溴化锂空调在百万机组的应用

摘要：文章主要描述了台山电厂二期溴化锂中央空调的流程及控制的特点，即基于PLC的空调自动控制和保护系统，并根据现场实际情况，详细介绍了空调在调试过程中出现的问题及其解决策略。

关键词：溴化锂空调；百万机组；自动控制；中央空调系统

中图分类号：TB657 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0144-04

国华台电二期工程2×l000MW超超临界机组的中央空调主机采用江苏双良空调设备股份有限公司的蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组，主机动力采用百万机组辅助蒸汽母管的蒸汽，通过减温减压装置，将其压力和温度较高的蒸汽转换成机组所能接受的蒸汽。控制系统采用AB-PLC，末端设备根据不同的区域要求，分别采用了具备湿功能的组合式空气处理机，风机盘管，立柜式空调及吊顶式空调。

一、蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组的原理

蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组（以下简称机组）是一种以饱和蒸汽为热源（工作蒸汽），水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，在真空状态下制取空气调节和工艺用冷水的设备。机组由高压发生器（简称高发）、低压发生器（简称低发）、冷凝器、蒸发器、吸收器和高温热交换器、低温热交换器、凝水热交换器等主要部件及抽气装置、熔晶管、屏蔽泵（溶液泵和冷剂泵）等辅助部分组成。

溶液泵将吸收器中的稀溶液抽出，经低温热交换器、凝水热交换器、高温热交换器换热升温后进入高压发生器，在高压发生器中被高温工作蒸汽继续加热，浓缩成中间溶液，同时产生高温冷剂蒸汽。中间溶液经高温热交换器传热管间，加热管内流向高压发生器的稀溶液后，温度降低，进入低压发生器，在低压发生器中被来自高压发生器的高温冷剂蒸汽在此加热，分离出冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液。浓溶液经低温热交换器传热管间，加热管内稀溶液，温度降低后回到吸收器。高压发生器产生的高温冷剂蒸汽再低发传热管内因加热管外的溶液而冷凝成冷剂水，经节流后进入冷凝器，低压发生器中产生的冷剂蒸汽也进入冷凝器内，被流经冷凝器传热管内的冷却水冷凝成冷剂水，热量被冷却水带入大气中，两股冷剂水经U型管节流后进入蒸发器，在蒸发器内闪发降温后流入蒸发器冷剂水盘。进入蒸发器水盘中的冷剂水被冷剂泵抽出喷淋在蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内冷水的热量而沸腾蒸发，成为冷剂蒸汽。产生的冷寂蒸汽进入吸收器，被回到吸收器中的浓溶液吸收。冷水则在热量被冷剂水带走后温度降低，流出机组，返回用户系统。浓溶液在吸收了冷剂蒸汽后，浓度降低，成为稀溶液后被溶液泵再次送往高、低压发生器加热浓缩。这个过程不断循环进行，蒸发器就连续不断地制取所要求温度的冷水。

二、中央空调系统流程图

台电二期中央空调系统可以分为两大部分，一是冷却水系统，二是冷冻水系统。

冷冻水系统流程：溴化锂主机冷冻水出口→分水器→设备末端→集水器→冷 冻泵→溴化锂主机冷冻水进口。

冷却水系统流程：溴化锂主机冷却水出口→冷却塔→冷却泵→溴化锂主机冷却水进口。

从溴化锂主机冷冻水出口的冷冻水温度一般维持在8℃，然后在分水器分三路，分别去主厂房区域，集控楼区域及外围区域。不同的区域配置不同的设备末端，对环境要求较高的房间（例如DCS电子设备间，工程师站，电气保护室），则采用了最新的组合式空调，它不仅能够控制室内的温度，同时还能控制室内的湿度，确保电子设备的安全稳定运行。对环境要求一般的房间，则采用了普通的立柜和吊顶空调，其只能控制房间温度。从而实现了对不同环境的不同控制，既满足现场实际需要，又达到合理节能目的。经过了各设备末端的冷热交换，冷冻水回水进入集水器，一般温度维持在13℃左右，冷冻水回水再由冷冻泵打进主机，重新制冷，实现下一个循环。

从溴化锂主机冷冻水出口的冷却水温度一般维持在32℃左右，然后进入冷却塔，冷却塔露天布置，通过喷淋的方式冷却，将其冷却至30℃以下，冷却水回水再由冷却泵打进主机，重新冷却主机，实现下一个循环。

