Эжектора. Методические указания по наладке и эксплуатации пароструйных эжекторов конденсационных установок турбин тэс и ас рд 34. 30. 30287
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
РД 34.30.302-87 1 РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО НАЛАДКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОСТРУЙНЫХ ЭЖЕКТОРОВ КОНДЕНСАЦИОННЫХ УСТАНОВОК ТУРБИН ТЭС И АС РД 34.30.302-87 Срок действия с 01.07.90 до 01.07.2000* _______________________ * См. ярлык "Примечание". РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно- исследовательским институтом им. Ф.Э.Дзержинского (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского) ИСПОЛНИТЕЛЬ А.И.Белевич УТВЕРЖДЕНЫ Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации Минэнерго СССР 28 сентября 1987 г. Заместитель начальника А.П.Берсенев Главным научно-техническим и проектно-конструкторским управлением Минатомэнерго СССР 19 августа 1987 г. Начальник Управления Б.Я.Прушинский Настоящие Методические указания распространяются на пароструйные многоступенчатые эжекторы с кожухот- рубными теплообменниками, применяемые на тепловых и атомных станциях в качестве газоудаляющих устройств конденсационных установок турбин, и устанавливают правила, предъявляемые к испытаниям эжекторов, и требова- ния к их эксплуатации. С вводом в действие настоящих Методических указаний утрачивают силу "Руководящие указания по наладке и эксплуатации пароструйных эжекторов конденсационных установок" (М.: Госэнергоиздат, 1956). Содержание: 1. НАЗНАЧЕНИЕ, КОНСТРУКЦИИ И СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ ПАРОСТРУЙНЫХ ЭЖЕКТОРОВ .................. 1 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОСТРУЙНЫХ ЭЖЕКТОРОВ.................................................................................... - 16 - 3. ИСПЫТАНИЯ И НАЛАДКА ЭЖЕКТОРА ............................................................................................................. - 20 - 4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПАРОСТРУЙНЫХ ЭЖЕКТОРОВ ........................................................................................ - 30 - ПРИЛОЖЕНИЕ ................................................................................................................................................................ - 34 - ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ .................................................................................................................................... - 34 - 1. НАЗНАЧЕНИЕ, КОНСТРУКЦИИ И СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ ПАРОСТРУЙНЫХ ЭЖЕКТОРОВ 1.1. Многоступенчатый пароструйный эжектор применяется для поддержания разрежения в конденсаторе паровой турбины путем постоянного удаления из него неконденсирующихся газов. 1.2. Пароструйный эжектор отсасывает из конденсатора не только неконденсирующиеся газы, но и некоторое ко- личество пара. Парогазовая смесь находится в насыщенном состоянии. Она сжимается в аппарате до требуемого давления и направляется или в атмосферу (ТЭС и двухконтурная АС), или в специальную установку для сжигания радиолизного водорода - УСГС (одноконтурная АС). РД 34.30.302-87 2 1.3. Давление эжектируемой парогазовой смеси на входе в эжектор всегда ниже давления отработавшего пара, поступающего из турбины в конденсатор, на величину парового сопротивления последнего. Это давление при неиз- менном расходе пара в конденсатор, состоянии его теплообменной поверхности, расходе и температуре циркуляци- онной воды не является для данного пароструйного эжектора постоянным, а растет с увеличением расхода некон- денсирующихся газов, содержащихся в отсасываемой парогазовой