Эжектора. Методические указания по наладке и эксплуатации пароструйных эжекторов конденсационных установок турбин тэс и ас рд 34. 30. 30287
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОСТРУЙНЫХ ЭЖЕКТОРОВ 2.1. Для контроля работы эжектора необходимо знать его характеристику, то есть зависимость давления всасыва- ния от режимных факторов в рабочем диапазоне их значений. Давление всасывания эжектора ( ) зависит от: • массового расхода эжектируемой парогазовой смеси ; • термодинамических параметров эжектируемой парогазовой смеси: показателя адиабаты и критической скорости ; • параметров рабочего пара перед эжектором , ; • температуры и расхода охлаждающей воды, поступающей в теплообменники. В условиях эксплуатации основными причинами, вызывающими изменение давления всасывания эжектора, яв- ляются: • изменение массового расхода эжектируемой парогазовой смеси; • изменение в ней соотношения количеств неконденсирующихся газов и водяного пара. Содержание пара в насыщенной парогазовой смеси при фиксированных расходе неконденсирующихся газов и ее давлении определяет ее температуру, поэтому наиболее удобными для практических целей являются характеристики эжектора, представленные в форме зависимости давления всасывания ( ) от расхода сухого воздуха при раз- личных температурах эжектируемой парогазовой смеси . Для эжекторов одноконтурных АС необходимо учиты- вать присутствие в эжектируемой смеси радиолизных газов, количество которых зависит от расхода пара в конден- сатор (нагрузки турбины) и от процесса радиолиза в реакторе. РД 34.30.302-87 - 17 - 2.2. Характеристика эжектора вида состоит из двух участков (черт.16). Первый участок, отвечающий изменению расхода воздуха от нуля до некоторого значения , называется рабочим участком характеристики (А- В). Второй участок, отвечающий условию называется перегрузочным участком характеристики (В-С). Эти два участка характеристики эжектора соответствуют двум различным режимам работы пароструйного аппарата его первой ступени - предельному и допредельному, а переход одного из этих режимов к другому зависит от того, является ли действительное противодавление рассматриваемого пароструйного аппарата большим или меньшим, чем его предельное противодавление. Характеристики ступеней многоступенчатого эжектора Черт.16 На черт.16 схематически изображены также характеристики ступеней трехступенчатого эжектора ТЭС, отражаю- щие особенности совместной работы последовательно включенных пароструйных аппаратов. На этом рисунке обо- значены: • - давление всасывания эжектора при нормированном присосе воздуха и расчетной температуре эжектируемой паровоздушной смеси; • - давление всасывания эжектора при его максимальной рабочей производительности по сухому воздуху; • - нормированные присосы воздуха; - максимальная рабочая производительность эжектора по сухому воздуху; • _______________ Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных. • , , - давления всасывания пароструйных аппаратов первой, второй и третьей ступеней; РД 34.30.302-87 - 18 - • , , - предельные противодавления пароструйных аппаратов первой, второй и третьей ступеней. В трехступенчатом эжекторе первая и вторая ступени работают с переменными противодавлениями, равными давлениям всасывания следующих за ними ступеней (потери давления паровоздушной смеси в теплообменниках обычно весьма незначительны - до одного килопаскаля). В области расходов воздуха, меньших , действитель- ные противодавления меньше предельных и пароструйный аппарат работает на предельном режиме, а при боль- ших расходах воздуха и пароструйный аппарат переходит на допредельный режим работы. В общем случае значение расхода воздуха, разделяющее предельный и допредельный режимы для каждой ступени, может не быть одинаковым. 2.3. Характеристики эжектора вида при различных температурах отсасываемой парогазовой сме- си представляют собой в пределах их рабочих участков практически эквидистантные линии. Каждая характеристика пересекает ось ординат в точке, отвечающей давлению насыщенного водяного пара при температуре , то есть начальная точка характеристики однозначно определяется величиной и не зависит от каких-либо других режимных или конструктивных факторов. 