三、中央空调系统的控制和保护策略

台电二期共配置有3台主机，正常工况下2用一备。3台主机实现自动切换功能。

（一）三台机组连锁控制

程控启动条件：冷冻站系统处于自动和一键启动模式。

连锁逻辑：

1．以周为单位比较三台机组运行时间，优先启动运行时间较短的机组。（比如此时优先启动1号机组）。

2．若冷冻水回水温度高于启机冷冻水回水温度设定超过1小时，启动2号机组。

3．若冷冻水回水温度仍高于启机冷冻水回水温度设定超过2小时，启动3号机组。

4．若冷冻水回水温度低于停机冷冻水回水温度设定超过1小时，停止3号机组。

5．若冷冻水回水温度仍低于启机冷冻水回水温度设定超过2小时，停止2号机组。

6．始终保持1号机组运行直到1号机组运行时间超过其它机组。

（二）冷冻站系统（以1号冷冻系统为例，其它同理）

1．1号冷冻泵启动条件：

1号、2号、3号机组冷冻水蝶阀至少有一台处于全开位置。

且有手动条件下的手动启泵信号或自动条件下的1号机组冷冻泵联动信号。

2．1号冷冻泵保护：

干泵保护：1号冷冻泵水流开关、1号机组冷冻水进口水流开关、1号机组冷冻水出口水流开关、2号机组冷冻水进口水流开关、2号机组冷冻水出口水流开关、3号机组冷冻水进口水流开关、3号机组冷冻水出口水流开关至少有一个有动作。

