Бродов Ю.М. Савельев Р.З. Конденсационные установки паровых турбин
Подождите немного. Документ загружается.
контроль за чистотой поверхности охлаждения и трубных
досок конденсатора;
контроль за расходом охлаждающей воды (непосредствен-
ным измерением расхода или по тепловому балансу конденса-
торов), оптимизация расхода охлаждающей воды в соответст-
вии с ее температурой и паровой нагрузкой конденсатора;
проверка плотности вакуумной системы и ее уплотнение;
присосы воздуха, кг/ч, в диапазоне изменения паровой на-
грузки конденсатора 40—100% должны быть не выше значе-
ний, определяемых по формуле
где N — номинальная электрическая мощность турбоустано-
вок на конденсационном режиме, МВт;
проверка водяной плотности конденсатора путем система-
тического 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 разгру-
жена и остановлена в период, определяемый главным инже-
нером электростанции.
В случае недопустимого повышения давления в конденсато-
ре турбина должна быть немедленно отключена персоналом
путем воздействия на. выключатель (кнопку аварийного от-
ключения) при отсутствии или отказе в работе защиты. Необ-
ходимость срыва вакуума при отключении турбины определя-
ется местной инструкцией в соответствии с указаниями завода-
изготовителя.
Сброс в конденсатор рабочей среды из котла или паропро-
водов и подача пара в турбину для ее пуска должны осущест-
вляться при давлении пара в конденсаторе, указанном в ин-
струкциях или других документах заводов-изготовителей тур-
бины, но не выше 60 кПа.
Требования к охлаждающей воде и конденсату регламенти-
221
руются 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 загрязне¬
ния конденсаторов турбин и систем технического водоснаб¬
жения, выполнение требований охраны окружающей среды.
Выбор профилактических мероприятий по предотвраще¬
нию образования отложений в трубках конденсаторов турби-
н, коррозии, обрастания систем водоснабжения, цветения
воды или зарастания водохранилищ-охладителей водной рас¬
тительностью определяется местными условиями, их эффек¬
тивностью, допустимостью по условиям охраны окружающей
среды и экономическим соображениями.
В случае накипеобразующей способности охлаждающей воды
(повышенной карбонатной жесткости) в зависимости от сис¬
темы водоснабжения электростанции должна проводиться
обработка воды (продувка, подкисление либо фосфатирова-
ние, или комбинированная обработка, а также организация
водообмена в источнике подпитки оборотного водоснабже¬
ния с водохранилищами-охладителями).
При невозможности понижения карбонатной жесткости ох¬
лаждающей воды до требуемого значения должны предусмат¬
риваться 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 конденсацион-
ной установки (см. §1.4), являются давление отработавшего
пара и недогрев при заданных значениях паровой нагруз-
ки, расхода и температуры охлаждающей воды на входе в
конденсатор.
Основным интегральным показателем, отражающим влия-
ние 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; 2—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; 11,12—давление и температура паровоз¬
душной 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
224
отработавшего пара, которое позволяет оценить общее состо¬
яние конденсационной установки, но не дает возможности
выявить причину ухудшения ее работы при значениях давле¬
ния выше нормативного.
На рис. 5.1 показаны величины, контролируемые при рабо¬
те конденсационной установки, и места их измерения. В табл.
5.1 приведены перечень измеряемых параметров и приборы,
применяемые для измерения.
Контроль за работой конденсационной установки осущест¬
вляется путем сравнения фактических эксплуатационных по¬
казателей ее работы с нормативными характеристиками, со¬
ставленными на основании обобщения результатов двух-трех
тепловых испытаний однотипных конденсационных устано¬
вок турбин во всем диапазоне изменения определяющих ре¬
жим 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 охлажде¬
ния конденсаторов и воздушной плотности вакуумной систе¬
мы, удовлетворяющей требованиям ПТЭ, что обеспечивает
нормальную работу турбоустановки с одним воздухоудаляю-
щим устройством.
В нормативных характеристиках представлены усредненные
показатели эффективности работы конденсационной уста¬
новки. На конкретной станции фактические показатели мо¬
гут 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 конденсацион¬
ных 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 значе¬
ний расхода охлаждающей воды — номинального (характер¬
ного для летнего периода эксплуатации) и примерно 0,7 от
номинального (зимний период эксплуатации).
225
Для конденсатора 800 КЦС-3 турбины К-800-240-3 зависи¬
мости 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 малы¬
ми паровыми нагрузками в конденсаторе). Нормативные зна¬
чения величин для расходов охлаждающей воды, отличаю¬
щихся от расходов, для которых построены нормативные гра¬
фики, определяются линейной интерполяцией.
Нормативные характеристики включают в себя также зави¬
симость гидравлического сопротивления конденсатора от рас¬
хода охлаждающей воды (рис. 5.4), нагрев воды в конденсато¬
ре от паровой нагрузки конденсатора и сетку поправок к
мощности турбины в зависимости от давления в конденсато¬
ре (см. рис. 1.14 и 1.15).
