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

7.Импульсная электрогидравлическая очистка. Метод осно- ван на том, что при создании электрического разряда в жидко- сти возникают ударные волны, разрушающие отложения. Метод применим на работающей турбине, но эффективен лишь приме- нительно к накипным отложениям.

8.Промывка обратным потоком охлаждающей воды. Отло- жения удаляются при изменении направления движения воды, реализуемом с использованием специальной схемы.

9.Промывка нагретой охлаждающей водой. Удаляются в ос- новном биологические загрязнения, чувствительные к повыше- нию температуры среды. Метод требует больших затрат тепло- вой энергии на проведение очистки.

10.Коррекционная обработка охлаждающей воды химиче- скими реагентами. Такая обработка применяется в системах оборотного водоснабжения. Скорость образования накипных отложений уменьшается при дозировании в воду ингибиторов отложений. Для такого метода, как и других химических мето- дов, характерно негативное влияние на окружающую среду из- за увеличения сбросов химически активных веществ.

11.Кислотная или другая реагентная промывка. Отложения удаляются химическими методами. При этом необходимо от- ключение всего конденсатора или его половины. Метод также сопряжен с загрязнением окружающей среды сбросами реаген- тов. Кроме того, при использовании такого метода снижается ресурс конденсационной установки из-за активации процессов химического разрушения металла.

Таким образом, любой из методов очистки или профилакти- ки загрязнений водяного тракта конденсаторов имеет свои пре- имущества и недостатки. Выбор метода зависит от условий ра- боты конкретной конденсационной установки и во многом определяется химическим и биологическим составом примесей охлаждающей воды.

71

2.9. Регенеративная установка турбоагрегата

2.9.1. Общие сведения

Система регенерации низкого и высокого давления предна- значена для подогрева основного конденсата и питательной во- ды в регенеративных подогревателях паром, частично отрабо- тавшим в турбине. Применение регенеративного подогрева поз- воляет повысить тепловую экономичность паротурбинной уста- новки при номинальном режиме работы на 12–16 % [16]. При снижении нагрузки турбоустановки эффективность использова- ния системы регенерации снижается.

Регенеративные подогреватели делятся на две группы: подо- греватели низкого и высокого давлений (ПНД и ПВД).

ПНД устанавливаются в тракте основного конденсата, и кон- денсат через них прокачивается конденсатными насосами при сравнительно небольшом давлении.

ПВД устанавливаются в питательном тракте, питательная во- да через них прокачивается питательными насосами под давле- нием, превышающим давление в котле.

С точки зрения технико-экономического обоснования коли- чество регенеративных подогревателей на ПТУ не должно пре- вышать 7÷9, то есть 4÷5 ПНД и 2÷3 ПВД .

2.9.2. Тепловая схема включения регенеративных подогревателей низкого давления

Всхемах регенерации низкого давления могут использовать- ся ПНД поверхностного и смешивающего типов. Основным не- достатком поверхностных ПНД является их высокая стоимость (трубки выполняются латунными или из нержавеющей стали) и значительный до 10 ° С недогрев.

Втермодинамическом отношении смешивающие подогрева- тели являются более эффективными, так как в них практически отсутствует недогрев. Однако существуют трудности в реализа- ции многоступенчатого регенеративного подогрева с примене-

72

нием смешивающих подогревателей. Поэтому в реальных схе- мах регенерации низкого давления, как правило, устанавлива- ются ПНД-2 смешивающего типа или ПНД-1 и ПНД-2 также смешивающего типа, смонтированные по гравитационной схеме или с промежуточными насосами, установленными между ними [17]. Следует отметить, что к настоящему времени ПНД смеши- вающего типа используются исключительно в схемах блочных ПТУ мощностью 200 МВт и выше. Описание конструкций и технические характеристики подогревателей низкого давления Саратовского завода энергетического машиностроения (СЗЭМ) и производственного объединения "Красный котельщик" пред-

ставлены в РД 34.40.510-93 [18] .

Примеры принципиальных тепловых схем регенерации низ- кого давления с поверхностными и смешивающими ПНД пред- ставлены соответственно на рис. 2.6. и 2.7. Основными элемен- тами схемы являются:

–поверхностные и смешивающие подогреватели низкого давления;

–система трубопроводов основного конденсата с арматурой;

–система паропроводов подвода регенеративного пара к ПНД с арматурой;

–система отвода конденсата греющего пара (КГП) из подо- гревателей со сливными насосами, регулирующей и запорной арматурой;

–система отвода неконденсирующихся газов (воздуха) с за- порной арматурой;

–система дренажей и воздушников;

–контрольно-измерительные приборы и средства автоматики. Трубная система поверхностных ПНД набирается обычно из

U- или П-образных трубок диаметром 16 мм и толщиной 1 мм, концы которых завальцованы в трубных досках. В зависимости от площади теплообмена подогревателя применяются трубки из латуни Л68, Л070-1 и сплава марки МНЖ5-1. Например, в аппа- ратах ПН-400 с площадью теплообмена 400 м2, устанавливае- мых в схемах энергоблоков мощностью 250 и 300 МВт, приме-

73

няются, как правило, трубки из сплава МНЖ5-1 и нержавеющей стали 08Х18Н10Т.

