一种TCA换热器高低压供水自动切换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种TCA换热器高低压供水自动切换系统，TCA换热器的气侧进口管线和气侧出口管线上分别设置有进气热电偶和出气热电偶，TCA换热器的冷却水进水管线上设置是有电控阀、流量计以及高压给水泵，高压给水泵的进口母管同时与低压汽包出水管线以及凝结水泵出水管线相连，凝结水泵出水管线上设置有凝结水至高压给水母管关断阀和凝结水至高压给水母管电动调节阀，低压汽包出水管线上设置有低压汽包至高压给水母管关断阀和低压汽包至高压给水母管电动调节阀，通过PLC控制器控制实现TCA换热器供水采用凝结水或低压汽包供水的自动稳定切换。切换更稳定，避免因切换供水对高压给水泵的冲击，提高高压给水泵使用寿命。提高高压给水泵使用寿命。提高高压给水泵使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种TCA换热器高低压供水自动切换系统


[0001]本专利技术涉及燃气轮机冷却
，具体涉及一种TCA换热器高低压供水自动切换系统。

技术介绍

[0002]燃气轮机透平叶片，在髙温热腐蚀环境下长期工作。燃气轮机透平进口温度超过1400℃，已超过了一般金属材料所能承受的极限。因此，对燃气轮机透平高温部件，尤其是透平转子必须采用冷却技术，保证转子运行时，温度低于材料的极限温度。
[0003]冷却技术的应用使燃机透平转子表面温度分布更加均匀，从而降低了透平转子内部的热应力，提高了燃机透平转子的寿命。现目前主要采用燃气轮机组透平转子冷却空气系统为燃机透平转子提供冷却气源。透平转子冷却空气系统的空气来自燃气轮机轴流式压气机排气，经过水冷式冷却器TCA冷却并经过TCA过滤器过滤后进入燃气轮机透平，用于冷却透平转子。
[0004]燃气轮机因良好的调峰能力，根据电网调度需要进行频繁启停调峰操作。而目前设计的TCA冷却器冷却水由高压给水泵出口母管提供，燃机启动阶段的透平冷却空气温度应低于100℃，因此TCA冷却器进口冷却水温度应维持在60℃以下。冷态启动时，供给高压给水泵的低压汽包水温低，满足要求，但温态、热态启动时，低压汽包水温在100℃
‑
150℃之间，不满足要求，需要将高压给水泵入口水源由低压汽包水切换至凝结水，凝结水温度约为40℃左右，二者存在较大温差。
[0005]机组投产后，早启晚停调峰运行，机组基本上是热态启动，启动初期高低压汽包水温在130℃以上，需切至凝结水供水(水温40℃左右)，机组负荷80MW(约40分钟)后再切回低压汽包供水(水温160℃左右)。目前主要靠人为控制切换，启动初期给水泵入口水源切换这一过程，水温突降徒增幅度大，会引起高压给水泵转子弯曲造成高压给水泵故障。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种TCA换热器高低压供水自动切换系统，用于燃气轮机发电组不同状态下频繁启动，热态启动和冷态启动时凝结水和低压汽包供水的自动平稳切换。该系统将减少因冷却水源供给切换，引起高压给水泵发生故障的概率，提高燃气轮机组运行的稳定性
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种TCA换热器高低压供水自动切换系统，包括TCA换热器，其特征在于：所述TCA换热器的气侧进口管线和气侧出口管线上分别设置有进气热电偶和出气热电偶，所述TCA换热器配备有为其提供冷量的高压给水供给管路和凝结水供给管路，TCA换热器的冷却水进水管线上设置有电控阀，所述高压给水供给管路和凝结水供给管路均与TCA换热器的冷凝水进口管线相连，所述高压给水供给管路上从靠近TCA换热器到远离TCA换热器依次设置有逆止阀、高压给水至TCA换热器电动关断阀、流量计和高压给水泵，所述高压给水泵的进口母管与低压汽包出水管相连；所述高压给
水泵的进口母管上设置有高压给水泵进口母管热电偶；