смеси, и с увеличением температуры этой смеси, определяемой содержанием в ней водяного пара. 1.4. Количество пара, содержащегося в эжектируемой смеси, зависит от условий теплопередачи в конденсаторе. Между работой конденсатора и пароструйного эжектора существует тесная взаимосвязь. Увеличение по какой-либо причине давления всасывания эжектора влечет за собой также и рост давления в конденсаторе. В результате повы- шается температура пара и соответственно возрастает разность температур пара и циркуляционной воды. Это увели- чивает количество сконденсировавшегося пара и уменьшает количество его в эжектируемой парогазовой смеси. По- следнее в свою очередь приводит к понижению давления всасывания эжектора и давления в конденсаторе, пока не будет достигнуто новое установившееся состояние. Эжектор оказывает непосредственное влияние на величину дав- ления в конденсаторе, от которой сильно зависит экономичность турбоагрегата. 1.5. Процесс изменения параметров рабочего, эжектируемого в паровоздушной смеси и смешанного пара в рас- четном режиме работы аппарата изображен в диаграмме на черт.1,а. На этом чертеже обозначены: , , - энтальпия, температура и давление рабочего пара перед аппаратом (точка ); , , - энтальпия, температура и парциальное давление пара в эжектируемой парогазовой смеси на входе в аппарат (точка ); , , - энтальпия, температура и парциальное давление пара в сжатой парогазовой смеси на выходе из аппарата (точка 4); - давление рабочего пара на входе в аппарат; - давление рабочего пара в минимальном сечении сопла (сечение *-*); - давление рабочего пара в сечении среза сопла (сечение 1-1); - давление эжектируемой парогазовой смеси на входе в аппарат; - давление эжектируемой парогазовой смеси в сечении камеры смешения ( ), в котором оно минимально; - парциальное давление пара в эжектируемой парогазовой смеси в сечении ; - давление рабочего пара в сечении камеры смешения ( ), в котором оно минимально; , , - давления парогазовой смеси в сечениях , и Пароструйный аппарат состоит из рабочего сопла, приемной камеры, камеры смешения и диффузора (черт.1,б). Рабочий пар поступает в сопло, в котором он ускоряется и расширяется, снижая давление до значения, опреде- ляемого геометрией сопла и параметрами пара перед соплом. Струя рабочего пара, выходя со сверхзвуковой скоро- стью из сопла в приемную камеру, захватывает эжектируемую парогазовую смесь и поступает вместе с ней в камеру смешения, где происходит выравнивание скоростей по сечению потока, сопровождающееся повышением давления. Дальнейшее сжатие смешанного потока до величины давления за аппаратом происходит в диффузоре (черт.1,в.). РД 34.30.302-87 3 Процессы в струйном аппарате а) процесс в диаграмме; б) схема пароструйного аппарата; в) изменения давления потоков по длине пароструйного аппарата. Черт.1 1.6. В пароструйном аппарате степень повышения давления эжектируемого потока ( / ) обычно может дости- гать 4-6, в то время, как условия работы конденсационной установки требуют повышения давления эжектируемой парогазовой смеси в 30-40 раз (от 3-5 до 125 кПа). Поэтому эжекторы конденсационных установок выполняются многоступенчатыми. На черт.2 приведена принципиальная схема трехступенчатого эжектора с поверхностными теп- лообменниками. Теплообменники необходимы для того, чтобы не затрачивать лишнюю работу на сжатие большого количество пара, содержащегося в смеси, выходящей из предыдущей ступени, а также чтобы использовать теплоту и сохранить конденсат этого пара. В теплообменнике большая часть пара конденсируется, и выходящая из него смесь поступает в приемную камеру пароструйного аппарата следующей ступени. Теплота конденсации пара