Рис. 2.6. Принципиальная тепловая схема регенерации низкого давления с поверхностными ПНД: ПНД-1,2,3,4 – подогреватели низкого давления; КЭН – конденсатный электронасос; РУК – регуля- тор уровня в конденсаторе; К-р – конденсатор; ПВС – паровоздушная смесь; РТД – расширитель дренажей турбины; СлН – сливной насос; КГП – конденсат греющего пара; ПГС-1,2 – сетевые подогреватели го- ризонтальные соответственно первой и второй ступеней; Д-6 – деаэра- тор питательной воды давлением 6 ата

К отличительным особенностям систем регенерации низкого давления ПТУ неблочных ТЭС (рис. 2.6.) следует отнести сле- дующее:

–использование ПНД исключительно поверхностного типа;

–обвязка подогревателей позволяет их индивидуальное от- ключение для производства ремонтных работ без останова тур- боустановки;

–ввод добавочной воды и конденсата греющего пара сетевых подогревателей в контур паротурбинной установки осуществля-

74

ется в рассечку между ПНД или непосредственно в деаэратор питательной воды.

Рис. 2.7. Принципиальная тепловая схема регенерации низкого давления со смешивающим ПНД-2: НОУ – насосы обессоливающей установки; ПЭН – питательный электронасос; ПТН – питательный турбонасос; прочие обозначения те же, что на рис. 2.6

Системы регенерации низкого давления блочных ПТУ могут выполняться только с поверхностными или частично со смеши- вающими ПНД (рис. 2.7). Используемые в схемах сливные насо- сы могут устанавливаться по одному или два на одном, двух или трех поверхностных ПНД. На смешивающих ПНД (в схемах мо- гут быть один или два смешивающих подогревателя) количе- ство устанавливаемых конденсатных насосов на каждый подо- греватель различно.

2.9.3. Тепловая схема включения регенеративных подогревателей высокого давления

В современных системах регенерации паротурбинных уста- новок могут применяться камерные и коллекторные ПВД. На ТЭС нашей страны применяются, как правило, коллекторные ПВД. Поверхность теплообмена этих подогревателей набирает-

75

ся из свитых в плоские спирали гладких труб, присоединенных к вертикальным раздающим коллекторным трубам (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Форма навивки спиральных трубных элементов ПВД: а – одноплоскостная спираль; б – двухплоскостная спираль; 1 – верти- кальный распределяющий коллектор; 2 – вертикальный собирающий коллектор; 3 – трубный спиральный элемент

В подогревателях типа ПВ, выпускавшихся до 1982 г., в спи-

ралях применялись трубки 32×3,5...6 мм, в подогревателях более позднего выпуска типа ПВД - 22×3,5 мм.

В обозначение типоразмера подогревателя с трубками

32×3,5...6 мм входит (на примере ПВ-1200-380-43-1):

ПВ – подогреватель высокого давления; 1200 – суммарная площадь поверхности теплообмена, м2;

380 – расчетное давление в трубной системе, кгс/см2; 43 – расчетное давление пара в корпусе, кгс/см2; 1 – модификация конструкции аппарата.

В обозначение типоразмеров подогревателей нового поколе- ния ПВД с трубками малого диаметра (22×3,5 мм) входит (на

примере ПВД-550-23-2,5-1):

ПВД – подогреватель высокого давления; 550 – номинальный массовый расход питательной воды через

подогреватель, т/ч;

76

23 – расчетное давление питательной воды в трубной систе- ме, МПа;

2,5 – расчетное давление пара в корпусе, МПа; 1 – модификация конструкции аппарата.

По принципу использования тепла греющей среды поверх- ность теплообмена ПВД делится на следующие зоны:

●охлаждения пара (ОП) – зона конвективного теплообмена при охлаждении перегретого пара, т.е. с температурой стенки выше температуры насыщения пара при давлении в данной зоне;

●конденсации греющего пара (КП) – основная зона подогрева- теля с температурой стенки ниже температуры насыщения пара;

●охлаждения конденсата (ОК) – зона конвективного тепло- обмена при охлаждении конденсата греющего пара (КГП).

Все три зоны – ОК, КП и ОП – расположены в одном корпусе ПВД и в большинстве случаев включаются по ходу питательной воды последовательно. При этом через зоны ОК и ОП проходит лишь часть полного расхода воды, для организации которого в коллекторах устанавливаются дроссельные шайбы и диафрагмы

(рис. 2.9).

