泡沫水喷雾系统在室外变电站的应用

泡沫水喷雾系统在室外变电站的应用

孙瀚

北京南瑞怡和环保科技有限公司,江苏 南京 210000

摘要:本文主要对室外变电站中的泡沫水喷雾系统应用原理及具体部署进行介绍,从实际情况出发,对室外变电站中的泡沫水喷雾系统在运行过程中出现的问题及解决措施进行介绍,希望借此为城市室外变电站中泡沫水喷雾系统的建设和运行提供些许参考意见。

关键词:城市室外变电站；泡沫水喷雾系统；问题；解决措施；建设运行

当前室外变电站中均使用泡沫水喷雾泵,因系统改变,要求除泡沫水喷雾外的泵连续供水,出口压力为0.8MPa。采用一拖二控的方式,当泵出现故障时,自动连接备用泵,可使一个泵在频率或频率变化的情况下工作。两台水泵并行运行,也可以按频率或变频运行,为了保证给水压力恒定,可以进行频率调节,调节频率控制。

一、泡沫水喷雾系统存在的问题及解决措施

1.泡沫水喷雾系统各机组内水利不平衡问题

当前在变电站中所应用的泡沫水喷雾系统组在工作的过程中,如果说到变电站车间环境的影响,那么便会导致其中是泡沫水喷雾设备的泡沫水供回水温差出现问题,其出现问题的主要现象是泡沫水喷雾系统中每一台泡沫水喷雾设备的送水压力虽然维持一样,但是各个台泡沫水喷雾设备泡沫水实际供回水温差具有较大的区别,长久以来就会导致泡沫水喷雾系统中的泡沫水温差调节不平衡。这主要是源于一些水量较小的泡沫水喷雾设备,在工作过程中由于所负担区域的压力和湿度得不到有效的保证或者是一些流量较小的泡沫水喷雾设备在工作过程中为了满足所负担区域的压力要求,从而下降泡沫水供水压力。而这样就会使泡沫水喷雾系统机组的整体智能性能下降,同时还会影响泡沫水喷雾系统系统的节能效果。

处理泡沫水喷雾系统各机组水利不平衡的问题,主要的方式是在各个泡沫水喷雾设备上方的水管上安装电动调节阀,来实现泡沫水喷雾系统压力控制过程中的自我调节。同时在调试的过程中,如果发现泡沫水喷雾系统机组上的水管调节阀在实现泡沫水喷雾系统水利系统平衡过程中,出现调节阀开启过度过大或者是调节阀开启度过小的情况,那么便会导致泡沫水喷雾系统在工作过程中调节阀偏离其正常工作区域。这是工作人员都需要对泡沫水喷雾系统进行初步的调节,来将泡沫水喷雾系统机组中的水力保持相对应的平衡。在调节过程中,首先需要测定泡沫水喷雾系统系统内的泡沫水喷雾机风量和泡沫水喷雾系统送水压力；然后需要测定泡沫水喷雾设备工作过程中的供回水温差；根据供回水温差通过手动调节控制阀,来是控制阀的开启大小合理,从而保证泡沫水喷雾系统各个机组中的温差和送水压力达到基本一致,之后调试人员便可以通过电动阀门对泡沫水喷雾系统进行调节。

2.泡沫水喷雾系统泡沫机的冷凝器部位水侧结垢严重

泡沫水喷雾系统泡沫机组在工作过程中常常会因为冷凝器部位水侧结垢严重,从而使泡沫水喷雾系统的制冷性能系数下降。这主要源于泡沫水喷雾系统的冷却水是一个开放式的系统,冷却水系统在工作的过程中会有大量的杂质进入冷却水系统,长久以来就会导致冷却水系统中冷凝水侧部位结垢,这样就会导致泡沫水喷雾系统制冷机组在工作过程中的制冷系数下降,甚至还会导致泡沫水喷雾系统制冷机组的使用寿命缩短。

这就需要泡沫水喷雾系统检修人员对泡沫机组进行定期的维护和检查,在检查的过程中,如果感觉泡沫机组制冷机部位的冷凝水侧结垢,检修人员就可以通过用手触摸冷凝器外壁压力来判断泡沫机组内冷凝水侧是否发生结垢问题,当泡沫机组冷凝器外壁压力比正常机组外壁压力高,那么就可以判断泡沫水喷雾系统泡沫机的冷凝器部位出现水侧结垢。这时检修人员就需要根据泡沫机组中的冷凝压力对冷凝器排管进行清洗,同时还需要对泡沫机组中的冷却水进行更换,并对相应的进水进行软化处理,这样就可以较好的预防泡沫水喷雾系统泡沫机的冷凝器部位出现水侧结垢的问题。