передается в теплообменниках основному конденсату, служащему охлаждающей водой. РД 34.30.302-87 4 Принципиальная схема трехступенчатого эжектора ПА1, ПA2, ПА3 - пароструйные аппараты I, II и III ступеней; Т1, T2, Т3 - теплообменники I, II и III ступеней; 1 - подвод рабочего пара; 2 - эжектируемая из конденсатора парогазовая смесь; 3, 5, 7 - сжатая парогазовая смесь после пароструйных аппаратов I, II и III ступеней; 4, 6 - эжектируемая парогазовая смесь II и III ступеней; 8 - выхлоп эжектора; 9, 10 - вход и выход охлаждающей воды; 11 - дренаж конденсата. Черт.2 1.7. В конструктивном отношении многоступенчатые пароструйные эжекторы различаются между собой выпол- нением и компоновкой. Пароструйные аппараты иногда располагаются снаружи теплообменников и соединяются с соответствующими теплообменниками при помощи патрубков (черт.3), в других случаях встраиваются внутрь паро- вого пространства теплообменников (черт.4) или монтируются в специальном едином корпусе вместе с теплообмен- никами (черт.5, 6, 7, 8). Эжектор типа ЭПО-3-135 ПО УТМЗ Черт.3 РД 34.30.302-87 5 Эжектор типа ЭПО-3-75 ПО ХТЗ Черт.4 Эжектор типа ЭПО-3-150 ПО ХТЗ Черт.5 РД 34.30.302-87 6 Эжектор типа ЭП-3-100/300 ПО ХТЗ Черт.6 РД 34.30.302-87 7 Эжектор типа ЭП-3-55/150 ПО ХТЗ Черт.7 РД 34.30.302-87 8 Эжектор типа ЭП-3-600 ПО ЛМЗ Черт.8 Теплообменники по охлаждающей воде могут соединяться по последовательной, параллельной или смешанной схемам. Внутренний и наружный диаметры трубок в теплообменнике равны 17 и 19 мм, соответственно. Отвод конденсата (дренаж) из теплообменников производится раздельно из каждой ступени в конденсатор или каскадно, то есть последовательно, через гидрозатворы, начиная с последней ступени и заканчивая первой, из кото- рой конденсат отводится в конденсатор. Основные размеры и параметры работы наиболее распространенных типов пароструйных эжекторов мощных турбин приведены в табл.1. Эжекторы УТМЗ: ЭП-3-2, ЭП-3-2А и ЭП-3-3 имеют такой же корпус и теплообменники, как эжектор ЛМЗ типа ЭП-3-600, а размеры их пароструйных аппаратов аналогичны приведенным в табл.1, относя- щимся к пароструйному эжектору УТМЗ типа ЭПО-3-135. РД 34.30.302-87 9 Таблица 1 ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ О ПАРОСТРУЙНЫХ ЭЖЕКТОРАХ Параметр Тип эжектора ЭП-3-600 ЭПО-3-75 ЭПО-3-150 ЭП-3-100/300 ЭП-3-55/150 ЭПО-3-220 ЭПО-3-135 Максимальная рабо- чая производитель- ность на сухом возду- хе, , кг/ч 70 110 при 36 °С 105 кПа 70 при 30,5 °С 180 при 20 °С 105 кПа 350 при 30 °С и 131 кПа 240 при 25 °С и 145 кПа 310 при 4 °С и 145 кПа 125 при 25 °С 105 кПа Давление перед I сту- пенью при макси- мальной рабочей про- изводительности на сухом воздухе, , кПа 2,5 5,0 1,3 при 30,5 °С 3,5 при 20 °С 2,5 3,1 4,0 5,0 Объемная производи- тельность на паровоз- душной смеси, , м /ч 3000 3840 при 20,4 °С 25 кг/ч (испытания) 4960 при 27 °С 50 кг/ч (испытания) 13750 при 17 °С и 183 кг/ч 11200 при 21 °С и 76 кг/ч 7675 при 23 °С и 88 кг/ч 4230 при 32 °С и 45 кг/ч Давление / темпера- тура пара перед со- плами, , МПа / °С 1,27/400 0,49/160 0,49/160 0,49/160 0,49/160 0,79/170 0,49/155 РД 34.30.302-87 10 Параметр Тип эжектора ЭП-3-600 ЭПО-3-75 ЭПО-3-150 ЭП-3-100/300 ЭП-3-55/150 ЭПО-3-220 ЭПО-3-135 Номер ступени I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III Диаметр критическо- го сечения сопла, , мм 6,8 6,8 6,8 9,0 12,4 15,6 13,5 19,5 22,0 28,5 22,5 24,5 24,0 25,5 21,0 16,0 16,0 20,3 12,0 12,0 10,4 Диаметр выходного сечения сопла, , мм 32,0 21,0 14,0 42,0 32,0 30,0 67,0 56,0 40,0 112 54 40 105 70 35 76 45 31 35 33 18 Длина расширяющей- ся части сопла, , мм 137 51 13 117 95 52 242 165 82 330 150 117 340 240 70 273 143 63 165 80 36 Расстояние