Конструктивно трубная система ПВД в зоне ОП и ОК поме- щается в отдельных кожухах, конструкция которых обеспечива-

ет многоходовое движение пара (в зоне ОП) и конденсата (в зоне ОК).

Рис. 2.9. Принципиальная схема включения зон ОП, КП и ОК в ПВД: 1 – вход питательной во- ды; 2 – выход питательной воды; 3 – вход греющего пара; 4 – вы- ход конденсата греющего пара; 5 – вход конденсата греющего па- ра из последующего ПВД

77

В схемах мощных энергоблоков с промперегревом распро- странение получили более совершенные схемы включения зон ОП в тракт питательной воды:

– схема с концевой зоной ОП (схема Виолен), в которой гре- ющий пар первого по ходу питательной воды подогревателя охлаждается питательной водой после всех ПВД (рис. 2.10, а);

– схема включения зоны ОП по питательной воде парал- лельно последующим по ходу воды подогревателям (схема Ри- кара-Некольного) (рис. 2.10, б).

Рис. 2.10. Схема включения встроенных зон ОП по питательной воде и греющему пару: слева – включение с концевой зоной ОП – схема Виолен; справа – параллельное включение зоны ОП – схема Ри- кара-Некольного; 1 – вход питательной воды; 2 – выход питательной воды; 3 – вход греющего регенеративного пара; 4 – выход конденсата греющего пара

Тепловая схема включения регенеративных подогревателей высокого давления в тракт питательной воды представлена на рис. 2.11. Данная схема характерна для большинства паротур- бинных установок неблочных ТЭС. Схема включает одну груп- пу, состоящую из трёх ПВД, включенных последовательно по питательной воде.

78

Рис. 2.11. Принципиальная схема регенерации высокого давления ПТУ неблочной ТЭС: 1 – байпасная линия для заполнения трубной системы ПВД; 2 – быстродействующий впускной защитный клапан с гидроприводом; 3 – обратный клапан на выходе питательной воды из группы ПВД; 4 – байпасная линия диаметром 20 мм с обратными кла- панами и запорным вентилем, предназначенная для защиты трубной системы ПВД от недопустимого повышения давления в ней; 5 – пере- пускные трубы, предназначенные для аварийного обвода питательной воды и подачи ее в котел на период времени от закрытия впускного клапана до открытия задвижки 6 на обводе питательной воды; ИВЭ – импульсные вентили с электроприводом на линии подвода конденсата от КЭН к гидроприводу быстродействующего впускного клапана; ПО- 1,2,3 – запорная арматура на паропроводах регенеративного отбора № 1,2,3; РУ-5,6,7 – регуляторы уровней в ПВД-5,6,7; МПУ – мембранные предохранительные устройства

Основными элементами схемы являются:

–подогреватели высокого давления № 5, 6, 7;

–система трубопроводов питательной воды с арматурой;

–система паропроводов подвода регенеративного пара с ар- матурой;

–система отвода КГП из подогревателей;

–система отвода парогазовой смеси (ПГС) из подогревателей;

79

–система дренажей для опорожнения корпусов ПВД, трубо- проводов питательной воды и конденсатопроводов;

–система воздушников для удаления воздуха из корпусов и трубных систем ПВД;

–байпасные линии для заполнения и опрессовки трубной си- стемы ПВД;

–устройства, обеспечивающие защиту подогревателей высо- кого давления:

● от недопустимого повышения уровня конденсата в любом из корпусов ПВД вследствие разрывов в трубной системе или других причин;

● недопустимого повышения давления в трубной системе ПВД (байпас 4);

● недопустимого повышения давления в корпусах ПВД-5,6 (МПУ).

Регенеративные подогреватели снабжаются указателями уровня конденсата греющего пара, системами сигнализации и защиты.

2.9.4.Защитное устройство от недопустимого повышения уровня в корпусах ПВД

Для защиты от недопустимого повышения уровня конденсата в любом из корпусов ПВД вследствие разрывов в трубной си- стеме или других причин все ПВД должны быть оборудованы автоматическим групповым быстродействующим защитным устройством (БДЗУ) (рис. 2.12).

БДЗУ ПВД включает следующие элементы:

–быстродействующий впускной защитный клапан 1 с гидро- приводом 3, предназначенный для быстрого прекращения (ме- нее 5 с) подачи питательной воды в трубные системы ПВД и от- крытия аварийного обвода питательной воды 8;

–обратный клапан 2 на выходе питательной воды из группы ПВД, предотвращающий поступление воды в трубные системы ПВД из трубопроводов питательной воды после ПВД и из ава- рийного обвода;

80