换流阀冷却补水系统设计与工程应用

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摘要:以乌东德多端柔直工程龙门换流站外冷补水系统为研究对象,对阀冷补水系统方案及其工程应用进行研究,包括补水系统的组成、主要设备及作用,并结合工程参数对设备进行了选型计算。本文提出的阀冷补水系统典型配置方案和选型方法,可为未来柔性直流输电工程参数设计和运维调试提供参考。
1概述
换流阀是直流输电工程换流站的核心设备,正常运行时产生大量的热量,需配置冷却系统对换流阀进行冷却。换流阀冷却系统包括阀内冷系统和阀外冷系统两部分,其中阀外冷系统包括风冷及水冷两种方式,一般“风冷”外冷方式为空气冷却器,“水冷”外冷方式为闭式冷却塔。我国南方环境温度高,但水源条件相对较好,阀外冷一般采用闭式冷却塔,主要通过喷淋在换热盘管表面的外冷水的蒸发将热量带走,冷却盘管内的冷却水温度。由于闭式冷却塔内的换热盘管表面温度较高,喷淋水会不断蒸发,水池内的水的杂质浓度必然升高,为了维持较好的喷淋水水质标准,防止喷淋水在盘管外表面产生结垢现象,必须对水池内的水进行补充的同时必须排掉一部分喷淋水。因此,控制好喷淋水及其补充水水质是换流阀长期可靠稳定运行的关键。
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scm文件补水系统工艺流程及水质要求
喷淋补给水进入水池之前先进行处理,包括砂滤、活性炭过滤、反渗透处理,此外喷淋水系统还将进行加药及旁通过滤处理。喷淋水补充水处理系统主要设备包括:砂滤器、碳滤器、反渗透处理装置、反冲洗装置、反渗透清洗装置、管道、配电及控
制设备。其主要流程为:喷淋水补充水→石英砂过滤器→活性炭过滤器→反渗透装置→喷淋水池。图1为换流阀冷却塔补充水处理系统工艺流程图。
图1  补水系统工艺流程图
经过喷淋水反渗透装置和加药装置,处理后的喷淋水水质标准满足以下要求,如表1所示。汽车轮胎模具
表1  补充水水质要求表
3补水系统相关装置
3.1 原水预处理系统
城市管网供水中含有多种杂质,如悬浮物、胶体、有机物和无机盐等,为保证本系统的正常运转,则必须先去除水中的悬浮物、胶体、有机物等,使反渗透膜的进水达到要求,故本系统设置原水预处理系统,原水预处理系统包括石英砂过滤器、活性炭过滤器。
双极化天线3.1.1 石英砂过滤器
石英砂过滤器选用不同粒径的石英砂滤料,自上而下粒径逐级分配,利用深层过滤原理,当补充水通过石英砂滤层,水中的悬浮物、机械颗粒、胶体等杂质在流经滤料层中弯弯曲曲的孔道时,由于滤料表面的接触作用,悬浮物和滤料表面互相粘附,从而去除水中的悬浮物、胶体、机械颗粒,保证出水SDI(污染指数)小于等于5。过滤器为立式结构,通过压差或时间进行反冲洗,石英砂过滤器的反洗、正洗过程,可将石英砂滤层的杂质冲洗出来,同时使滤层松动,提高流量及吸附效果。
3.1.2 活性炭过滤器
活性炭过滤器内装粒状果壳净水型活性炭,经过石英砂过滤器过滤后的水进入活性炭过滤器,主要去除水中的大分子有机物、胶体、异味、余氯等杂质,同时活性炭
滤层通过机械过滤作用可进一步去除水体中的的悬浮物、机械颗粒等杂质,使出水达到反渗透系统要求的进水指标SDI≤5,余氯<0.1mg/L,从而防止下游反渗透膜被氧化和污染损伤。
3.2 反渗透系统
反渗透系统包括保安过滤器、阻垢剂添加装置、杀菌剂添加装置、高压泵、反渗透装置、反渗透化学清洗装置。
3.2.1 保安过滤器
保安过滤器作用是截留大于5µm的颗粒,以防止其进入反渗透系统;过滤器设压差表提示滤芯污垢程度,清洗或更换,当过滤器进出口压差大于0.07-0.1MPa时,提醒操作人员应当清洗或更换滤芯。
3.2.2 高压泵
高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力,保证反渗透膜的正常运行。根据反渗透本身的特性,需有一定的推动力去克服渗透压等阻力,才能保证达到设计的产水量。
3.2.3 反渗透装置
反渗透技术是近二十几年来新兴的高新技术,它利用反渗透原理,采用具有高度选择透过性的反渗透膜,能使水中的无机盐去除率达到99%以上,同时,也能脱除水
中的各种有机物、微粒,大大提高产品清洗合格率,且无污染,因而在纯水制备方面得以广泛采用。
反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术,其孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下,H2O分子可以通过反渗透膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过反渗透膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓水严格区分开来。
3.2.4 化学清洗装置
由于原水中高价离子的含量比较高,因此当停机时,反渗透膜浓水侧的污染物会沉淀在反渗透膜表面,并且由于反渗透膜浓水侧的含盐量很高,反渗透膜会失去与之平衡的反渗透压,反渗透膜透过水侧的淡水会吸干而造成对膜的严重损害。因此,在高压泵停止运行的同时应开启冲洗装置,由进水置换反渗透膜内的药品及污物,从而保护反渗透膜。
蒸汽喷射真空泵
化学清洗装置用于反渗透膜的定期化学清洗,以延长反渗透膜的使用寿命。它由清洗水箱、清洗水泵和5μm清洗过滤器组成,以达到最佳清洗效果。5μm过滤器可截留清洗液的杂质,防止对膜产生新的污染,其中清洗水箱设有电加热器。
3.3 自循环过滤系统程序升温
自循环过滤系统由循环水泵、快速砂滤器、管道、阀门及其它附件组成。当系统处于过滤状态时,加压水从滤罐进口流入布水系统,均匀的到达滤料层。当水流过滤

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