憋泵保护：1号冷冻泵水流开关无动作、1号冷冻泵运行、没有机组冷冻水蝶阀打开。

3．1号冷冻泵停止条件：

没有1号机组冷冻水泵冷联动信号时手动条件下的手动停泵信号，

或自动1号机组冷冻泵联动信号消失；

或1号、2号、3号机组冷冻水蝶阀没有一个处于全开位置；

或1号冷冻泵保护。

4．1号冷却泵启动条件：

1号、2号、3号机组冷却水蝶阀至少有一台处于全开位置且1号、2号、3号冷却塔蝶阀至少有一台处于全开位置。

且有手动条件下的手动启泵信号或自动条件下的1号机组冷却泵联动信号。

5．1号冷却泵保护：

干泵保护：1号冷却泵水流开关、1号机组冷却水出口水流开关、2号机组冷却水出口水流开关、3号机组冷却水出口水流开关至少有一个有动作。

憋泵保护：1号冷却泵水流开关无动作、1号冷却泵运行、没有机组冷冻水蝶阀打开、没有冷却塔蝶阀打开。

6．1号冷却泵停止条件：

没有1号机组冷却水泵冷联动信号时手动条件下的手动停泵信号，

或自动1号机组冷却泵联动信号消失，

或1号、2号、3号机组冷却水蝶阀没有一个处于全开位置，

或1号、2号、3号机组冷却塔蝶阀没有一个处于全开位置

或1号冷却泵保护。

7．1号冷却塔风机、喷淋泵启动条件：

手动启动信号，

或1号机组运行，冷却水回水温度高于冷却水回水温度设定超过10秒钟，

或自动条件下，2号机组运行，冷却水回水温度高于冷却水回水温度设定超过30分钟，

或自动条件下，3号机组运行，冷却水回水温度高于冷却水回水温度设定超过10分钟。

8．1号冷却塔风机、喷淋泵停止条件：

手动停止信号，

或自动条件下冷却水回水温度低于冷却水回水温度设定减5度超过10秒钟，

或1号机组冷却泵冷冻信号消失，

或没有机组运行。

9．1号机组冷冻水蝶开阀条件：

手动条件下的手动开阀信号，

或1号冷冻水泵联动信号。

10．1号机组冷冻水蝶关阀条件：

1号冷冻泵不运行且没有1号冷冻泵联动信号时手动条件下的手动关阀信号，

或1号机组冷冻泵联动信号消失后延时1分钟。

11．1号机组冷却水蝶开阀条件：

1号冷却水泵联动信号。

12．1号机组冷却水蝶关阀条件：

1号冷却水泵联动信号消失。

13．1号冷却塔蝶阀开阀条件：

手动条件下的手动开阀信号，

或1号冷却水泵联动信号，

或自动条件下，3号机组运行，冷却水回水温度高于冷却水回水温度设定超过10分钟，

或自动条件下，2号机组运行，冷却水回水温度高于冷却水回水温度设定超过30分钟

14．1号冷却塔蝶阀关阀条件：

没有1号冷却泵联动信号时手动条件下的手动关阀信号，

或1号冷却水泵联动信号消失，

或没有1号冷却泵联动信号时自动条件下冷却水回水温度低于冷却水回水温度设定减6度超过10秒钟，或三台机组冷却水泵联动信号都消失。

四、中央空调系统调试及安装期间的问题

中央空调整体调试到交付期间出现了各种不同的问题，通过与厂家，设计院和调试人员的共同努力，均顺利圆满的解决。下文将略述期间的问题。

（一）空调主机频繁跳闸现象

在调试初期，1号空调主机频繁跳闸，跳闸原因为冷冻水流量低。

每台机组自身带有一流量开关，该流量开关属于靶片式原理结构。流量开关安装在一竖直的管道上，水流方向从下往上，当冷冻水流量低于设定值时，说明系统内部冷冻水少于机组的最小要求，主机将跳闸，但是其模拟量测量装置却显示正常。

解决办法：为此靶片式的流量开关内部靶片为钢片材质，本身有重量，因此其产生了偏差。后来与厂家协商，将靶片式的流量开关内部靶片为铝片材质，从而解决该问题。

（二）空调风管道滴水问题

在调试初期，空调的风管道外部部满水珠。

风管道用于室内空气循环冷却。运行一段时间后发现，新风管道上布满水珠，回风管道上一切正常。其中，测量新风管道上温度为17℃，回风温度为23℃。

解决办法：一是将风管道上漏风处封堵严密，这样冷风将不会泄露，避免冷风直接与空气相接触，杜绝滴水现象；二是将空调温度提高，通过提高回风温度，有效的避免了冷热风的温差限度，杜绝滴水现象；三是将房间的孔洞封堵严密，避免室外温度较高的空气直接进入房间，避免冷热风的温差限度，杜绝滴水现象。

（三）DCS与PLC通讯掉数据包问题

空调控制系统的最终控制将在电厂DCS系统中控制，因此，就需要将DCS与PLC通讯，实现远程监控。在调试初期，经常出现掉数据包的情况。

解决办法：在调试过程中，发现模拟量的通讯一切正常，数字量通讯经常出现数据包丢失现象，换双方通讯地址及代码均无法解决该问题。后来通过技术手段，将一连串的数字量通讯经过编译成模拟量数据，每一位代表不同的设备形式，数字量通讯到DCS后，编译成数字量，每一位代表不同的设备形式，从而有效的解决了以上问题。

（四）空调系统与消防系统联动问题

按照电力行业规程规定，消防系统与通风系统一定要实现联动，也就是说区域有火灾报警时，要将相应区域内的通风系统关闭，避免出现助燃现象。当初通风设计时，在每个通风控制箱均有一副干接点，当该房间出现火灾报警时，将切断该控制箱动力电源，实现联动。在现场实际发现，消防系统无法提供如此多的干接点，其系统是以区域为单位的，对于单个房间出现火灾报警，其只能以区域的形式出现。

解决办法：为了有效的避免助燃现象，通过与技术人员沟通，采用了控制动力电源总闸的办法来解决。也就是一区域的通风系统只有一个电源总开关，再分配至各个单体设备。再将消防系统信号送至电源总开关，当区域内的任何房间出现报警时，将切断该区域内的总电源，有效的实现了联动。

五、结论

以上是根据台电二期中央空调系统的特点，详细地讲述了系统的原理，流程，保护等问题，同时又对调试过程中出现的问题提出了解决办法。通过系统的试运行，该机组已经稳定。通过实践证明，蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组能够适用于电厂，同时其动力采用蒸汽，具备耗能低，经济环保等优点，据初步统计，采用蒸汽溴化锂空调，每年节省厂用电约389万kW，减少运行费用每年约100万元，值得借鉴。

参考文献

[1]广东电力设计院．广东国华台山电厂二期中央空调控制系统概述．

[2]江苏双良集团有限公司．蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水

机组．

作者简介：熊玉波，广东国华粤电台山发电有限公司二期设备维护部助理工程师，研究方向：火电厂热控。

（责任编辑：叶小坚）