Бродов - КОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ПАРОВЫХ ТУРБИН. Энергетика и энергомашиностроение и специальности Турбостроение москва энергоатомиздат 1994 ббк 31. 363 Б
 Скачать 1.86 Mb.
|
|
5.1. Правила технической эксплуатации конденсационных установок Организацию эксплуатации конденсационных установок регламентируют следующие документы "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей, "Правила внутреннего распорядка по электростанции, должностные инструкции, инструкции по эксплуатации и ремонту оборудования. Основным документом являются "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей" (ПТЭ) [61]. В них изложены основные организационные и технические требования, предъявляемые к эксплуатации энергетических объектов, определены задачи и организационная структура электростанций, сетей и энергосистем, даны основные положения по приемке в эксплуатацию оборудования, организации подготовки персонала, вопросы техники безопасности, противопожарной охраны и эксплуатации оборудования. Правила определяют обязанности оперативного персонала, организацию диспетчерской службы и средств диспетчерского и технологического управления, а также организацию ремонта и эксплуатационную техническую документацию. Согласно ПТЭ, при эксплуатации конденсационной установки должна быть обеспечена экономичная и надежная работа турбины во всех режимах эксплуатации с соблюдением нормативов напоров (недогревов) в конденсаторе и норм качества конденсата. При эксплуатации конденсационной установки должны проводиться (п. 4.4.19 ПТЭ): профилактические мероприятия по предотвращению загрязнений конденсатора (обработка охлаждающей воды химическими и физическими методами, применение шарикоочист- ных установок и т. п периодические чистки конденсаторов при повышении давления отработавшего пара по сравнению с нормативными значениями на 0,5. кПа из-за загрязнения поверхностей охлаждения контроль за чистотой поверхности охлаждения и трубных досок конденсатора контроль за расходом охлаждающей воды (непосредственным измерением расхода или по тепловому балансу конденсаторов, оптимизация расхода охлаждающей воды в соответствии с ее температурой и паровой нагрузкой конденсатора проверка плотности вакуумной системы и ее уплотнение присосы воздуха, кг/ч, в диапазоне изменения паровой нагрузки конденсатора 40—100% должны быть не выше значений, определяемых по формуле где N — номинальная электрическая мощность турбоустано- вок на конденсационном режиме, МВт проверка водяной плотности конденсатора путем систематического контроля солесодержания конденсата проверка содержания кислорода в конденсате после кон- денсатных насосов. Методы контроля за работой конденсационной установки и его периодичность определяются местной инструкцией в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Для конденсационных установок АЭС проводится также контроль за радиоактивностью конденсата и парогазовой смеси на выхлопе из пароструйных эжекторов. При повышении радиоактивности парогазовой смеси на выхлопе из эжекторов выше установленных значений турбина должна быть разгружена и остановлена в период, определяемый главным инженером электростанции. В случае недопустимого повышения давления в конденсаторе турбина должна быть немедленно отключена персоналом путем воздействия на. выключатель (кнопку аварийного отключения) при отсутствии или отказе в работе защиты. Необходимость срыва вакуума при отключении турбины определяется местной инструкцией в соответствии с указаниями завода- изготовителя. Сброс в конденсатор рабочей среды из котла или паропроводов и подача пара в турбину для ее пуска должны осуществляться при давлении пара в конденсаторе, указанном вин струкциях или других документах заводов-изготовителей турбины, ноне выше 60 кПа. Требования к охлаждающей воде и конденсату регламентируются ПТЭ. Водно-химический режим электростанции должен обеспечивать работу основного и вспомогательного оборудования без повреждений и снижения экономичности, вызванных образованием накипи и отложений на теплопере- дающих поверхностях, в том числе на трубках конденсаторов турбин. Качество конденсата турбин должно отвечать следующим нормам общая жесткость не должна превышать, мкг-экв/кг: для прямоточных котлов (до конденсатоочистки) 0,5 для котлов с естественной циркуляцией в зависимости от давления и вида топлива 1,0—3,0 содержание растворенного кислорода после конденсатных насосов, не более, мкг/кг 20 удельная электрическая проводимость конденсата турбоустановок с прямоточными котлами, не более, мкСм/см 0,5 Система технического водоснабжения должна обеспечивать бесперебойную подачу охлаждающей воды в необходимом количестве и требуемого качества, предотвращение загрязнения конденсаторов турбин и