[0008]所述凝结水供给管路从靠近TCA换热器到远离TCA换热器依次设置有逆止阀、TCA给水泵至TCA换热器低压电动关断阀、TCA给水泵至TCA换热器高压电动关断阀和TCA给水泵，所述TCA给水泵进口管线与凝结水泵出水母管相连，所述TCA给水泵进口管线上设置有电动关断阀，所述凝结水泵出水母管还分出支管连接到高压给水泵的进水管，并在该支管上设置有凝结水至高压给水母管电动调节阀和凝结水至高压给水母管关断阀；
[0009]所述低压汽包出水管线上设置有低压汽包至高压给水母管关断阀和低压汽包至高压给水母管电动调节阀；还包括PLC控制器，所述进气热电偶、出气热电偶以及高压给水泵进口母管热电偶的温度信号输出端与PLC控制器的温度信号接收端相连，所述流量计的流量信号输出端与所述PLC控制器的流量信号接收端相连，所述PLC控制器的电控阀控制端与电控阀相连，所述PLC控制器的高压给水泵控制端与高压给水泵相连，所述PLC控制器的凝结水至高压给水母管关断阀控制端与凝结水至高压给水母管关断阀相连，所述PLC控制器的凝结水至高压给水母管电动调节阀控制端与凝结水至高压给水母管电动调节阀相连，所述PLC控制器的低压汽包至高压给水母管关断阀控制端与低压汽包至高压给水母管关断阀相连，所述PLC控制器的低压汽包至高压给水母管电动调节阀控制端与低压汽包至高压给水母管电动调节阀相连；所述PLC控制器的高压给水至TCA换热器电动关断阀的控制端与高压给水至TCA换热器电动关断阀相连，所述PLC控制器的TCA给水泵至TCA换热器高压电动关断阀控制端与TCA给水泵至TCA换热器高压电动关断阀相连，所述PLC控制器的TCA给水泵至TCA换热器低压电动关断阀控制端与TCA给水泵至TCA换热器低压电动关断阀相连，所述PLC控制器的TCA给水泵控制端与TCA给水泵相连。
[0010]上述方案中：所述电控阀旁设置有旁路支管，该旁路支管的首尾两端分别连接在电控阀的前后端的TCA换热器的冷却水进水管线上，在该旁路支管上设置有旁路电控阀，所述PLC控制器的旁路电控阀控制端与旁路电控阀相连。一方面，当电控阀出现故障时，可以紧急切换到旁路电控阀，另一方面，当到TCA换热器的流量较小时，可以同时开启电控阀和旁路电控阀，满足流量需求。
[0011]上述方案中：所述TCA给水泵的出口管线设置有凝结水供给回水管道与凝结水泵出水母管相连，所述凝结水供给回水管道上设置有TCA给水泵至凝结水关断电动关断阀、TCA给水泵至凝结水关断电动调节阀和逆止阀，所述PLC控制器的TCA给水泵至凝结水关断电动调节阀控制端与TCA给水泵至凝结水关断电动调节阀相连，所述PLC控制器的TCA给水泵至凝结水关断电动关断阀控制端与TCA给水泵至凝结水关断电动关断阀相连。TCA给水泵建立凝结水供给回水管道，开启TCA给水泵的时候，让部分水回到凝结水泵出水母管，用于调节进入TCA换热器冷却水量，为TCA供给符合要求的凝结水量。同时，减少关闭凝结水泵时给TCA给水泵造成的冲击，降低TCA给水泵故障率。
[0012]上述方案中：所述高压给水泵为两台，一开一备，两台高压给水泵的出口管线均与TCA换热器的冷却水进水管线相连，两台高压给水泵的进口分别通过支管与高压给水泵的进口母管相连。
[0013]上述方案中：所述高压汽包出水管线上设置有逆止阀。
[0014]上述方案中：燃气轮机组冷态启动时，高压给水泵进口母管热电偶检测到从低压汽包进入的水的温度低于设定温度，并将温度信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制高压
给水泵开启，高压给水至TCA换热器电动关断阀开启，TCA给水泵停止，电控阀或旁路电控阀开启，凝结水至高压给水母管关断阀关闭，控制凝结水至高压给水母管电动调节阀关闭，控制TCA给水泵至凝结水关断电动关断阀关闭，控制TCA给水泵至凝结水关断电动调节阀关闭，控制TCA给水泵至TCA换热器高压电动关断阀关闭，控制TCA给水泵至TCA换热器低压电动关断阀关闭，高压给水泵供给TCA换热器换热用水；
