75 группа 2 вариант / Режимы роботы и эксплуатации ТЭС / ПТ / Книги / Учебное пособие. Режимы работы и эксплуатация паротурбинных установок ТЭС

3) возникновение гидравлических ударов при эксплуатации трубопроводов; гидравлический удар представляет собой крат- ковременное, но резкое и сильное повышение давления в трубо- проводе.

Для исключения недопустимого повышения давления в пер- вом случае меняют насосное оборудование или выполняют со- ответствующую подрезку рабочих колёс насоса. Контроль соот- ветствия рабочих параметров насоса параметрам подключённой сети особенно важно осуществлять при первом пуске насоса по- сле монтажа или после его замены.

Во втором случае на низконапорных схемах устанавливают предохранительные или сбросные клапаны (к примеру, в обвяз- ке деаэраторов, расширителей, РОУ, в системах маслоснабже- ния подшипников турбин и механизмов и т.п.) или же на соот- ветствующих перемычках устанавливают как минимум два за- порных органа с отключаемым штуцером между ними. При этом регламентируют режим использования данной перемычки.

Возникновение гидравлических ударов в основном связано с нарушением правил обвязки трубопроводов и правил эксплуа- тации технологических систем эксплуатационным персоналом.

Гидравлические удары могут возникнуть при следующих условиях эксплуатации:

– быстрое отключение трубопроводов больших диаметров и большой протяжённости, например теплосетевых трубопрово- дов; в этом случае возникает резкое, неодновременное по длине трубопровода изменение скорости и давления жидкости, т.е возникает гидравлический удар; такой процесс очень быстроте- чен и обусловлен упругими деформациями стенок трубы и са- мой жидкости; повышение давления при гидравлическом ударе

может	быть	рассчитано	по	формуле	Жуковского:
∆Pуд =	ρ ∆v c / g	, где ∆Pуд –	скачок давления, кгс/см2; ρ –
плотность жидкости, кг/м3; ∆v –			произошедшее изменение ско-
рости (при полной остановке —			скорость потока перед останов-

кой), м/с; с – скорость распространения ударной волны в воде, м/с; g – ускорение свободного падения, м/с2; следует отметить, что силу гидроудара снижает плавное перекрытие потока и

231

уменьшение рабочей скорости движения жидкости в трубе; на практике во избежание гидроудара при отключении маги- стральных теплосетевых трубопроводов большой протяжённо- сти перед закрытием отключающей электрифицированной за- движки вначале подключают байпасную линию, обеспечиваю- щую соответствующий небольшой расход, а затем закрывают основную отключающую задвижку;

–заполнение трубопроводов и ёмкостей большими расхода- ми; для исключения гидроударов в этом случае заполнение обо- рудования должно вестись через специальные байпасные линии, обеспечивающие безопасное заполнение трубопроводов;

–заполнение трубопроводов рабочими средами с резко отли- чающимися плотностями (вода, пар, воздух); защита трубопро- вода от гидроударов в этом случае должна обеспечиваться за счёт установки в обвязке трубопроводов воздушников и дрена- жей, а также за счёт соблюдения соответствующих правил экс- плуатации трубопроводов в режиме их заполнения;

–резкое снижение давления при перекачке «перегретой» (с температурой более 100 оС) жидкости; данные явления харак- терны при эксплуатации тепловых сетей, деаэраторов, питаю- щихся паром непосредственно от регенеративного отбора тур- бины; для исключения гидроударов в таких случаях используют, например, резервирование деаэраторов по греющему пару с устройством соответствующей блокировки, подключающей ре- зервный источник пара, а также оборудование насосных групп устройствами автоматического включения резервных насосов.

Кроме указанных общих правил эксплуатации трубопрово- дов применительно к эксплуатации систем технического водо- снабжения необходимо:

–контролир овать перепад давлений на сетчатых фильтрах и своевременно осуществлять их отмывку;

–не допускать нерационального сброса технической воды через системы охлаждения механизмов при содержании энерго- блока в оперативном состоянии резерва и ремонта;

–регл аментировать соответствующей производственной ин- струкцией режим подачи технической воды от ПНЭ, НТВ или

232

НСВ в общестанционный коллектор технической воды при раз- личном составе работающих энергоблоков (турбоагрегатов);

–осуществлять контроль плотности масло- газо- и воздухо- охладителей, не допуская загрязнения водного бассейна и сни- жения надёжности работы основного и вспомогательного обо- рудования ТЭС.