систем технического водоснабжения, выполнение требований охраны окружающей среды. Выбор профилактических мероприятий по предотвращению образования отложений в трубках конденсаторов турбин, коррозии, обрастания систем водоснабжения, цветения воды или зарастания водохранилищ-охладителей водной растительностью определяется местными условиями, их эффективностью, допустимостью по условиям охраны окружающей среды и экономическим соображениями. В случае накипеобразующей способности охлаждающей воды повышенной карбонатной жесткости) в зависимости от системы водоснабжения электростанции должна проводиться обработка воды (продувка, подкисление либо фосфатирование, или комбинированная обработка, а также организация водообмена в источнике подпитки оборотного водоснабжения с водохранилищами-охладителями). При невозможности понижения карбонатной жесткости охлаждающей воды до требуемого значения должны предусматриваться установки по кислотным промывкам конденсаторов и по очистке промывочных растворов. Сетевая или подпиточная вода, нагреваемая во встроенных 222 пучках конденсаторов теплофикационных турбин, должна удовлетворять нормам, предъявляемым к качеству этой воды. 5.2. Эксплуатационный контроль работы конденсационной установки Показателями, характеризующими работу конденсационной установки (см. §1.4), являются давление отработавшего пара и недогрев при заданных значениях паровой нагрузки, расхода и температуры охлаждающей воды на входе в конденсатор. Основным интегральным показателем, отражающим влияние всех режимных факторов и состояние веех элементов конденсационной установки на ее работу, является давление Рис. 5.1. Параметры для контроля конденсационной установки 1 давление пара в контрольной ступени турбины давление пара в конденсаторе 3, 4 — давление и температура воды перед конденсатором 5 — расход воды 6 — температура конденсата 7, 8 — отбор пробы конденсата на химический анализ из конденсатора и после конденсатного насоса 9— гидравлическое сопротивление 10— уровень конденсата в конденсатосборнике; давление и температура паровоздушной смеси на входе в эжектор 13, 14 — температура и давление воды перед водоструйным эжектором 15 давление рабочего пара перед пароструйным эжектором 16 — температура паровоздушной смеси на выхлопе пароструйного эжектора 17 — расход воздуха, удаляемого пароструйным эжектором 18 — температура воды после конденсатора 223 Таблица 5.1. Измерительные приборы и устройства для контроля работы конденсационной установки 22 4 отработавшего пара, которое позволяет оценить общее состояние конденсационной установки, ноне дает возможности выявить причину ухудшения ее работы при значениях давления выше нормативного. На рис. 5.1 показаны величины, контролируемые при работе конденсационной установки, и места их измерения. В табл. 5.1 приведены перечень измеряемых параметров и приборы, применяемые для измерения. Контроль за работой конденсационной установки осуществляется путем сравнения фактических эксплуатационных показателей ее работы с нормативными характеристиками, составленными на основании обобщения результатов двух-трех тепловых испытаний однотипных конденсационных установок турбин во всем диапазоне изменения определяющих режим установки величин (температура и расход охлаждающей воды, паровая нагрузка. Испытания проводились на конденсационных установках, проработавших 'после монтажа и пуска турбоагрегата не менее 400—5000 ч при практически чистых поверхностях охлаждения конденсаторов и воздушной плотности вакуумной системы, удовлетворяющей требованиям ПТЭ, что обеспечивает нормальную работу турбоустановки с одним воздухоудаляю- щим устройством. В нормативных характеристиках представлены усредненные показатели эффективности работы конденсационной установки. На конкретной станции фактические показатели могут быть и лучше нормативных. При отсутствии нормативных характеристик для данного типа конденсационных установок используются расчетные характеристики, определяемые по методике ВТИ [63], либо расчетные характеристики заводов- изготовителей. Нормативные характеристики конденсационных установок отечественных турбин, подготовленные АО ОРГРЭС, представлены в [43, 56], а также приведены в типовых энергетических характеристиках турбоагрегатов. Нормативные характеристики конденсационных установок содержат графики зависимости давления отработавшего пара и недогрева воды до температуры насыщения от паровой нагрузки конденсатора и температуры охлаждающей воды на входе. Эти зависимости даются, как правило, для двух значений расхода охлаждающей воды — номинального (характерного для летнего периода эксплуатации) и примерно 0,7 от номинального (зимний период эксплуатации. 