2.4. Объемную производительность эжектора в кубических метрах в час определяют с использованием за- конов Клапейрона-Менделеева и Дальтона для идеальных газов по замеренным: расходу неконденсирующихся газов в эжектируемой смеси (с помощью воздухомера или другого измерительного устройства, установленных на выхлопе аппарата), давлению и температуре эжектируемой парогазовой смеси (методику измерений см. в р.3) , (1) где ; (2) - парциальное давление пара, Па (определяется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при температуре и состоянии насыщения); - газовая постоянная гремучей смеси, равная 687Дж/ (кг·град); - массовый расход гремучей смеси в эжектируемой парогазовой смеси, кг/ч; Для ТЭС и двухконтурных AC 0. Объемная производительность пароструйного аппарата в общем случае не является постоянной величиной и за- висит от геометрических размеров сопла и камеры смешения, параметров рабочего пара, а также от меняющихся параметров эжектируемой парогазовой смеси при изменении расхода воздуха в ней. В диапазоне давлений всасыва- ния меньших статического давления рабочего пара в сечении среза рабочего сопла , сопло работает в режи- ме недорасширения. При возрастании в этом диапазоне объемная производительность эжектора увеличивается и имеет макси- мальное значение при . Дальнейшее увеличение приводит к изменению режима работы сопла, оно на- чинает работать в режиме перерасширения и объемная производительность эжектора несколько снижается, но в за- РД 34.30.302-87 - 19 - висимости от конкретных условий (геометрии аппарата и его режимных параметров) это снижение может быть весьма незначительно или вообще отсутствовать. В случае параллельной работы двух эжекторов общая их объемная производительность является суммой произво- дительностей каждого эжектора. 2.5. Большей частью заводы-изготовители ограничиваются снятием характеристики эжектора при отсасывании им воздуха из помещения. Заводская характеристика, снятая на сухом воздухе, прилагается к паспорту эжектора и по- зволяет проверить в случае необходимости качество его изготовления или монтажа. Но она не может быть непосред- ственно использована для эксплуатационного контроля в условиях, когда эжектор отсасывает из конденсатора паро- воздушную смесь, содержащую по массе до 50% и более насыщенного водяного пара. Рабочий участок характеристики, снятой на сухом воздухе, обычно располагается как в области с , так и в области , то есть эжектор на предельном режиме работает с переменной объемной производительностью. При эжектировании паровоздушной смеси ее массовый расход чаще всего превышает значение, при котором давле- ние всасывания равно статическому давлению рабочего пара в выходном сечении сопла и объемная производитель- ность эжектора в этом диапазоне давлений обычно почти постоянна. Следует однако иметь в виду, что в зависимости от расчетных значений давления всасывания и расхода эжектируемой парогазовой смеси, выбранных при проекти- ровании аппарата, а также конкретных условий работы эжектора, то есть фактических присосов воздуха и расхода пара в смеси, эжектор может работать на парогазовой смеси и на участке характеристики с переменной объемной производительностью. Предельное противодавление пароструйного аппарата I ступени меняется в зависимости от того, отсасывается ли сухой воздух или паровоздушная смесь. Поэтому по характеристике, снятой при эжектировании сухого воздуха, нельзя судить о максимальной рабочей производительности эжектора при работе его на паровоздушной смеси. 2.6. Для контроля работы эжектора на электростанции недостаточно знать его характеристики, снятые на сухом воздухе. Необходимо располагать характеристиками эжектора при отсасывании им паровоздушной смеси. Такие характеристики могут быть получены путем проведения специальных испытаний на работающей турбине, методика которых описана в п.4.4.1. Можно построить эксплуатационные характеристики при помощи приближенного способа на основе опытных данных, полученных при испытании эжектора на сухом воздухе. Построение характеристик вида для разных значений температуры паровоздушной смеси произ- водится в этом случае с использованием формулы , (3) где , (4) (кПа) - парциальное давление насыщенного пара в эжектируемой паровоздушной смеси, соответствующее принятой температуре ; (кПа) - давление эжектируемой паровоздушной смеси на входе в эжектор при его максимальной массовой рабочей производительности по сухому воздуху (кг/ч). Расход воздуха, при превышении которого эжектор перегружается в случае отсасывания паровоздушной смеси, несколько меньше и зависит от температуры основного конденсата, возрастающей вместе с температурой уда- ляемой из конденсатора паровоздушной смеси. Поэтому построенные описанным выше способом характеристики РД 34.30.302-87 - 20 - для паровоздушной смеси могут использоваться обычно при расходах воздуха в отсасываемой эжектором смеси меньше (0,7-0,8) , 2.7. Достаточность производительности эжектора для заданных условий может быть определена по двум харак- терным величинам: объемной производительности эжектора (его первой ступени) при отсасывании паровоз- душной смеси, определяющей расположение рабочего участка его характеристик при : максимальной рабочей производительности эжектора при отсасывании сухого воздуха, определяющей диа- пазон работы эжектора без перегрузки. Объемная производительность ( ) в метрах кубических в час подсчитывается или непосредственно по данным испытаний с использованием формул п.2.4. или, если последние велись только при работе эжектора на сухом возду- хе, по приближенной формуле Величина объемной производительности, отнесенная к номинальному расходу пара в конденсатор, то есть должна составлять нормально около 20 кубометров на тонну пара и не опускаться ниже 10-15 кубомет- ров на тонну пара. При установке нескольких эжекторов на конденсатор указанная производительность должна обеспечиваться всеми эжекторами. 