Учитывая представленную выше информацию, можно сформулировать последовательность выполнения операций при включении трубопроводов в работу:

1) проконтролировать состояние элементов обвязки трубо- провода на предмет комплектности и исправности;

2) определиться с границами подключаемого участка или в целом подключаемой схемы;

3) собрать технологическую схему для заполнения участка трубопровода или всей схемы, то есть закрыть дренажи, открыть воздушники, выделить заполняемый участок соответствующим положением арматуры;

4) заполнить подключаемый участок водой (рабочей жидко- стью) через байпас или запорный орган небольшим расходом;

5) убедившись, что воздух вытеснен, закрыть воздушники; 6) опрессовать трубопровод на рабочее давление; 7) проконтролировать отсутствие дефектов и работу прибо-

ров контроля давления, температуры; 8) создать расход через трубопровод открытием регулирую-

щего клапана или задвижки.

При эксплуатации насосов системы технического водо-

снабжения необходимо учитывать следующее:

–насос ы системы технического водоснабжения (ПНЭ, НТВ, НСВ), как правило, центробежного типа, консольные или с двухсторонним рабочим колесом и двухсторонним подводом рабочей жидкости (сырой или циркуляционной воды), с приво- дом от электродвигателей напряжением 0,4 кВ, с сальниковыми концевыми уплотнениями рабочего вала насоса и с подшипни- ками качения; при этом насосы с двухсторонним рабочим коле- сом и двухсторонним подводом жидкости (насосы двухсторон- него всасывания) имеют хорошую всасывающую способность и

233

лучшие кавитационные качества по сравнению с насосами кон- сольного типа (одностороннего всасывания);

–поско льку насосы технической воды перекачивают воду с температурой не выше 33 оС и при невысоких напорах, то они могут работать сравнительно длительное время в безрасходном режиме без запаривания и срыва напора, поэтому в обвязке этих насосов линия рециркуляции и прогрева корпуса насоса не предусматривается;

–насос ы технической воды устанавливают в количестве не

менее двух (один – в работе, другой – в режиме автоматического включения при аварийном отключении работающего насоса или при снижении давления в системе технического водоснабжения до недопустимого значения);

– с учётом представленных выше конструктивных и схемных особенностей при эксплуатации насосов технической воды сле- дует использовать основные принципы эксплуатации, изложен- ные в разд. 2.11.2 настоящего пособия.

3.3.Схема восполнения потерь пара и конденсата

впароводяном тракте ТЭС

На современных тепловых электрических станциях утечки пара и конденсата в цикле, а также технологические продувки парогенераторов и вспомогательного оборудования восполня- ются добавочной водой. Под термином добавочная вода следует понимать воду, которая непосредственно вводится в основной тракт (в конденсатор или в линию основного конденсата) ПТУ. Основную долю в добавочной воде составляет обессоленная во- да, подаваемая в так называемые баки запасного конденсата (рис. 3.3). Для подготовки обессоленной воды может использо- ваться термический способ с использованием испарителей или химический способ при использовании водоподготовительных установок, размещаемых в химическом цехе ТЭС. Способ полу- чения обессоленной воды зависит от качества исходной воды, типа установленного основного оборудования и подтверждается соответствующим технико-экономическим обоснованием.

234

Рис. 3.3. Принципиальная схема восполнения потерь пара и кон- денсата в пароводяном тракте ТЭЦ: ХОВ – химически обессоленная вода; БЗК, БГК – баки запасного и «грязного» конденсата; НБЗК, НБГК – насосы запасного и «грязного» конденсата; К/О – конденсато- очистка; ОВ – охладитель выпара; РУ Д-1,2 – регулятор уровня в де- аэраторе давлением 1,2 кгс/см2; ПЛК – промышленно-ливневая кана- лизация; ПерН – перекачивающий насос; ДрБ – дренажный бак; 1 – подогреватель химически обессоленной воды; 2 – ввод низкопотенци- альных тепловых потоков (из дренажных баков, баков низких точек, подогревателей сырой и обессоленной воды, калориферов котлов, расширителей дренажей низкого давления и пр.); 3 – ввод греющего пара; 4 – ввод добавочной воды в рассечку ПНД; 5 – регулятор уровня в деаэраторе давлением 6,0 кгс/см2; 6 – коллектор деаэрированной обессоленной воды