225 Для конденсатора 800 КЦС-3 турбины К зависимости приведены для расходов охлаждающей воды равных 0,9—1,4 от номинального (рис. 5.2, 5.3). В характеристики конденсаторов теплофикационных турбин дополнительно включены также графики для расхода охлаждающей воды около 0,5 от номинального (работа в отопительный период с малыми паровыми нагрузками в конденсаторе. Нормативные значения величин для расходов охлаждающей воды, отличающихся от расходов, для которых построены нормативные графики, определяются линейной интерполяцией. Нормативные характеристики включают в себя также зависимость гидравлического сопротивления конденсатора от расхода охлаждающей воды (рис. 5.4), нагрев воды в конденсаторе от паровой нагрузки конденсатора и сетку поправок к мощности турбины в зависимости от давления в конденсаторе (см. рис. 1.14 и 1.15). Оценку эффективности работы конденсационной установки поданным эксплуатационного контроля рекомендуется производить при номинальной или близкой к ней паровой нагрузке конденсатора. Отвечающие номинальному расходу Рис. 5.2. Нормативная характеристика конденсатора 800 КЦС-3 турбины К для номинального расхода воды 226 Рис. 5.3. Нормативная характеристика конденсатора 800 КЦС- 3 турбины К для расхода воды Рис. 5.4. Нормативная характеристика гидравлического сопротивления конденсатора 800 КЦС-3 турбины К отработавшего пара данные типовой характеристики наиболее точны, а показатели, используемые для оценки работы установки, имеют при этом наибольшие значения, что также повышает точность контроля ее работы. Пример 5.1. С помощью нормативной характеристики оценить текущее состояние конденсатора 800 КЦС-3 турбины К и определить потери мощности турбоагрегата (при неизменном расходе пара, если в С, G B =80000 м 3 /ч, к т/ч, р к кПа, к кПа. При в 20 Си к т/ч нормативное давление в конденсаторе при расходе воды 73000 м 3 /ч (см. рис) составляет 5,0 кПа, а при расходе воды 90000 м 3 /ч (см. рис. 5.3) — 4.5 кПа. Используя линейную интерполяцию, определим нормативное давление при расходе 80000 м 3 /ч: Измеренное давление в конденсаторе выше нормативного на 0,135 кПа, а гидравлическое сопротивление конденсатора (см. рис. 5.4) выше на 15 кПа. Потери мощности составляют при этих условиях (см. рис. 1.15) 227 Повышение давления отработавшего пара по сравнению с типовой характеристикой указывает на то, что турбоустанов- ка работает с перерасходом теплоты, или при заданном расходе пара ее мощность будет ниже номинальной. Конкретный перерасход теплоты можно определить по приводимым в типовых энергетических характеристиках турбоагрегатов графикам поправок к расходу теплоты на отклонение давления отработавшего пара от номинального значения. Увеличение недогрева по сравнению с нормативным значением, определенным по типовой характеристике при тех же значениях паровой нагрузки конденсатора, расхода и температуры охлаждающей воды, что и измеренных при проведении контроля, указывает или на большие присосы воздуха в вакуумную часть турбины, или на загрязнение внутренней поверхности трубок конденсатора, или на обе причины одновременно. Загрязнения трубок со стороны пара, как правило, не наблюдается. Контроль недогрева должен проводиться регулярно, причем тем чаще, чем интенсивнее происходит загрязнение трубок, ноне реже, чем через каждые 10 сут. Повышенный, по сравнению с нормативным, нагрев охлаждающей воды указывает на недостаточный расход воды и уменьшение из-за этого кратности охлаждения. Измерение гидравлического сопротивления конденсатора позволяет косвенно контролировать расход охлаждающей воды и загрязнение трубных досок и трубок конденсатора. Значение гидравлического сопротивления конденсатора ниже нормативного указывает на недостаточный расход воды. Повышенное гидравлическое сопротивление служит сигналом о загрязнении трубных досок и может служить основанием для отключения половины конденсатора (одного потока) по охлаждающей воде и его очистки. Следует отметить, что измерением гидравлического сопротивления практически невозможно обнаружить небольшие загрязнения внутренней поверхности трубок, в особенности при образовании небольшого слоя накипи. В этом случае контроль по недогреву более точен. Резко увеличивается гидравлическое сопротивление приза грязнении трубных досок и трубок деревянной щепой, водорослями, застрявшей рыбой, илистыми отложениями и другими крупными предметами. Повышенное переохлаждение конденсата может вызываться в регенеративном конденсаторе либо неисправностью автоматического электронного регулятора уровня конденсата в 228 Таблица 5.2. Неполадки в работе конденсационной установки Неполадки Увеличение против нормативного значения недогрева воды а) при одновременном увеличении гидравлического сопротивления конденсатора и нормальном состоянии воздушной плотности вакуумной системы б) при одновременном