3.泡沫水喷雾系统泡沫水经过不运行泡沫机的旁通问题

在泡沫水喷雾系统的运行过程中,常常会出现泡沫水喷雾系统泡沫水或冷却水经过不运行泡沫机的旁通问题,而出现这一现象主要是由于泡沫水喷雾系统的相关管理人员为了实现操作中的方便,常常会将泡沫机的泡沫水阀保持开启状态,这样便会导致泡沫水喷雾系统运行冷机的泡沫水量可能会低于额定水量的50%,这样就会造成泡沫机无法进行高效率的运行,同时还会降低泡沫水喷雾系统的制冷性能,此外如果泡沫水喷雾系统泡沫机的冷水阀门长期不关,还会导致泡沫水泵和冷却水泵在运行过程中的额定输出功率偏离合理值,从而造成人员消耗增加。

这就需要在泡沫水喷雾系统的管理过程中,通过智能化的电动阀门便可以对水系统水泵的联锁和开闭情况进行控制,从而减少泡沫水喷雾系统系统控制过程中的人为操作失误。

4.泡沫水喷雾系统冷却塔室外变电站应用中溢水问题

泡沫水喷雾系统系统如果其冷却水管道设计过程中不合理,那么并会导致泡沫水喷雾系统在运行过程中冷却塔会出现溢水现象。通常我国的泡沫水喷雾系统冷却塔的出水管都设置在冷却塔的塔底下端,同时出水管还与泡沫机房内的相应管道进行相连,出水管道距离的长度大致在40米左右,所以泡沫水喷雾系统冷却塔在出水过程中的阻力过大,如果在冷却塔附近出水管道处不设置相应的平衡管,便很可能会导致泡沫水喷雾系统系统在工作过程中,冷却塔出现溢水的问题。

为了避免泡沫水喷雾系统冷却塔在室外变电站应用中出现溢水的问题,工作人员就需要对泡沫水喷雾系统系统的冷却水水管进行合理的设计安装,同时在设计安装的过程中,还需要将冷却塔的出水管与冷却塔的出水口进行联通,同时还需要在泡沫水喷雾系统各个冷却塔的塔底位置增加相应的平衡管道设置,这样就可以有效的预防泡沫水喷雾系统冷却塔室外变电站应用中出现溢水现象。

5.泡沫水喷雾系统冷却水泵、泡沫水泵扬程选择过大问题

泡沫水喷雾系统系统在调试的过程中,会经常性的发现泡沫水喷雾系统冷却水泵、泡沫水泵扬程选择出现过大的问题,例如:在一栋办公楼内的泡沫水喷雾系统泡沫机组的制冷机制冷量在1250kw,泡沫机组中冷却水设计量在300M³/h,泡沫水喷雾系统管理人员通常会将冷却水泵额定流量控制在300M³/h,将冷却水泵的扬程控制在50m左右,这样的设置虽然可以增加泡沫水喷雾设备的制冷量,但是根据上述的参数显示,冷却水泵的扬程正常范围在20~50m左右就可以满足这栋办公楼的制冷需求。可是当前由于水泵的扬程过大,便会导致泡沫水喷雾系统在制冷的过程中阀门等管件就消耗了近30m,使冷却水泵在工作过程中有将近70%的能量平白无故的损耗在阀门的控制中。

因此在针对泡沫水喷雾系统冷却水泵、泡沫水泵扬程选择过大问题的过程中,泡沫水喷雾系统管理人员需要针对办公楼内的制冷需求,然后对水泵的扬程进行合理的设计和参考,然后选择与流量相匹配的电机,来保证水泵在运行过程中既可以高效率的工作,又可以节省不必要的能源损耗。

