600MW单元机组循环冷却水系统水锤过程仿真研究

摘要

随着经济社会的快速发展，大容量、高参数的火电机组日益增多，火电机组系统安全、稳定运行异常重要。火电机组循环水系统为压力给水管道系统，这种大型系统包含有功能不同的阀门，输送的工质流量大，对机组的安全经济运行至关重要。水锤也称水击，或称流体(水力)瞬变(暂态)过程，它是流体的一种非恒定(非稳定)流动，即液体运动中所有空间点处的一切运动要素(流速、加速度、动水压强、切应力与密度等)不仅随空间位置而变，而且随时间而变。现在，国内外普遍将泵站管路系统中所发生的多种多样的水锤现象，一律称为“泵站管路系统水力过渡过程”。水锤是管道系统中的常见现象，如控制不好，对机组的安全运行有很大影响，所以分析水锤的一般规律意义重大。
　　本人在前人研究、总结的基础上，结合电厂实际情况，利用AFT Impulse3.0水锤分析软件对电厂循环水系统进行建模，对电厂循环水系统事故停泵过程中出现的水锤现象进行仿真分析，并且对泵站止回蝶阀两阶段关闭过程作最优分析。根据数值计算和结果分析，给出了事故停泵情况下管线运行和操作的科学建议。
　　本文研究内容主要包括如下几个方面：
　　(1)本文对水力过渡过程基本理论进行了简要阐述，描述了应用软件进行循环水系统建模的过程，对循环水系统的主要边界条件进行了合理处理；
　　(2)本文分别对单泵运行断电停泵事故、两泵并联运行同时断电停泵事故、两泵并联运行一泵断电停泵事故及两泵阀瓣同时脱落的事故工况进行水锤分析，并且对不同转动惯量在停泵过渡过程中的影响进行了比较及分析；
　　(3)本文提出了两阶段关阀的概念；针对两阶段关闭止回蝶阀的关阀规律(关阀角度和关阀时间)进行优化，得出可靠的事故停泵下关阀规律；对两阶段关阀中仍存在的问题，提出了两阶段快关阶段非线性关阀的方法，来更好地避免水锤危害。
　　最后，提出了本课题研究中仍然存在的一些问题，探索了今后可进一步研究探讨和分析的火电厂循环水系统水力过渡过程的有关问题。