3. ИСПЫТАНИЯ И НАЛАДКА ЭЖЕКТОРА 3.1. Необходимость в проверке качества работы и наладке нового эжектора, смонтированного заводом- изготовителем, или эжектора, вводимого в эксплуатацию после ремонта, возникает только в том случае, если при пробных пусках турбины обнаруживаются ненормальности в его работе или неудовлетворительная работа конденса- ционной установки, причем есть основания предполагать, что причиной недостаточного вакуума в конденсаторе яв- ляется плохая работа эжектора. 3.2. Проверка работы эжектора, для которого имеется заводская характеристика, снятая на сухом воздухе, если эта проверка должна быть произведена, может заключаться в проведении контрольного испытания при эжектировании сухого воздуха. Полученная опытная характеристика сопоставляется с заводской. Если при расчетных параметрах рабочего пара, расходе и температуре охлаждающей воды действительная характеристика отличается от заводской, должны быть выяснены причины этого. Следует различать два случая: • рабочий участок опытной характеристики располагается на всем его протяжении выше рабочего участка за- водской характеристики; • действительная характеристика в пределах ее рабочего участка совпадает с заводской, но протяженность этого участка меньше, то есть перегрузка эжектора (переход на допредельный режим) начинается при мень- шем расходе воздуха. В первом случае причину нужно искать в ненормальной работе пароструйного аппарата I ступени эжектора, во втором случае - также и следующих ступеней, включая их пароструйные аппараты и теплообменники (см. р.5). 3.3. Для снятия характеристики эжектора при отсасывании им сухого воздуха должна быть закрыта задвижка на трубопроводе, по которому подается парогазовая смесь из конденсатора в эжектор. На приемном патрубке эжектора должен быть установлен фланец с устройством (сопло, диафрагма) для измерения расхода эжектируемого воздуха (черт.17). После измерительного устройства следует установить вентиль для регулирования его расхода. Изготовле- ние и установка измерительного устройства, а также измерения должны производиться согласно РД 50-213-80 "Пра- РД 34.30.302-87 - 21 - вила измерения расхода газов, жидкостей и паров стандартными сужающими устройствами". Устройство для впуска воздуха в эжектор или конденсатор турбины и измерения его расхода 1 - вентиль; 2 - трубопровод; 3 - дроссельное устройство; 4 - импульсные линии; 5 - -образный дифманометр. Схемы подключения показывающего прибора к устройствам для измерения расхода воздуха при выхлопе эжектора в машзал (открытый) и при выхлопе эжектора в атмосферную трубу (закрытый) 1 - измерительное устройство (дроссельное); 2 - импульсные линии; 3 - разделительные сосуды; 4 - -образные дифманометры; 5 - слив конденсата. Черт.17 При заполнении дифманометра водой расход воздуха через измерительную шайбу за час ( ) в кг определяют по формуле , (6) где - коэффициент расхода; - диаметр отверстия шайбы, м; - перепад уровней воды в дифманометре, м. РД 34.30.302-87 - 22 - Так как отношение давления всасывания эжектора к атмосферному меньше критического, измерение расхода воз- духа может быть произведено без дифманометра при помощи сменных сопл с критическим расходом воздуха. Рас- ход воздуха в этом случае может быть приближенно определен по формуле , (7) где - диаметр сопла, мм. Ниже в табл.2 приведены значения расходов воздуха для сопл различных диаметров. Таблица 2 , мм 2 3 4 5 6 7 8 9 , кг/ч 2,7 6,0 10,7 16,7 24,1 32,8 42,9 54,3 , мм 10 11 12 15 17 19 , кг/ч 67 81 96 150 192 240 Параметры рабочего пара при снятии характеристики поддерживают постоянными. Расход эжектируемого воздуха следует постепенно увеличивать открытием вентиля или путем установки сопл с большим диаметром отверстия. Кроме расхода отсасываемого воздуха, должны измеряться следующие параметры: 1) давление в приемной камере каждого пароструйного аппарата, например, при помощи ртутных дифманомет- ров. 2) Соединение дифманометра с эжектором должно производиться трубкой из вакуумной резины с внутрен- ним диаметром не менее 4 мм. На соединительных трубках II и III ступеней должны быть разделительные со- суды с вентилями для слива конденсата (черт.17). 