二、泡沫水喷雾系统中的关键设备及构成

1.泡沫水喷雾系统关键设备

转换器是一种交流电源,它将输出频率(50Hz或60Hz)转换为不同的频率,从而使发动机正常工作。能完成类似于矢量控制变频装置的操作,有时还需要CPU或相应的电路来计算力矩.VFM装置能把电源频率转换成其他频率。其特点是起动软、频率计算快等,其节能主要体现在风机、水泵的使用上。确保生产的可靠性；设计不同的生产机械以满足动力传动系统的要求,如果发动机不能全负荷运转,除了动力传动系统的要求外,过大的扭矩还会增加发动机的功率消耗,从而浪费能源。系统输入压力较大,并且在关闭管道和阀门时会消耗很多能量,调高速度,降低流速,减低水泵和风机的转速,可满足使用要求[2]。

可编程序控制器(PLC)具有通用性、灵活性、抗干扰性、可靠性高、编程语言简单、安装维护方便等特点。通过对程序控制器的修改,实现循环扫描动作；使用PLC,这类扫描过程所需的时间称为扫描周期。关掉PLC,进行内部处理,运行维护等。

2.泡沫水喷雾系统的构成

频率转换的恒压供水系统主要包括三个部分:电气系统,PLC和压力表。对电气系统联接系统的要求是:采用一引二控制方式,两个泵分别以频率或变频工作,满足恒压进水和断路器联接,故障发生时可启动备用泵。用接触器3KM1和3KM2作为频率转换器的输出,分别连接泵M1和M2,接触器1KM1和2KM1通过3个泵连接频率转换器的电源。这种转换器可以控制任何泵的压力启动供水,热继器(1KF和2KF)是电动机的过载保护装置。泡沫水喷雾系统的PLC设计集中管理和监控,通过可编程控制器(PLC)获取IO信号,进行信号处理和远程监控。模块输入端子X接收远程IO信号,包括两个频率转换器,以及来自远端显示器的频率连接/关机,故障信号。

泡沫水喷雾系统输出装置发送信号,如信号控制转换器和泵的开关,备用泵的启动,联锁等。该可编程序控制器的内部编程结构为:遥控泵的频率转换和启动停止。转炉内故障、外泵故障和热偶的动作保护是造成转炉停机的主要原因。两泵之间的联锁关系:一泵发生故障后,联锁启动备用泵,在供水压力不足的情况下锁定启动备用泵[3]。压力表安装系统采用恒压供水,该压力表决定了整个系统,能够实时反映当前的供水压力。调节泵的驱动频率,控制泵的转动频率,在变频器中设有PID调节装置,优化算法使水压调节平稳、稳定,从而简化了系统的调整。泡沫水喷雾系统脱机过程为:PLC接收到下界频率到达信号,经过一定的延迟后,2KM1的接触断开,2KM1的泵M2脱离工频电源。变频器驱动泵M1恒压供水,水压稳定在设定值。这种形式被称为循环式,通常用于所有泵能力相同的供水系统。其优点是能自动地使各泵的工作时间更均衡；缺点是在工作频率直接停止时,由于停机过快,管网压力波动较大。M1型水泵采用变频控制,可编程控制器打开2KM1,使M2在短时间内工作在工作频率下。同时,变频器的输出频率会随着水压力的变化而自动调整,直到水压力稳定。

三、结束语

上文对部署在城市室外变电站泡沫水喷雾系统的运行过程进行了简要地分析,同时对城市室外变电站泡沫水喷雾系统在运行中存在的问题进行论述,提出了针对性的改进意见和维护管理应对措施,希望借此优化城市室外泡沫水喷雾系统的配置功能,确保泡沫水喷雾系统在室外变电站运行维护中处于正常状态。

参考文献

[1]葛伟.新型泵组式(现混)泡沫喷雾自动灭火系统在户外220kV变电站的应用研究[J].工程与建设,2020,34(2):5.

[2]金岚,严伟,张龙骧.主变压器消防全寿命周期比选在安徽涓桥500kV变电站上的应用[J].大科技,2015,000(017):74-75.

[3]崔学龙,郑承勇,段新禄,等.水喷雾灭火及低倍数泡沫灭火系统在油罐消防的应用[J].化工设计,2016,16(1):4.

[4]张玉龙.SP合成泡沫喷雾灭火系统自动控制回路在电力变压器中的应用探讨[J].中国新技术新产品,2020(1):2.

[5]严浩军,孙珑,周峰.变压器"SP"消防泡沫喷淋系统误动原因分析与改进措施[J].文摘版:自然科学,2015(4):6-7.