水阀、水位测量装置及仪表 阀，提高了系统的经济性。
[0026] 3.提高蒸汽冷却器爆管检测的时效性，缩短了蒸汽冷却器带病运行的时间，提高 了蒸汽冷却器的运行寿命及整个电厂回热系统的稳定性。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明实施例的装置流程示意图；
[0028] 其中1为温度传感器T1，2为温度传感器T2, 3为温度传感器T3,4为温度传感器 T4, 5为电厂DCS系统。
【具体实施方式】
[0029] 下列非限制性实施例用于说明本发明。
[0030] 1.参考图1所示，一种蒸汽冷却器爆管监控系统，用于某IX1000丽机组工程，包 括：蒸汽进口位置设置温度传感器T1 (附图序号1)，蒸汽出口位置设置温度传感器T2 (附 图序号2)，给水进口位置设置温度传感器T3(附图序号3)，给水出口位置设置温度传感器 T4(附图序号4)，Tl、T2、T3和T4远传信号接入电厂DCS系统（附图序号5)。
[0031] 2.根据各工况热平衡图确定蒸汽温差控制值ATl、AT2以及给水温差控制值 At，并将此值作为判断条件输入DCS系统，各ATl、AT2以及At确定方法如下：
[0032] 根据各工况热平衡图分别计算其T1-T2的理论值，取其中最大值为AT1，并取 AT2=AT1+30°C,At= 0°C；
[0033] 根据各工况热平衡图得到下表（各工况热平衡图上会显示蒸汽进口T1和蒸汽出 口温度T2的理论值，抄录该值直接进行计算即可）：
[0034]
[0035] 根据上表可得：ATl= 230°C;
[0036]根据ATl= 23(TC，取AT2 = 26(TC;
[0037]取At= (TC〇
[0038] 3.利用DCS系统对下列温度差值进行判断并发出动作信号：
[0039] a、当T1-T2彡ATI时，报警。DCS发送报警信息提醒电厂运行人员注意，若 T4-T3 t时，可判断蒸汽冷却器爆管，尽快解列蒸汽冷却器。
[0040]b、当T1-T2多AT2时，差值超过蒸汽冷却器解列值时，DCS发送信号至解列控制 装置，使得蒸汽冷却器自动解列。
[0041] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种蒸汽冷却器爆管监控系统，包括电厂DCS系统，以及设有蒸汽进、出口和给水 进、出口的蒸汽冷却器，其特征在于：还包括设于蒸汽冷却器的温度传感器和解列控制装 置，所述蒸汽冷却器的蒸汽进口位置上设置温度传感器Tl，蒸汽出口位置上设置温度传感 器T2,给水进口位置上设置温度传感器T3,给水出口位置上设置温度传感器T4,所述温度 传感器T1、T2、T3和T4远传信号分别接入所述电厂DCS系统，所述电厂DCS系统还电连接 至所述解列控制装置，用以控制所述蒸汽冷却器自动解列。2. -种采用如权利要求1所述的蒸汽冷却器爆管监控系统的监控方法，其特征在于： 1) 、在蒸汽冷却器正常工作状态下，根据各工况热平衡图确定蒸汽温差控制值ATU 蒸汽冷却器解列值A T2以及给水温差控制值A t，并将各值作为判断条件输入电厂DCS系 统； 其中，根据各工况热平衡图分别计算其T1-T2的理论值，取其中最大值为A T1，并取 A T2= A T1+30°C, A t=0〇C ； 2) 、利用DCS系统对下列温度差值进行判断并发出动作信号： a、 当温度传感器Tl和T2测得的温度T1-T2彡A Tl时，电厂DCS系统发送报警信息， 若温度传感器T4和T3测得的温度T4-T3 < A t时，电厂DCS系统发送爆管信息； b、 当T1-T2多A T2时，电厂DCS系统发送信号至解列控制装置，使得蒸汽冷却器自动 解列。3. 如权利要求2所述的蒸汽冷却器爆管监控方法，其特征在于：所述工况热平衡图包 括但不限于工况 VWO, TMCR，TRL，THA，75%THA，50%THA，40%THA，30%THA。
【专利摘要】本发明公开了一种蒸汽冷却器爆管监控系统及其监控方法，属于电站辅机领域，监控系统在蒸汽冷却器的蒸汽进、出口位置上设置温度传感器T1、T2，给水进、出口位置上设置温度传感器T3、T4，所述温度传感器T1、T2、T3和T4远传信号分别接入所述电厂DCS系统。监控方法在于确定蒸汽温差控制值△T1、蒸汽冷却器解列值△T2以及给水温差控制值△t，并将各值作为判断条件输入电厂DCS系统，利用DCS系统对下列温度差值进行判断并发出动作信号。本发明不受蒸汽冷却器系统布置影响，不受其连通的高压加热器影响，也不需要调节阀和水位测量装置，且温度传感器可靠性高，检测时效性强，经济性好。
【IPC分类】F28F27/00
【公开号】CN105043159
【申请号】CN201510443821
【发明人】袁宁, 樊进国, 邓科, 郝利军, 王江, 季敏东
【申请人】东方电气集团东方锅炉股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月24日