3) Давление всасывания ( ) в килопаскалях определяют по формуле , (8) где - барометрическое давление, кПа; - показание дифманометра, м; - поправка на капиллярность (при диаметре стеклянной трубки дифманометра 8-10 мм и высоте мениска 0,6- 1,2 мм =0,0005 м); - плотность ртути при температуре воздуха в помещении. Для расчета ( ) в килограммах на метр кубический можно использовать следующую зависимость . (9) Кроме ртутного дифманометра, для измерения давления парогазовой смеси в приемной камере пароструйного аппарата первой ступени может быть использован тензорезисторный преобразователь абсолютного давления типа РД 34.30.302-87 - 23 - "Сапфир" 22ДА, модель 2020, выпускаемый по ТУ 25.02 720136-81 заводом "Манометр" (г.Москва) и имеющий по- грешность измерения 0,25% в диапазоне давлений от 0 до 10 кПа. Для измерения давления парогазовой смеси в при- емных камерах пароструйных аппаратов второй и третьей ступеней можно использовать образцовые пружинные вакуумметры. 2) давление и температура рабочего пара перед эжектором могут быть измерены образцовым манометром и ртутным термометром, соответственно. Расход рабочего пара ( ) в килограммах в час вычисляют по формуле , (10) где - площадь критического сечения сопла, мм ; - давление рабочего пара, МПа; - удельный объем рабочего пара, м /кг. _______________ Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных. Для насыщенного пара зависимость от температуры приведена в табл.3. Таблица 3 , °С 120 140 160 180 200 220 240 , кг/ м 0,892 0,509 0,307 0,194 0,127 0,086 0,0596 4) расход и температуры охлаждающей воды ( , , ). 5) Расход охлаждающей воды ( ) в тоннах в час замеряют с помощью стандартной измерительной диа- фрагмы, установленной на трубопроводе, подводящем охлаждающую воду (основной конденсат к эжектору). Однако, на электростанциях установка штатного измерительного устройства на этом трубопроводе обычно не предусматривается, поэтому необходимо либо специально монтировать его для испытаний, либо ограничи- ваться оценкой расхода охлаждающей воды, используя уравнение теплового баланса , (11) где - суммарный расход рабочего пара на все ступени эжектора, кг/ч; - удельная энтальпия рабочего пара, кДж/кг; , - температура охлаждающей воды на входе и выходе, °С; - температура дренажа эжектора, °С. Удельную энтальпию насыщенного пара можно определить по с использованием зависимости, приведенной в табл 4. РД 34.30.302-87 - 24 - Таблица 4 , °С 120 140 160 180 200 220 240 , кДж/ кг 2707 2734 2758 2777 2791 2800 2802 Температуры охлаждающей воды на входе ( ) и выходе ( ) эжектора, а также температура дренажа ( ) может быть измерена ртутными термометрами, установленными в гильзах, заполненных маслом или водой. 4) Температуры парогазовой смеси в приемных камерах пароструйных аппаратов II и последующих ступеней. Замеры этих температур должны производиться ртутными термометрами без защитных гильз, установленными через резиновые уплотнения в корпусе эжектора. В эжекторах одноконтурных АС температуры парогазовой смеси измеряются штатными термометрами сопротивления. Длительность каждого опыта (при неизменном расходе воздуха) должна составлять не менее 5 минут. Форма сводки результатов испытаний эжектора приведена в табл.5. Таблица 5 Параметр Условное обозначение Единица измерения N опыта Время замера Барометрическое давление кПа Давление рабочего пара МПа Температура " " °С Расход* кг/ч Температура эжектируемого воздуха °С Температура парогазовой смеси после теплообменников* °С Давление всасывания* кПа Расход охлаждающей воды т/ч Температура охлаждающей воды на входе в эжектор °С Температура охлаждающей воды на выходе из эжектора °С ________________ * Параметры измеряют и вносят в таблицу для каждой ступени эжектора. В случае испытания эжектора для одноконтурной АС необходимо также измерять давление парогазовой смеси на выхлопе эжектора ( ). При этом, если испытания проводятся на заводском стенде, то паровоздушная смесь из эжектора направляется в атмосферу. Имитацию газодинамического сопротивления УСГС (см. п.1.2) производят ре- гулирующим органом, устанавливаемым на выхлопном патрубке аппарата. Степень открытия регулирующего органа подбирают таким образом, чтобы при нормированном расходе эжектируемого воздуха разность между измеренным давлением паровоздушной смеси до регулирующего воздуха и барометрическим давлением была равна расчетной величине газодинамических потерь в УСГС. Если испытания проводятся на электростанции, то паровоздушная смесь из эжектора направляется по байпасной линии мимо УСГС и далее через камеру выдержки в атмосферу. Газодинамическое сопротивление УСГС имитируют |