循環水系統

壹.概述
貳.設計基準
參.系統說明
肆.循環水泵之運轉
伍.熱稀釋泵的運轉
陸.循環水化學控制系統

壹.概述

循環水系統由下列支系統所組成:
  1. 循環水泵(CWP)及其有關之管閥及控制線路。
  2. 熱稀釋泵(Thermal Dilution Pump)及其有關之管閥及控制線路。
    循環水系統提供冷卻水至冷凝器,用以冷卻汽機之低壓排汽,使凝結為水。此系統之水源取自海水,海水經循環水泵輸送到汽機冷凝器之管側,吸收汽機排汽潛熱後排回大海。

貳.設計基準

  1. 循環水系統須能有足夠的水量來冷卻主冷凝器的蒸汽。
  2. 循環水進口溫度限於15.5℃至34℃間。
  3. 當冷凝器之任一水箱發生洩漏海水到冷凝器內部時,仍需不影響機組運轉,此時,將洩漏之水箱隔離,並將海水洩掉,使得另一水箱仍然照常使用。若兩個冷凝器的任一水箱滲漏海水時,則此二個水箱可以隔離,同時將其內之海水洩掉,其餘完好二個水箱在汽機降載下仍然可以繼續使用。
  4. 當任一冷凝器的兩個水箱同時發生海水洩漏時,則機組必須停機。
  5. 在天氣較熱時,循環水系統中之熱稀釋水泵必須起動運轉,目的在使冷凝器排出之海水溫度儘可能降低。
  6. 為了防止汽機廠房的泛濫,冷凝器集水坑設有三組,每組有三個水位開關。若是海水管路破裂或其他事故導致海水大量洩出,而使冷凝器附近的水位升高時,三組水位開關中各組任二個動作,就可使循環水泵跳脫,以免汽機廠房海水泛濫。

參.系統說明

  1. 循環水系統包含下列裝置
    1. 四台循環水泵(每台25%容量)。
    2. 兩條循環水輸水渠道。
    3. 兩個主冷凝器,每個冷凝器有二個水箱。
    4. 一號機與二號機共用一條排水渠道。
    5. 每台循環水泵有二部迴轉欄污柵(Traveling Screen)。
    6. 兩台欄污柵清洗泵(Screen Wash Pump)。
    7. 一台熱稀釋水泵欄污柵清洗泵。
    8. 一台熱稀釋水泵。  

  2. 循環水泵室

    循環水泵室為鋼筋混凝土結構,有20個進水池,每座進水池配置一部迴轉欄污柵,二部迴轉欄污柵配置一台循環水泵,另有固定欄污柵(Trash Rack),刺網,細網,欄污柵清洗泵,CWP軸承冷卻封水設備和加氯設備等。

    1. 固定欄污柵(Trash Rack)
      安置在迴轉欄污柵上游,用來阻擋較大尺寸的海水中懸浮雜物,以免堵塞或損傷迴轉欄污柵。
    2. 刺網(Spur Rack)
      裝置於固定欄污柵及迴轉欄污柵之間,用來攔截塑膠袋及海草等小雜件物流入循環水池,避免使塑膠袋雜物集結於冷凝器水箱而阻塞冷凝器。
    3. 迴轉欄污柵
      裝置在每座水泵進水池中(每一部機10台,8台循環水泵用,2台熱稀釋水泵用,二部機共20台),將海水中之雜物附於網中帶上地面便於清除,使水泵之葉片減少損傷或避免冷凝器堵塞。
    4. 細網(Fine Screen)
      二道細網裝置於循環水泵與迴轉欄污柵之間,確保進入水泵之海水無雜物存在。
    5. 清洗泵
      當迴轉欄污柵前後兩端海水差壓過高時,則清洗泵會自動起動,沖洗附在迴轉欄污柵濾網上的各種雜物或碎片。
    6. 本廠每部機組有四台循環水泵,是直立離心式。額定馬力為2500HP,泵底端進口,在12.8公尺(42呎)總水頭下,每台水泵出口流量為42698.2m3/hr(188000gpm)。每兩台水泵共用一條輸水渠道,供水至一個主冷凝器。管路說明如下:
      1. A與B水泵共用一個正方形混凝土輸水渠道,到達廠房分為兩支96英吋直徑管進入冷凝器Α之兩個進口水箱。
      2. C與D水泵共用一個正方形混凝土輸水渠道,到達廠房分為兩支96英吋直徑管進入冷凝器Β之兩個進口水箱。