Представленная на рис. 3.3 схема типична для оборудования ТЭЦ. К характерным элементам схемы относятся:

235

–деаэратор атмосферного типа (Д-1,2), предназначенный для обеспечения предварительной деаэрации обессоленной воды и утилизации низкопотенциальных тепловых потоков (из дренаж- ных баков, баков низких точек, подогревателей сырой и обессо- ленной воды, калориферов котлов, расширителей дренажей низ- кого давления и пр.);

–подогр еватель химически обессоленной воды (ПХОВ), предназначенный для предварительного подогрева обессолен- ной воды и обеспечения качественной и надёжной работы де- аэратора атмосферного типа;

–перек ачивающие насосы, обеспечивающие подачу доба- вочной воды в линию основного конденсата или непосредствен- но в деаэратор питательной воды.

Количество деаэраторов Д-1,2, как правило, соответствует количеству установленных на ТЭЦ паротурбинных агрегатов. Деаэраторы имеют поперечные связи с общестанционным кол- лектором 5 (рис. 3.3) химобессоленной и деаэрированной воды.

Принципиальная схема восполнения потерь пара и конденса- та в пароводяном тракте ГРЭС с прямоточными котлами, рабо- тающими на сверхкритических параметрах свежего пара, пред- ставлена на рис. 3.4. Схема включает баки запасного конденса- та, насосы и общестанционные коллекторы нормального и ава- рийного добавка. Насосы аварийного добавка (НАД) и соответ- ствующий коллектор используются в режимах пуска энергобло- ков на этапе так называемой «холодной» отмывки водяного тракта котлоагрегата со сбросом растопочного расхода котловой воды в сбросной циркуляционный водовод. При этом расход питательной воды на котлоагрегат составляет не менее 30 % от номинального расхода, и для обеспечения этого режима требу- ются насосы с большей, чем у насосов нормального добавка (ННД), производительностью. Ввод добавочной воды в этом режиме осуществляется в конденсатосборники конденсаторов турбин.

236

Рис. 3.4. Принципиальная схема восполнения потерь пара и кон- денсата в пароводяном тракте ГРЭС с прямоточными котлами:

ННД, НАД – насосы нормального и аварийного добавка; РУД – регу- лятор уровня воды в деаэраторе; РАД – регулятор аварийного добавка обессоленной воды в пароводяной тракт энергоблока

При нормальной эксплуатации энергоблока ввод добавочной воды в контур ПТУ осуществляется от насосов нормального до- бавка в верхнюю часть конденсатора, а также обеспечивается подача добавочной воды на подпитку контуров систем газо- охлаждения и систем охлаждения стержней статора турбогене- раторов, промежуточных контуров систем охлаждения вспомо- гательного оборудования (питательных насосов, маслоохлади- телей и пр.).

При эксплуатации системы восполнения потерь пара и кон- денсата пароводяного тракта ТЭС в общем случае используются отмеченные ранее общие принципы, касающиеся обслуживания трубопроводов, насосов и теплообменных аппаратов. При этом необходимо учитывать следующее:

237

–с точки зрения обеспечения надёжности работы ТЭС в це- лом схема ответственная, поскольку при выходе её из работы (отключение насосов; упуск уровня в БЗК; нарушение качества обессоленной воды и пр.) возникает вероятность посадки стан- ции на «ноль», поэтому все элементы схемы должны содержать- ся в исправном состоянии; особое внимание должно уделяться исправности непосредственно БЗК и насосов БЗК; не допускает- ся работа БЗК с переливом воды и работа насосов БЗК без ре- зерва;

–дол жно быть определено ответственное лицо и график осмотра БЗК и БГК в целях контроля состояния баков; при этом должно обращаться внимание на отсутствие дефектов (течи, нарушение целостности окожуховки, неисправности запорной арматуры, наледи в зимнее время года, прорастание поросли на баках и т.п.);

