换流站阀水冷系统氮气压力安全稳定性分析

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1、湖南电力第33卷第5期HUNANELECTRICPOWER2013年l0月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2013．05．009换流站阀水冷系统氮气压力安全稳定性分析蒋久松，黄岳奎。高超，刘国云(国网湖南省电力公司检修公司，湖南长沙410004)摘要：分析鹅城换流站阀水冷系统中元件故障异常导致压力变化时，水回路流量、膨胀罐水位等重要参数变化，各相关泄压阀门、安全阀的动作配合是否会造成阀水冷系统保护误动、过压损坏相关设备。并结合现场，提出相关措施和对策。关键词：阀水冷；氮气压力；水回路；安全稳定性中图分类号：TK26

2、6文献标识码：B文章编号：1008—0198(2013)05—0027—031问题的提出2氮气压力对系统运行的影响在鹅城换流站全封闭式阀水冷系统中，由氮气2．1氮气加压和泄压回路加压回路维持系统压力，其回路如图1所示。工业氮气瓶出来的气体经过压力调节单元T2和减用标准瓶装氮气压力与膨胀罐内设计压力250kPa压阀Tl，再经过逆止阀V37，到达膨胀罐。2．2水位、泄漏量与管道流量的关系差别大，故在氮气加压回路中串连减压阀T1、压氮气加压回路流入和流出的水量在正常时基本力调节单元T2，得到所需的气体压力。保持动态平衡，流人的流量即为图1中BF3

3、流量计的流量。当流出水量大于流入水量时，膨胀罐内水位就会出现下降，两者的流量差，就可以直接反映膨胀罐内的水位变化。根据实际读数5．6，表计倍数为20，计算鹅城换流站现场BF3流量计算为5．6~20／60=1．86(L／s)，因此求出除氧系统出口的水流量，可得出水位的变化速率。2．3水的体积的弹性变化分析按照力学原理，常温水的体积弹性模量为K=2190MPa，压缩系数=1／K=(1／2190)(1／MPa)。1L的水在膨胀罐内0．25MPa压力下，体图1氮气加压回路示意图积的压缩量为：1×0．25×(1／2190)=(1／8760)(L)。在

4、氮气瓶出口减压阀故障等条件下，可能会导整个水系统中包含20000L去离子水，考虑调致膨胀罐内气体压力发生突变，将影响水回路流压器2故障时压力突然增大至1MPa，即可计算出量、膨胀罐水位等重要参数。文章对是否存在保护压力值从正常的0．25MPa突然变为1MPa时，体误动的隐患和对直流输电系统的安全稳定运行的影积变化量为20000×0．75×(1／2190)=6．849(L)。响进行分析。此时，考虑对泄漏量的影响，鹅城换流站突变量泄收稿日期：2013—06—04改回日期：2013—08—15·27·第33卷第5期湖南电力2013年10月漏定值约

5、4．28L／s，且需要持续25S(时间定值)3．1．4释放阀动作，从理论上讲，在6．849L的体积变化量下，释放阀F1安装于膨胀罐顶部，动作压力为持续25s，保护会动作；而实际上，在压力增大0．35MPa。工作正常时，它通过弹簧提供密封力保时，安全阀、释放阀会立即动作，压力会快速降证设备正常运行；当罐内压力超过0．35MPa时释低，不致引起保护动作。考虑对水位的影响，即使放阀自动开启，系统压力下降；当气体压力降低到出现内部过压，按照体积变化量折算来看，引起的某一定值时，释放阀在弹簧力的作用下回弹并自动水位变化较小，而水位保护定值为低于10％

6、动作，关闭。该阀门主要为防止安全阀V25故障时容器故该影响尚不致导致保护动作。内部过压无法释放，作为V25的后备保护，在压力大于0．35MPa时辅助泄压。3各阀门特性及故障分析3．1．5自动排气阀3．1各类阀门特性分析该自动排气阀安装于排气罐cl顶部，通过内3．1．1压力调节单元部浮球控制阀门的开关。正常运行时除气罐内充满工作原理及特性：在整个除氧回路中，氮气瓶水，通过水的浮力托起浮球，将泄压口关闭，如管中的高压氮气要释放到膨胀罐中，首先经过压力调道内出现气体，自动排气阀将自动打开排气。节单元T2。通过自身的减压阀将输入的气体压力3．2减压

7、阀故障及泄压情况分析降低，满足所需的输出气压。当装置内压力过大氮气加压和泄压回路如图2所示。各级调压单时，顶部的安全阀将动作。正常运行时，充满气体元均配置有泄压通道，确保不会因过压导致阀门故的氮气瓶最高压力为13MPa，即为最大输入压力，障或过压爆炸。针对减压回路的3个最重要的组成输出压力稳定在1．8MPa附近。部分调压器分别进行如下分析：3．1．2减压阀内水冷系统除氧回路中，在压力调节单元rI12低压出口处装有1个减压阀T1，设计有双级气体调压器，相当于使用了2个串联，可根据现场需要灵活进行组合，满足不同的管道连接方式。其中，调压器1最大

8、进气压力(P)为25MPa，最大输出压力(P⋯)为1MPa，正常输出的氮气气流为15131／h。；调压器2最大进气压力(P)为2MPa，可调节的输出气压(P：)为图2气体加压及泄