увеличении переохлаждения конденсата, содержания кислорода в конденсате (проверка воздушной плотности свидетельствует об увеличении присосов воздуха) в) при одновременном увеличении содержания кислорода в конденсате и нормальном состоянии воздушной вакуумной системы Основные причины Загрязнение конденсаторных трубок (проверяется визуально осмотром трубок в отключенной поводе половине конденсатора, а также оценивается расчетом коэффициента чистоты) Повышенные присосы воздуха в вакуумную систему. Пароструйные эжекторы работают на перегрузочной (крутой) ветви своей характеристики. Залив нижних рядов трубок конденсатом из-за неисправности регулятора уровня конденсата Ухудшение работы возду- хоудаляюших устройств из-за недостаточного давления рабочей среды пара, воды) передними недостаточное поступление воды в охладители пароструйного эжектора, неисправность насоса рабочей воды водоструйного эжехтора Способы устранения Проверить и наладить режим обработки воды. Провести очистку трубок принятым на электростанции способом Провести поиски мест присосов в вакуумной части установки и устранить неплотности Исправить регулятор уровня конденсата в конденсаторе и наладить его работу Пароструйные эжекторы восстановить давление пара перед соплами до нормального, проверить чистоту трубок холодильников заглушить или заменить поврежденные трубки холодильников проверить заполнение холодильников конденсатом и чистоту дренажных линий. Водоструйные эжекторы восстановить давление воды перед соплами до нормального. Провести ревизию сопли диффузоров чистку, замену изношенных 229 Продолжение табл. 5.2 Неполадки Увеличение против нормативного значения нагрева охлаждающей воды а) при одновременном увеличении давления охлаждающей воды перед конденсатором и гидравлического сопротивления конденсатора б) при одновременном увеличении давления воды перед конденсатором, в сливных трубах конденсатора и уменьшении гидравлического сопротивления в) при одновременном уменьшении давления в напорной магистрали, разрежения на всасывающей линии циркуляционного насоса, гидравлического сопротивления конденсатора г) при одновременном увеличении разрежения в сифоне, уменьшении давления в напорной линии перед конденсатором и гидравлического сопротивления Увеличение содержания кислорода в конденсате после конденсатных насосов сверх норм ПТЭ Повышенная жесткость конденсата Основные причины Загрязнение трубных досок или трубок Неисправность водоочистительных устройств на водозаборе Засорение сопл градирни или брызгального устройства Наличие подпора на сливной линии конденсатора из-за неполного открытия сливной задвижки (затвора) или скопления воздуха в верхней части сливной камеры Износ рабочих колес, засорение каналов колеси направляющих аппаратов, подсос воздуха через уплотнения вала циркуляционных насосов Наличие большого сопротивления по напорной линии конденсатора Появление присосов воздуха на участке трубопровода конденсатор — конденсатный насос Присосы охлаждающей воды в основном конденсаторе или конденсаторе ТПН Способы устранения Провести очистку трубных досок и трубок Проверить состояние и наладить работу вращающихся сопл Провести промывку сопл Проверить открытие задвижки (затвора) на сливной линии (открыть полностью) Включить в работу эжектора циркуляционной системы восстановить сифон. Проверить состояние сопл брызгального бассейна Включить резервный циркуляционный насос. Остановить и отреви- зировать работавший насос Проверить положение задвижек на напорной линии конденсатора открыть полностью) Провести поиски устранение неплотностей Проверить водяную плотность конденсатора, обнаружить и устранить место присоса сырой воды 230 конденсатосборнике и заливом конденсатом нижних рядов трубок, либо чрезмерными присосами воздуха в вакуумную систему. Отрицательные последствия переохлаждения указаны в §1.3. Помимо этого, переохлаждение конденсата вызывает дополнительный расход пара в подогреватель низкого давления (ПНД-1) для увеличения нагрева конденсата в нем. Это приводит к недовыработке мощности потоком пара от последнего отбора турбины до конденсатора. Повышенный расход пара в подогреватель низкого давления (ПНД-1) вызывает увеличение в нем недогрева воды, а также усиленную вибрацию и разрушение трубок. Понижение экономичности турбоустановки при переохлаждении конденсата на 5 С составляет для ТЭС 0,1—0,15%, для АЭС — до 0,2%. Также сопоставляется содержание кислорода в конденсате и его жесткость в сравнении с нормами ПТЭ (см. §5.1). Контроль за работой конденсационной установки позволяет своевременно и достаточно точно определять причины ухудшения вакуума и находить пути их устранения. В табл. 5.2 приведены неполадки, основные причины, их вызывающие, и способы устранения неполадок. |