–для обеспечения качественной работы деаэраторов давле- нием 1,2 кгс/см2 необходим предварительный подогрев обессо- ленной воды в соответствующем подогревателе (ПХОВ); нагрев ХОВ в самом деаэраторе не должен быть более 30 оС, в против- ном случае качество деаэрации ухудшается, работа деаэратора может сопровождаться гидроударами, что приводит к выводу его из строя;

–допускает ся включение БЗК и БГК в параллельную работу (объединение по всасывающему коллектору) для увеличения емкости БЗК при условии обеспечения требуемых норм каче- ства питательной воды;

–зоны обслуживания и обязанности персонала при эксплуа- тации системы должны регламентироваться местными инструк- циями.

238

4. ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК НЕБЛОЧНЫХ ТЭС

4.1.Общие положения

Сточки зрения тепломеханического состояния, режимы ра- боты паровой турбины можно разделить на стационарные и не- стационарные.

Стационарный режим отвечает работе турбины при некото- рой фиксированной нагрузке (номинальной или частичной); ха- рактерной особенностью режима являются установившиеся во времени тепловые и механические состояния всех деталей тур- бины (корпуса, ротора, регулирующих клапанов, турбинных ло- паток и т.д.).

К нестационарным режимам работы можно отнести пуски и остановы турбины, высокую скорость изменения нагрузки, спе- цифические условия и режимы работы (отключение регенера- тивных подогревателей; принудительное расхолаживание тур- бины; перевод турбогенератора в режим синхронного компенса- тора и пр.).

К наиболее сложным случаям нестационарного режима отно- сится пуск турбины [1], поскольку возникающие в процессе его термические и механические напряжения в элементах турбины суммируются. Кроме того, при пуске неостывших турбин воз- никают дополнительные трудности, которые не встречаются в процессах останова. Поэтому от правильного проведения пуска существенно зависят эксплуатационная надежность и долговеч- ность турбоагрегата. Следует отметить, что неправильные дей- ствия оперативного персонала при эксплуатации ПТУ не всегда приводят к аварии в данный момент, но это обстоятельство не проходит бесследно и сказывается в дальнейшем.

Нестационарный режим характеризуется неустановившимся механическим и тепловым состоянием турбоагрегата. Измене- ние механического состояния турбины обусловлено возникно- вением напряжений от следующих факторов:

239

–внутреннего давления пара (в паропроводах, корпусах тур- бины);

–разности давлений (в диафрагмах, лопатках, дисках);

–центробе жных сил (во вращающихся элементах);

–вибрации турбинных лопаток и валов;

–осевого усилия в упорном подшипнике и радиальных уси- лий в опорных подшипниках.

Следует отметить, что от механических перегрузок турбину предохраняют различные защитные устройства (предохрани- тельные клапаны, центробежные регуляторы частоты вращения ротора; автоматы безопасности; вводятся соответствующие за- щиты и блокировки для предотвращения выхода контролируе- мых параметров за допустимые пределы).

Изменение теплового состояния элементов турбины вызыва- ет возникновение в них так называемых температурных (терми- ческих) напряжений. Под температурными напряжениями по- нимают механические напряжения, возникающие в твёрдом теле вследствие различия температуры у различных частей тела и ограничения возможности теплового расширения или сжатия их со стороны окружающих частей тела или со стороны других тел, окружающих данное тело. Так, если температура металла како- го-либо элемента турбины одинакова, а ограничения возможно- сти расширения (сжатия) отсутствуют, то температурных напряжений в указанном элементе нет. При его прогреве про- изойдёт изгиб элемента по сферической поверхности. То есть в этом случае, изгиб (деформация) не вызовет в элементе никаких напряжений. В случае же защемления данного элемента и его неравномерного нагрева возникнут изгибающие напряжения, равномерно распределённые по краям элемента, соответствую- щие по величине компенсирующему кривизну напряжению, вы- званному неравномерным нагревом.

Следует отметить, что от недопустимых термических напря- жений турбина не может быть полностью защищена и в этом случае безопасность турбины полностью зависит от правильно- сти выбранной методики пуска, квалификации и степени подго- товки обслуживающего персонала.

240