三菱M701F级燃机TCA冷却系统设计说明精选.doc

TCA冷却系统 概述 燃机透平冷却空气用于冷却透平转子和动叶片。冷却空气来自于压气机排气，并通过TCA冷却后供给透平转子和动叶片。TCA的冷却水来自高压给水泵出口。 本文的主要内容为：TCA冷却器给水系统的控制方法，管道、控制阀、仪表和其他相关设备的设计方法。 注意：为了确定TCA冷却器给水控制阀门的整定值，在最后的设计阶段，控制阀、仪表、各个设备的压力值（高压省煤器、流量计、控制阀）都是由三菱提出的。 TCA冷却要求 TCA冷却器冷却水系统和透平冷却空气供给温度的要求如下： a：TCA冷却空气出口温度（透平冷却空气入口温度）： 在燃机启动期间应小于100℃。 (从燃机点火到全速空载期间) 在这个阶段，TCA冷却器的入口水温应小于60℃。 b：TCA冷却空气出口温度：在燃机全速空载后，温度值应根据需求不断调整。如果空气温度小于90℃，由于小于空气的露点温度，空气会产生结露。 c：TCA冷却器出口水温： TCA出口水温应维持在不小于15℃，低于TCA出口的饱和温度。 d：TCA给水流量变化率： TCA入口空气流量和温度需要根据燃机的工作状态进行调整（燃机负荷，周围环境温度）。TCA冷却器给水流量的控制是为了保持TCA冷却器出口空气温度在规定值以下。 TCA冷却器给水系统 如图所示，为TCA给水流程图。 由于这个给水系统是EPC设计的。并且为了使操作更加简单顺利，我们需要确认这个系统是否满足第2部分提到的要求。需要注意的是TCA冷却系统的流量控制阀是燃机控制系统GTC控制而不是DCS。 TCA冷却器给水流量控制阀（凝汽器侧）FCV-1 FCV-1是通过燃气轮机GTC控制，并与压气机入口空气温度所对应的燃机负荷和TCA冷却水流量相一致。给水流量的控制目标是冷却空气温度，并且可以避免TCA冷却器给水管路中的水出现汽化现象。FCV-1的主要作用如下： TCA冷却器给水流量随燃机负荷变化： 在燃机低负荷时，保持足够的冷却水通过冷却器和FCV-2是非常困难的。因为TCA冷却器与高压省煤器是并行运行的，在燃机低负荷（80~100MW）时，锅炉的产气量很小，使得高压省煤器出入口压差很小，那么在这种情况下，TCA有充足的冷却水流量是不可能的。 HRSG中流量控制阀的备用流量控制 当流量控制的主要阀门是FCV-2时，FCV-1的连续流量控制是作为FCV-2的备用控制，用于保持TCA的最小冷却水量并避免管路中蒸汽的产生。由于以上原因，FCV-1应具有快开功能，快开时间为1s。 TCA冷却器给水流量控制阀（余热锅炉侧）FCV-2 TCA冷却器出口冷却水与高压省煤器出口相连，并通过高压汽包上的给水控制阀进入高压汽包。 FCV-2的开关是根据压气机入口空气温度，通过燃气轮机控制GTC和燃机负荷情况进行控制，避免FCV1或高压汽包液位的干扰。开关控制的考虑因素如下： 达到透平冷却空气合适的温度。 避免TCA冷却器管路中的水汽化。 （在燃机负荷增加时，FCV-2根据燃机负荷缓慢打开。但是TCA冷却器的冷却水流量跟不上，这时，由FCV-1提供足够的冷却水量。因此，TCA冷却器冷却水量是由FCV-1和FCV-2相互配合完成的。） FCV-1和FCV-2的开关根据第2部分TCA给水流量变化特性进行调整。 高压汽包给水调阀 这个阀门是通过其前后差压4bar来控制给水流量。 TCA冷却器入口阀 这个阀门用于在紧急情况下，切断TCA冷却器给水，并带互锁。关断阀（25A）关断的目的是防止TCA冷却器出现水锤现象。因此，在第4部分中TCA冷却器管路泄露的情况下，这些阀门需要迅速关闭。快关时间为1s。 流量计FT1 在燃机运行期间，TCA冷却器冷却水流量是通过给水流量控制阀（凝汽器侧）FCV-1控制的。FCV-1的控制是通过监视流量计FT1，流量信号会直接传递到燃机控制系统GTC。 6）压力变送器和温度表 TCA冷却器冷却水的情况是通过压力变送器和温度表测得的。这些仪表的信号用于监视运行情况，不是用于TCA冷却器的控制。 7）低压除氧器汽包旁路阀 这个阀门是在燃机启动期间作为低压除氧器低压汽包的旁路，为了使得燃机冷却空气的温度在100℃以下，通过这个阀门为TCA冷却器提供低温的冷却水。在达到全速空载（FSNL）后，该阀门全关。（注意：TCA冷却器的冷却水温度在第2部分的要求是60℃以下） 8）给水泵最小流量 给水泵到凝汽器的最小流量是为了保证在燃机启动期间给水泵的最小流量。 （注意：如果给水泵的最小流量再循环回到了汽包，而不是凝汽器，应避免汽包的液位过高） 互锁 以下讨论的均为事故情况： TCA冷却器管路泄露 TCA冷却器壳体侧有4个液位检测装置。