      循環水泵之出口閥不遠處(數公尺),設有三個平壓塔(Air Shaft),其功能有二:
      1. 當循環水泵起動後,其水流入冷凝器管內之水壓得以均勻分佈,若有氣泡產生,可從此處溢出,同時可減少管內水鎚現象。
      2. 避免出口閥關閉時,使循環水逆流匯集成甚高沖力將渠道沖毀,此塔可將回流之水減壓並將溢出之海水排入大海。

肆.循環水泵之運轉

  1. 起動 
    1. 注意事項:
      1. 在將第二台CWP用入於--已有一台CWP運轉中之水箱時,第二台CWP在其相關之冷凝器水箱進出口閥開啟後10秒內必需起動,以免運轉中之 CWP〝Runout〞。
      2. 在泵起動後及正常運轉時,冷凝器水箱進出口閥必須保持全開,不可節流。
      3. 在泵起動前,確認泵馬達油槽油位正常,潤滑水至馬達潤滑油冷卻器及泵格蘭之流量正常,且相關的冷凝器水箱進出口閥在全開位置。
      4. 不允許一台CWP同時供水至二個冷凝器水箱之時間多於1分鐘,以免泵之斷路器因過電流跳脫且/或孔蝕而損壞泵。
      5. 當泵跳脫或正常停止時,立刻確認該泵之出口閥及相關冷凝器水箱進出口閥關閉以免泵/馬達因過度反轉而損壞。
      6. 太頻繁起動可能會導致馬達或馬達線圈傷害。
      7. 大修完,CWP如有更換新的軸封,在第一次啟動時,其泵浦軸封潤滑水流量應較正常時高(>15 gpm)直到運轉磨擦聲減小(約二小時)再調回正常流量12 gpm。
      8. 大修完利用CWP灌水時,其出口壓力指示必須下降穩定<0.8kg/cm2時,控制室才能全開出口閥否則易造成CWP過載跳脫。
      9. 泵停止運轉且出口閥關閉狀態下,儘快確定泵軸未逆轉,若有逆轉現象即請維護課檢修,在逆轉情況未改善前,禁止起動CWP。

    2. 操作程序
      1. 依據程序完成所有相關起動CWP前之準備工作。
      2. 起動第一台CWP至冷凝器〝A〞
        1. 確認泵出口閥控制開關在〝手動〞位置 。
        2. 打開該泵對應之冷凝器A水箱進出口閥,先開水箱出口閥,出口閥全開後開啟水箱進口閥。
        3. 壓下泵出口閥之控制開關〝開啟〞,當出口閥開到30°開度時,注意泵起動。
        4. 待泵出口壓力穩定後,在出口閥控制開關再壓一次〝開啟〞,確認出口閥全開。
      3. 起動第二台CWP至冷凝器〝A〞
        1. 確認泵出口閥控制開關在〝手動〞位置
        2. 泵停止運轉且出口閥關閉狀態下,確定泵軸未逆轉,否則禁止起動。
        3. 打開該泵對應之冷凝器A水箱進出口閥,先開水箱出口閥,出口閥全開後開啟水箱進口閥。
        4. 在冷凝器A水箱出口閥開啟後10秒內,壓下泵出口閥之控制開關〝開啟〞,當出口閥開到30°開度時,注意泵起動。
        5. 待泵出口壓力穩定後,在出口閥控制開關〝開啟〞,確認出口閥全開。
      4. 另一個冷凝器之二台循環水泵起動方式同上述步驟。

  2. 正常運轉
    1. 在正常情況下所有四台循環水泵皆必須運轉,此時水泵之出口閥及冷凝器的進口閥及出口閥均在全開位置。
    2. 在正常運轉時,熱稀釋泵可以運轉,也可以不運轉,視排水渠道海水溫度而定。
    3. 在機組熱待機、熱停機和反應爐冷停機,當主蒸汽仍排放到冷凝器時,此系統必須正常運轉以提供冷凝器訊號。

