智能防爆型旋進(jìn)旋渦流量計在氫氣干燥系統(tǒng)的應(yīng)用
田灣核電站汽輪發(fā)電機(jī)采用水一氫一氫冷卻,即:定子繞組采用水冷卻,轉(zhuǎn)子繞組用氫氣冷卻,鐵芯采用氫氣冷卻。
智能防爆型旋進(jìn)旋渦流量計通過氫氣干燥器控制發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣濕度在5%-20%范圍內(nèi)。氫氣干燥器由兩路干燥罐組成,一路干燥罐干燥時,另一路干燥罐再生,干燥罐再生時通過干燥罐內(nèi)的電加熱器蒸發(fā)干燥劑內(nèi)的水分,蒸發(fā)的水分隨氫氣通過再生管線排出,干燥罐再生時通過手動調(diào)節(jié)再生管線上流量計的流量在8-12m3/h范圍內(nèi),從而使再生罐內(nèi)的干燥劑充分再生。
如果使用轉(zhuǎn)子流量計來測量:
由于氫氣系統(tǒng)內(nèi)含有大量密封油和水等雜質(zhì),當(dāng)大量雜質(zhì)粘附在浮子上,造成浮子流量計無法測量氫氣流量時,需在線隔離氫氣干燥器系統(tǒng)清洗浮子,降低了氫氣干燥器系統(tǒng)的可用率,對機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行增加了風(fēng)險。
氫氣干燥器正常運(yùn)行時有兩種工作模式:系統(tǒng)中的磁力風(fēng)機(jī)投運(yùn)和磁力風(fēng)機(jī)未投運(yùn)。
當(dāng)氫氣濕度低于5%時,手動停運(yùn)磁力風(fēng)機(jī),此時氫氣的干燥循環(huán)由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動提供動力,流量計兩端的壓差約為0.02MPa;當(dāng)氫氣濕度大于20%時,手動投運(yùn)磁力風(fēng)機(jī),磁力風(fēng)機(jī)能夠提升流量計兩端的壓差約為0.015MPa,因此流量計兩端的壓差約為0.035MPa.
田灣核電站發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣使用透平油進(jìn)行密封,由于油壓大于氫壓,氫氣在循環(huán)干燥過程中會將部分油質(zhì)帶入氫氣干燥器系統(tǒng)中,造成氫氣干燥系統(tǒng)內(nèi)含有大量的油質(zhì),氫氣通過浮子流量計時氣體中的油質(zhì)會粘附在流量計內(nèi)的浮子上,經(jīng)長時間積累形成油垢,增加了浮子本身的重量,浮子能夠正常浮起的小壓差也隨之增大;當(dāng)浮子與油垢的重量增加到0.02M Pa以上,在氫氣的濕度低于5%,停運(yùn)磁力風(fēng)機(jī)的工作模式下,浮子流量計無法實(shí)現(xiàn)測量功能;當(dāng)浮子與油垢的重量增加到0.035M Pa以上,即使投運(yùn)磁力風(fēng)機(jī),浮子流量計無法測量出氫氣流量。
金屬轉(zhuǎn)子流量計測量,在氫氣干燥器剛剛投運(yùn)且磁力風(fēng)機(jī)未投運(yùn)模式下,金屬轉(zhuǎn)子流量計無法實(shí)現(xiàn)流量測量;在磁力風(fēng)機(jī)投運(yùn)模式下,金屬管式流量計可以準(zhǔn)確測量氫氣流量。
根據(jù)現(xiàn)場的試驗(yàn)結(jié)果,由于金屬管式浮子流量計浮子重量超過了磁力風(fēng)機(jī)未投運(yùn)時流量計兩端的壓差,金屬管式浮子流量計無法實(shí)現(xiàn)正常測量,因此金屬管式流量計不能滿足現(xiàn)場使用要求。
考慮到系統(tǒng)的靜壓差小的特點(diǎn),選用了智能防爆型旋進(jìn)漩渦式流量計。
旋進(jìn)旋渦流量計公稱直徑規(guī)格可在15-200mm選擇,可實(shí)現(xiàn)1-3600m 3/h的流量測量;田灣核電站氫氣干燥器再生管線的流量要求在8-12m 3/h范圍內(nèi),為使儀表測量準(zhǔn)確,選擇了公稱直徑20mm的旋進(jìn)漩渦式流量計,測量范圍1.5-15m3/h,儀表精度等級1.0;為驗(yàn)證流量計的可用性,在流量計安裝到氫氣干燥器再生管線后(如圖3),進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,在流量計安裝前委托有相關(guān)資質(zhì)的計量單位對旋進(jìn)漩渦流量計進(jìn)行了標(biāo)定,標(biāo)定結(jié)果合格,在流量計誤差精度范圍內(nèi)。
氫氣干燥器系統(tǒng)剛投運(yùn):在磁力風(fēng)機(jī)停運(yùn)模式下,手動調(diào)節(jié)流量計流量,可以將再生流量調(diào)節(jié)到系統(tǒng)運(yùn)行要求的8-12m3/ h范圍內(nèi);在磁力風(fēng)機(jī)投運(yùn)模式下,手動調(diào)節(jié)流量計流量,再生流量能夠調(diào)節(jié)到8一12m3/ h范圍內(nèi)。
從試驗(yàn)的結(jié)果可以驗(yàn)證旋進(jìn)漩渦式流量計在氫氣干燥器系統(tǒng)剛投運(yùn)時能夠準(zhǔn)確測量兩種工作模式下再生管線的氫氣流量。
在氫氣干燥器系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行3個月后,對旋進(jìn)漩渦式流量計進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果與氫氣干燥器系統(tǒng)剛投運(yùn)時的試驗(yàn)結(jié)果一致,即在氫氣干燥器系統(tǒng)運(yùn)行3個月后,旋進(jìn)漩渦式流量計仍可準(zhǔn)確測量兩種工作模式下再生管線氫氣流量。