от сопла до камеры смешения, , мм 65 40 20 73 71 1 160 92 68 116 64 0 130 80 32 154 87 67 75 30 29 Длина конической части камеры смеше- ния , мм 265 165 140 300 220 140 340 250 150 325 420 300 262 200 110 113 122 72 290 165 110 Диаметр входного сечения камеры сме- шения, , мм 135 70 33 113 86 54 162 110 63 172 112 82 225 120 65 157 92 68 100 63 42 Диаметр цилиндриче- ской части камеры смешения, , мм 92 46 22 73 55,2 35 114 84 50 147 85 55 170 96 52 133 75 58 67 43 28 Диаметр выходного сечения диффузора, , мм 135 89 60 138 130 104 250 216 125 320 196 161 290 184 111 300 187 138 127 87 60 Длина цилиндриче- 265 165 140 300 220 140 340 250 150 912 650 360 497 500 220 792 600 422 290 225 110 РД 34.30.302-87 11 Параметр Тип эжектора ЭП-3-600 ЭПО-3-75 ЭПО-3-150 ЭП-3-100/300 ЭП-3-55/150 ЭПО-3-220 ЭПО-3-135 ского участка камеры смешения, , мм Длина диффузора, , мм 400 400 370 370 425 390 780 660 400 1000 666 636 571 365 304 622 480 428 428 318 233 Расход рабочего пара, , м/ч 200 200 200 171 325 516 385 804 945 1700 1075 1270 1225 1390 932 840 840 1360 296 296 258 Поверхность тепло- обменников, , м 2 14,3 8,4 5,1 14,0 9,6 7,6 40 30 20 30,0 13,3 - 49,1 35,7 24,5 49,1 35,7 24,5 15,3 17,9 17,9 Средняя длина трубок теплообменников, , мм 2450 2350 2250 1095 1095 1095 3300 3300 3300 3780 3780 - 2900 2900 2900 2900 2900 2900 1200 1500 1500 Количество трубок в теплообменнике, , шт. 98 60 38 224 154 122 202 152 102 113 59 - 283 206 141 283 206 141 133 133 133 Расход охлаждающей воды через теплооб- менник, , т/ч 75 46 29 165 165 165 222 167 112 149 78 - 500 297 203 337 245 168 200 200 200 Суммарный расход рабочего пара, , кг/ч 600 1012 2135 4045 3547 3040 850 На чертежах 9-14 приведены характеристики шести пароструйных эжекторов. РД 34.30.302-87 - 12 - Характеристики эжектора ЭП-3-3 при эжектировании сухого воздуха ( 0,490 МПа; 237 °C; 74 т/ч; 31,7 °С; 30 °C) Черт.9 Характеристики эжектора ЭПО-3-75 при эжектировании сухого воздуха ( , , - 0,589 МПа; 160 °С; 20 °С) и паровоздушной смеси ( , , , - 0,500 МПа; 180 °C; var). Черт.10 РД 34.30.302-87 - 13 - Характеристики эжектора ЭПО-3-150 при эжектировании сухого воздуха ( , , - 0,589 МПа, 175 °C, 845 т/ч, 30,5 °С, 27 °C) и паровоздушной смеси ( - 0,638 МПа; 175 °C, 1130 т/ч, 32,8 °C). Черт.11. Характеристики эжектора ЭП-3-100/300 при эжектировании сухого воздуха ( 29 °С; 20 °С; 0,491 МПа; 170 °C; 200 т/ч) Черт.12 РД 34.30.302-87 - 14 - Характеристики эжектора ЭП-3-55/150 при эжектировании сухого воздуха 20 °С; 0,491 МПа; 200 т/ч; 24 °С; , , , - 103 кПа; 160 °С; , , , - 110 кПа; 190 °С. Черт.13 Характеристики эжектора ЭПО-3-220 при эжектировании сухого воздуха ( 20 °C; 0,589 МПа; 160 °С; 105 кПа; 4 °C) Черт.14 1.8. Конденсационная установка оборудуется двумя и более основными пароструйными эжекторами, из которых один является резервным и включается в работу в случае появления повышенных присосов воздуха. Установка двух или трех пароструйных эжекторов обладает также тем существенным преимуществом, что она допускает возмож- РД 34.30.302-87 - 15 - ность производства работ, требующих выключения аппарата (очистка сопел, заглушение или замена поврежденных трубок теплообменников и т.