  3. 異常運轉
    1. 假如一台循環水泵不能運轉時,機組仍可由三台循環水泵起動運轉,停止之循環水泵之冷凝器水箱須隔離。
    2. 當任一台循環水泵跳脫時,供給同一冷凝器的第二台循環水泵不跳脫,但該台冷凝器之中一水箱出口閥會自動調節關閉,此時機組將自動降載至80% (3/4 CWP SET BACK)。
    3. 若兩台冷凝器之差壓超過2"Hg時,必須降載或停機。

  4. 停機時
    1. 先將供給到同一冷凝器的二台循環水泵的出口閥開始關閉,然後同時跳脫二台循環水泵。
    2. 遇到海嘯時,循環水泵是不能運轉,因此要連帶停機。

伍.熱稀釋泵的運轉

熱稀釋泵係一直立離心式泵,出力為2500Hp,型式亦與循環水泵相同,設計水頭為26呎 ,出口流量為201000gpm,電源來自13.8KV NA-S01匯流排。

  1. 當需要熱稀釋泵運轉時,它的出口閥必先打開36度,才能起動該泵,泵起動後,於現場觀察泵運轉穩定後,再手動開啟出口閥至全開位置(起動方式與循環水泵同)。 若未手動開啟出口閥,泵起動6分鐘後,將自動全開出口閥。但為避免長時間節流出口閥,造成出口閥損壞,若泵運轉穩定後,可提早手動打開出口閥。
  2. 當熱稀釋泵停機時,出口閥開始關閉。註:熱稀釋泵運轉之降溫效果受機組負載、水溫、與環境溫差等影響。『若一部機滿載運轉,起動一台熱稀釋泵約可降低1.7℃,起動兩台約可降低2.8℃,若兩部機滿載運轉的話,一台熱稀釋泵約可降低1.1℃,兩台運轉約可降低1.7℃。
  3. 當潮水增高時,熱稀釋泵會過載運轉,超過本身所允許的容量,因此泵應該停轉或是調整它的出口閥開度。

陸.循環水化學控制系統

  1. 循環水化學控制系統係設計用來產生並貯存次氯酸鈉(NaOCl)溶液,以連續式注入循環水泵,熱稀釋泵、廠用海水泵及次氯酸鈉海水供應泵之上游,在海水中加入微量的次氯酸鈉,形成海生物不友善環境,以抑制海中的生物,免海生物滋生或甚至損及冷凝器各熱交換器及管路等組件之功能。

  2. 循環水化學控制系統包括三個控制盤,三個整流器,三個次氯酸鈉產生器(二個圓筒型雙極式次氯酸鈉產生器;一個平板型次氯酸鈉產生器),兩個次氯酸鈉儲存槽,兩台次氯酸鈉供應泵, 兩台次氯酸鈉海水供應,一個鹽酸槽,一台鹽酸傳送泵等等。

  3. 兩個圓筒型次氯酸鈉產生器各具有10個並聯之電解組,每個電解組裡面有陰陽極12對,當海水流過陰陽極間時,電解作用使海水產生次氯酸鈉及氫氣。每一產生器每一小時可產92.9磅的次氯酸鈉,海水電解後可以產生約0.08%濃度的次氯酸鈉溶液。 海水由次氯酸鈉海水供應泵供應,海水亦可由一號機B串的廠用海水系統,或二號機B串廠用海水系統來供應。
  4. 含次氯酸鈉的海水送至任一貯存槽貯存。每一直立式圓柱狀的貯存槽容量為9964加侖,由強力玻璃纖維製成,其頂上各有一具送風機,將貯存槽內空氣吹出,使氫氣濃度保持在1%以下。每個貯存槽的容量足供各海水系統 進行連續加藥,海水殘餘氯為0.2ppm。

  5. 兩台次氯酸鈉供應泵,每部均具有100%的容量,在120呎總水頭時,流量可達650gpm,正常運轉一台,另一台備用,此泵必須連續運轉以供應海水系統需要的次氯酸鈉。

  6. 鹽酸槽容量260加侖,鹽酸傳送泵在總水頭70呎時流量60gpm,兩者皆由玻璃纖維製成,可將10%鹽酸加入系統中。

  7. 目前,海水系統添加次氯酸鈉採連續加藥方式。