Оценку эффективности работы конденсационной установ¬
ки по данным 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-800-240-3
для номинального расхода воды
226
Рис. 5.3. Нормативная характеристика
конденсатора 800 КЦС- 3 турбины К-800-
240-3 для расхода воды
Рис. 5.4. Нормативная характеристи¬
ка гидравлического сопротивления
конденсатора 800 КЦС-3 турбины
К-800-240-3
отработавшего пара данные типовой характеристики наиболее
точны, а показатели, используемые для оценки работы уста¬
новки, имеют при этом наибольшие значения, что также
повышает точность контроля ее работы.
Пример 5.1. С помощью нормативной характеристики оценить текущее состоя¬
ние конденсатора 800 КЦС-3 турбины К-800-240-3 и определить потери мощнос¬
ти турбоагрегата (при неизменном расходе пара), если t
1в
=20 °С, G
B
=80000 м
3
/ч,
D
к
=1300 т/ч, р
к
=4,9 кПа, H
к
=80 кПа.
При t
1в
= 20 °С и D
к
=1300 т/ч нормативное давление в конденсаторе при
расходе воды 73000 м
3
/ч (см. рис.5.2) 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 расхо¬
де пара ее мощность будет ниже номинальной. Конкретный
перерасход теплоты можно определить по приводимым в ти¬
повых энергетических характеристиках турбоагрегатов графи¬
кам поправок к расходу теплоты на отклонение давления
отработавшего пара от номинального значения.
Увеличение недогрева по сравнению с нормативным значе¬
нием, определенным по типовой характеристике при тех же
значениях паровой нагрузки конденсатора, расхода и темпе¬
ратуры охлаждающей воды, что и измеренных при проведе¬
нии контроля, указывает или на большие присосы воздуха в
вакуумную часть турбины, или на загрязнение внутренней
поверхности трубок конденсатора, или на обе причины одно¬
временно. Загрязнения трубок со стороны пара, как правило,
не наблюдается. Контроль недогрева должен проводиться ре¬
гулярно, причем тем чаще, чем интенсивнее происходит за¬
грязнение трубок, но не реже, чем через каждые 10 сут.
Повышенный, по сравнению с нормативным, нагрев ох¬
лаждающей воды указывает на недостаточный расход воды и
уменьшение из-за этого кратности охлаждения.
Измерение гидравлического сопротивления конденсатора по¬
зволяет косвенно контролировать расход охлаждающей воды
и загрязнение трубных досок и трубок конденсатора. Значе¬
ние гидравлического сопротивления конденсатора ниже нор¬
мативного указывает на недостаточный расход воды. Повы¬
шенное гидравлическое сопротивление служит сигналом о
загрязнении трубных досок и может служить основанием для
отключения половины конденсатора (одного потока) по ох¬
лаждающей воде и его очистки. Следует отметить, что измере¬
нием 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 при за¬
грязнении трубных досок и трубок деревянной щепой, водо¬
рослями, застрявшей рыбой, илистыми отложениями и дру¬
гими крупными предметами.
Повышенное переохлаждение конденсата может вызывать¬
ся в регенеративном конденсаторе либо неисправностью авто¬
матического 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 гидравличес¬
кого сопротивления
конденсатора и нор¬
мальном состоянии
воздушной плотности
вакуумной системы
б) при одновременном
увеличении переохлаж¬
дения 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 конденсатор¬
ных трубок (проверяется
визуально осмотром
трубок в отключенной по
воде половине конденса¬
тора, а также оценивается
расчетом коэффициента
чистоты)
Повышенные присосы
воздуха в вакуумную
систему. Пароструйные
эжекторы работают на
перегрузочной (крутой)
ветви своей характеристи¬
ки. Залив нижних рядов
трубок конденсатом из-за
неисправности регулятора
уровня конденсата
Ухудшение работы возду-
хоудаляюших устройств
из-за недостаточного
давления рабочей среды
(пара, воды) перед ними;
недостаточное поступ¬
ление воды в охладители
пароструйного эжектора,
неисправность насоса
рабочей воды водоструй¬
ного 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 холодиль¬
ников; 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 сопл и диффу¬
зоров 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 гидрав¬
лического сопротивления
конденсатора
б) при одновременном
увеличении давления
воды перед конденсато¬
ром, в сливных трубах
конденсатора и умень¬
шении гидравлического
сопротивления
в) при одновременном
уменьшении давления в
напорной магистрали,
разрежения на всасыва¬
ющей линии циркуля¬
ционного насоса, гидрав¬
лического сопротивления
конденсатора
г) при одновременном
увеличении разрежения в
сифоне, уменьшении
давления в напорной
линии перед конденса¬
тором 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 (зат¬
вора) или скопления
воздуха в верхней части
сливной камеры
Износ рабочих колес,
засорение каналов колес и
направляющих аппаратов,
подсос воздуха через
уплотнения вала
циркуляционных насосов
Наличие большого
сопротивления по
напорной линии
конденсатора
Появление присосов воз¬
духа на участке трубопро¬
вода конденсатор —
конденсатный насос
Присосы охлаждающей
воды в основном конден¬
саторе 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 цирку¬
ляционной 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 поиск и
устранение неплотностей
Проверить водяную плот¬
ность конденсатора,
обнаружить и устранить
место присоса сырой воды
230