石港泵站新型循环冷却水装置应用分析

马士磊 龙 俊 陆美凝

(江苏省洪泽湖水利工程管理处，江苏淮安 223100)

石港泵站新型循环冷却水装置应用分析

马士磊 龙 俊 陆美凝

(江苏省洪泽湖水利工程管理处，江苏淮安 223100)

石港泵站新型循环冷却水装置采用封闭系统对多台机组进行集中供水，能根据机组运行工况，实时调节温度、流量、压力参数，达到节能目的。经方案测试，节水节能效果明显，有效减少了石港泵站工程运行成本。

新型；循环冷却水装置；石港泵站

1 工程概况

石港泵站位于江苏省淮安市金湖县金北镇，是江苏省淮河入江水道整治工程的重要组成部分。该泵站设计流量90m3/s，为肘形进水流道、虹吸式出水流道，安装有4台套2600ZLQ22.5-5型立式全调节轴流泵，叶轮直径2.6m，单机流量22.5m3/s，并配有TL1800-40/3250型同步电动机4台，总装机容量7200kW。

2 设计要求

大型泵站电机在运行过程中会产生大量的热量，为了使其正常工作，需要对其进行冷却，目前主要采用水冷却方式。传统冷却方式：一是每台电机单独供冷却水，形成独立的冷却系统，多台机组由多套独立的冷却系统组成，设备多，成本高，维护量大，不够经济；二是多台机组集中供水，设备少，维护量小，但未启动的机组也需供水，造成资源浪费，不符合节能理念。石港泵站应用一种新型的适用于多台大型机组的循环冷却水装置，通过进水管和回水管对4台机组上下油缸进行封闭式集中供水，每台机组的进水管处设置有电动阀，回水管设置有流量调节阀，机组主断路器与电动阀联动。控制柜可根据检测机组前端的电动阀开关信号，辨识主水泵电机组的投入台数，并可根据主水泵电机组的投入台数自动变更系统内部预先设定的目标压力、流量值（见表1），自动调节冷却水的压力和流量，避免对不运行的机组供水而造成浪费。装置满足节能要求，并且维护管理方便。

表1 系统目标值设定格式

该机组设计上下油缸温度达到48℃时报警，达到50℃时联动跳闸停机。设计单台机组上油缸冷却器耗水量5m3/h，下油缸冷却器耗水量2m3/h，水压0.2～0.3MPa，进水温度不大于28℃。该循环水装置选用2台LVS32-3型立式多级离心泵（一用一备），流量32m3/h，符合4台机组全启动时最大流量28m3/h的要求。

3 系统组成及特点

系统由循环水装置、冷水机组、上下油缸冷却器、温度流量压力传感器、供回水管网及闸阀等组成。相比传统冷却装置，设备少，占地面积小，安装维护方便，安全卫生无污染，并且节水节能，运行成本较低。

3.1 系统原理

系统的主要功能是按照要求提供所需温度、流量、压力的冷却水并且能循环使用。该冷却水通过生活用水接入，由润滑水供水母管通过闸阀连接冷却水自动补水母管向系统补水，然后通过循环水装置将水流量、水压调节至当前工况，通过供水泵送入冷水机组进行制冷，冷却后再集中送入机组上下油缸冷却器，经回水母管回到循环水装置内，形成一个循环式的封闭系统（见图1）。当其中一台机组未启动时，可通过关闭相应机组的电动控制阀停止供给该机组冷却水，达到节能的效果。生活用水接入后通过闸阀分支接入填料函供润滑用，然后通过填料函排水口排至泵站下游河道。

图1 系统结构

3.2 温度调控

冷水机组内部控制器通过冷水机组入口处温度传感器自动采集系统回水温度信号，与冷水机组内部温度设定值进行比较。当采集的回水温度低于内部设定值，冷水机组维持现状，不启动；当采集的回水温度高于内部设定值，则冷水机组启动，开始制冷，直至温度符合内部设定值要求（见图1）。石港泵站机组正常运行时冷水机组内部设定温度值为15～20℃，实践证明，运行效果良好。

该装置由0.34m3稳流罐、2台立式多级离心泵、电器控制柜、传感器、管路及成套附件等组成，配备2台5.5kW异步电动机（见图2）。

图2 循环水装置结构

3.3 流量调控

经过机组上下油缸冷却器的冷却水依次经循环水装置回水口、电动流量调节阀、流量传感器、供水泵流入出水口。当主水泵电机投入的台数变化时，冷却水的流量也相应变化，控制柜通过回水端流量传感器检测回水端的实际流量，与系统预先设定不同使用条件下所需的流量值进行比较（见表1格式），控制电动流量调节阀的开度，使流量灵活调节至设定范围。

3.4 压力调控

控制柜通过压力传感器采集循环泵组出水口压力，将实际压力与系统目标压力进行比较，经智能PID运算，调节变频器输出，通过变频器控制水泵电机的转速，使循环水装置出水管网的压力达到预先设定的目标值（见图2）。

当整个系统内部的冷却水泄漏或者减少时，稳流罐里面的低水位传感器反馈信号至控制柜，打开补水电磁阀进行自动补水；当水位达到系统要求时，补水电磁阀自动关闭。同时，技术人员也可以通过稳流罐上手动补水阀给系统手动加水。稳流罐在循环水装置正常运行情况下是全封闭状态，可起到调节和补偿系统水量的作用。

4 方案测试及效果分析

2015年7月，石港泵站机组启动试运行，制定机组运行方案，方案要求每台机组连续运行24h，其中4台机组联合运行6h（见表2）。比对传统冷却装置，测量统计数据显示该新型冷却装置节水率达17.1%，节能率达39%，节能效果良好（见表3）。

Analysis on Application of New Type of Circulating Cooling Water Equipment of Shigang Pum ping Station

MA Shilei，LONG Jun，LU Meining
（Jiangsu Hung-tse Lake Hydropower Engineering Management Office，Huaian 223100，China）

The new type of circulating cooling water equipment of Shigang Pumping Station adopts a closed system to conduct centralized water supply for some units;and according to unit operation condition,it can true time control the temperature,flow and pressure parameters to realize energy saving.Through solution testing,water saving and energysaving effect are obvious and the operation cost of Shigang pumping station engineering is efficiently reduced.

new type;circulating cooling water equipment;Shigang Pumping Station

表2 石港泵站试运行时间

TV675

A

1673-8241（2016）12-0015-03

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.12.004