[0015]燃气轮机组温态、热态启动时，高压给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TCA换热器高低压供水自动切换系统，包括TCA换热器(7)，其特征在于：所述TCA换热器(7)的气侧进口管线和气侧出口管线上分别设置有进气热电偶(1)和出气热电偶(2)，TCA换热器(1)的冷却水进水管线上设置有电控阀(10)，所述TCA换热器(7)配备有为其提供冷量的高压给水供给管路和凝结水供给管路，所述高压给水供给管路和凝结水供给管路均与TCA换热器(7)的冷凝水进口管线相连，所述高压给水供给管路上从靠近TCA换热器(7)到远离TCA换热器(7)依次设置有逆止阀(12)、高压给水至TCA换热器电动关断阀(15)、流量计(16)和高压给水泵(8)，所述高压给水泵(8)的进口母管与低压汽包出水管相连；所述高压给水泵(8)的进口母管上设置有高压给水泵进口母管热电偶(4)；所述凝结水供给管路从靠近TCA换热器(7)到远离TCA换热器(7)依次设置有逆止阀(12)、TCA给水泵至TCA换热器低压电动关断阀(18)、TCA给水泵至TCA换热器高压电动关断阀(19)和TCA给水泵(3)，所述TCA给水泵(3)进口管线与凝结水泵出水母管相连，所述TCA给水泵(3)进口管线上设置有电动关断阀，所述凝结水泵出水母管还分出支管连接到高压给水泵(8)的进水管，并在该支管上设置有凝结水至高压给水母管电动调节阀(6)和凝结水至高压给水母管关断阀(5)；所述低压汽包出水管线上设置有低压汽包至高压给水母管关断阀(13)和低压汽包至高压给水母管电动调节阀(14)；还包括PLC控制器(9)，所述进气热电偶(1)、出气热电偶(2)以及高压给水泵进口母管热电偶(4)的温度信号输出端与PLC控制器(9)的温度信号接收端相连，所述流量计(16)的流量信号输出端与所述PLC控制器(9)的流量信号接收端相连，所述PLC控制器(9)的电控阀控制端与电控阀(10)相连，所述PLC控制器(9)的高压给水泵控制端与高压给水泵(8)相连，所述PLC控制器(9)的凝结水至高压给水母管关断阀控制端与凝结水至高压给水母管关断阀(5)相连，所述PLC控制器(9)的凝结水至高压给水母管电动调节阀控制端与凝结水至高压给水母管电动调节阀(6)相连，所述PLC控制器(9)的低压汽包至高压给水母管关断阀控制端与低压汽包至高压给水母管关断阀(13)相连，所述PLC控制器(9)的低压汽包至高压给水母管电动调节阀控制端与低压汽包至高压给水母管电动调节阀(14)相连；所述PLC控制器(9)的高压给水至TCA换热器电动关断阀的控制端与高压给水至TCA换热器电动关断阀(15)相连，所述PLC控制器(9)的TCA给水泵至TCA换热器高压电动关断阀控制端与TCA给水泵至TCA换热器高压电动关断阀(19)相连，所述PLC控制器(9)的TCA给水泵至TCA换热器低压电动关断阀控制端与TCA给水泵至TCA换热器低压电动关断阀(18)相连，所述PLC控制器(9)的TCA给水泵控制端与TCA给水泵(3)相连。2.根据权利要求1所述TCA换热器高低压供水自动切换系统，其特征在于：所述电控阀(10)旁设置有旁路支管，该旁路支管的首尾两端分别连接在电控阀(10)的前后端的TCA换热器(1)的冷却水进水管线上，在该旁路支管上设置有旁路电控阀(11)，所述PLC控制器(9)的旁路电控阀控制端与旁路电控阀(11)相连。3.根据权利要求1所述TCA换热器高低压供水自动切换系统，其特征在于：所述TCA给水泵(3)的出口管线设置有凝结水供给回水管道与凝结水泵出水母管相连，所述凝结水供给回水管道上设置有TCA给水泵至凝结水关断电动关断阀(20)、TCA给水泵至凝结水关断电动调节阀(17)和逆止阀(12)，所述PLC控制器的TCA给水泵至凝结水关断电动调节阀控制端与TCA给水泵至凝结水关断电动调节阀(17)相连，所述P...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍剑，周刚，吴昌兵，张伟，张学华，汪华，彭飞，赵思勇，张大勇，葛晓明，夏顺洪，王大磊，程康，李鑫，吕月童，张晨雨，席敏，付范萱，杨德祥，
申请(专利权)人：华能重庆两江燃机发电有限责任公司，
类型：发明
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