п.), при работающей турбине. Схема конденсационной установки с двумя пароструйными эжекторами представлена на черт.15. В турбоуста- новках ПО ХТЗ питание основных эжекторов при пуске и малых нагрузках турбины осуществляется от коллектора собственных нужд через редукционную установку на АС и редукционно-охладительную установку на ТЭС. Схема конденсационной установки с двумя эжекторами 1 - конденсатор; 2 - основные эжекторы; 3 - пусковой эжектор; 4 - конденсатные насосы; 5 - подвод паровоздушной смеси из конденсатора; 6 - подвод рабочего пара; 7 - охлаждающая вода (основной конденсат); 8 - выхлоп эжекторов; 9 - воздухомер; 11, 12, 13 - гидрозатворы; 14 - рециркуляция конденсата; 15 - деаэратор; 16 - выпар деаэратора Черт.15 Модернизированные схемы питания рабочим паром эжекторов типов ЭПО-3-150 и ЭП-3-55/150, а также схема питания эжектора ЭПО-3-135 предусматривают подвод пара к первым двум ступеням эжектора из общего коллекто- ра, перед которым установлен регулирующий орган, а к третьей - индивидуальный подвод пара со своим регули- рующим органом. Это позволяет в случае необходимости регулировать расход пара на третью ступень, а также ис- пользовать пароструйный аппарат третьей ступени при отключенных по пару первых двух в качестве пускового эжектора. 1.9. Дренажные линии, по которым конденсат рабочего пара отводится из теплообменников эжектора, снабжают- ся гидравлическими затворами или подпорными шайбами (диафрагмами). Этим устраняется возможность опорож- нения дренажных линий или работы их неполным сечением, при которой неконденсирующиеся газы из теплообмен- ника могли бы по дренажной линии поступать в теплообменник предыдущей ступени, либо в конденсатор, вновь возвращаясь затем в эжектор и перегружая его. Высоты гидрозатворов ( ) в метрах между ступенями эжектора при каскадном сливе конденсата должны отве- чать условию: , где - номер ступени; - давление в теплообменнике -ой ступени, кПа. РД 34.30.302-87 - 16 - Высота гидрозатвора между первой ступенью эжектора и конденсатором определяется с учетом аналогичного условия при разности давлений: , где - давление в конденсаторе, кПа. 1.10. Охлаждающая вода (основной конденсат) поступает в теплообменники эжектора под давлением, создавае- мым конденсатным насосом. Так как при холостом ходе турбины или низких ее нагрузках расход основного конден- сата может быть недостаточным для обеспечения нормальной работы теплообменников эжектора, предусматривает- ся специальная линия для рециркуляции конденсата. Присоединение этой линии к конденсатору выполняется таким образом, чтобы нагретый в эжекторе конденсат, прежде чем вновь поступить в конденсатный насос, стекал бы по трубкам конденсатора и отдавал воспринятое в эжекторе тепло охлаждающей воде. При подводе линии рециркуляции в днище конденсатора для эффективного охлаждения конденсата нижние ряды трубок конденсатора затапливаются. При этом необходимо, чтобы воздухоохладитель не был залит конденсатом и к нему был обеспечен доступ отсасываемой паровоздушной смеси. 1.11. Эжектор снабжается манометром и термометром на трубопроводе рабочего пара за (по ходу его движения) регулирующим органом и мановакуумметрами, присоединенными к приемным камерам пароструйных аппаратов. Эжекторы одноконтурных АС оснащаются также термосопротивлениями для измерения температуры парогазовой смеси в приемных камерах пароструйных аппаратов. На выхлопном патрубке может быть установлен воздухомер (ТЭС и двухконтурные АС) или другое устройство (напр. измерительная шайба) с приборами для измерения давле- ния и температуры парогазовой смеси перед ним, а также перепада давления (одноконтурные АС). Воздухомер представляет собой устройство дроссельного типа, совмещающее измерительную диафрагму и показывающий при- бор (черт.21,а). 1.12. Для поддержания требуемой концентрации гремучей смеси в эжекторах одноконтурной АС предусматрива- ется возможность подачи рабочего пара перед теплообменником третьей ступени эжектора и установка регулирую- щего клапана на выходе охлаждающей воды из теплообменника третьей ступени. Регулировка клапана должна осу- ществляться по импульсу от температуры парогазовой смеси на выхлопе эжектора. |