Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Режимы работы и эксплуатация ТЭС - файл Tema5_2008.doc


Лекции - Режимы работы и эксплуатация ТЭС
скачать (2015.1 kb.)

Доступные файлы (19):

Tema5_2008.doc484kb.07.01.2010 20:17скачать
ВОПРОСЫ2009о.doc34kb.04.01.2010 14:28скачать
дополнение к теме1_05 ПерсоналТЭС.doc232kb.04.01.2010 17:14скачать
Напряжения в элементах при работе под нагрузкой.doc90kb.07.01.2010 20:10скачать
ПВД_ПНДЭкспплуатация_требования.doc125kb.19.09.2004 01:41скачать
Работа вспомогательного обрудования на частичных нагрузках.doc351kb.04.01.2010 20:12скачать
Сопловое и Дроссельное.doc302kb.04.01.2010 19:38скачать
Тема1_05.doc448kb.17.01.2010 21:22скачать
Тема 10 ДР.doc324kb.07.01.2009 17:35скачать
Тема2_2008.doc53kb.05.01.2009 13:54скачать
Тема3_2008.doc480kb.07.01.2010 20:14скачать
Тема6_2009.doc144kb.05.01.2009 19:44скачать
Тема7_2009.DOC51kb.05.01.2009 19:53скачать
Тема8_2009.doc73kb.07.01.2009 13:43скачать
Тема9.DOC231kb.07.01.2009 16:33скачать
Тема_переменные_ режимы.doc195kb.07.01.2009 18:59скачать
Температурные напряжения.doc192kb.04.01.2010 16:57скачать
Типовые задачи.doc107kb.16.01.2010 19:06скачать
Энергетические характеристики.doc269kb.07.01.2009 18:47скачать

содержание
Загрузка...

Tema5_2008.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Тема 5.
Эксплуатация конденсационных установок.
Характеристики конденсационных установок.
В начале рассмотрим влияние нагрузки блока на работу конденсаторов турбин .

Вакуум в конденсаторах турбин существенно влияет на экономичность их работы .

Давление pк определяется температурой конденсации отработавшего

пара tк , которая для любого режима работы конденсатора определяется

из соотношения :

tк = t + tц + к (5.1)

где tц - повышение температуры циркуляционной воды в

конденсаторе ;

к – недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения

конденсирующегося пара , равный к = tкt = tкt - tц

Чтобы установить зависимость температуры tк от режима работы

конденсатора рассмотрим уравнения теплового баланса и теплообмена

в конденсаторе . Из уравнения теплового баланса имеем :
Qк = cв tц Gц = Dк qк , (5.2)

откуда

tц = (Dк qк ) / (cв Gц ) ,

где qк = hкhкв - теплота конденсации пара ;

св – удельная теплоёмкость циркуляционной воды .
Из уравнения теплообмена в конденсаторе имеем :
Qк = k Fк tсрлог (5.3)

где

а также tб = tк - t = tц + к ,

и tм = tкt = к .
Подставляя это в уравнение теплового баланса (5.1) с учётом


уравнения теплообмена ( 5.3) получим :

(5.4)

После ряда преобразований можно получить :





(5.5)


Введя обозначение :

получим

tкt = ADк .

В значительном диапозоне нагрузок турбины расход циркуляционной

воды поддерживается постоянным . В таком случае можно считать ,

что коэффициент теплопередачи в конденсаторе “k» также не

изменяется и A=const . В таком случае


(5.6)

откуда следует , что при поддержании постоянной температуры

циркуляционной воды на входе в конденсатор температура

конденсации пара в конденсаторе изменяется пропорционально

пропуску Dк пара в конденсатор , и с уменьшением Dк вакуум в

конденсаторе углубляется .

Если расход циркуляционной воды через конденсатор

изменяется , чтобы определить изменение вакуума в конденсаторе

по формуле (5.5) надо для определения коэффициента теплопередачи

в конденсаторе использовать формулу Л. Д. Бермана (ВТИ) :





(5.7)

Здесь a 0.75 - коэффициент , учитывающий загрязнение трубок

конденсатора ;

Фz – поправочный множитель , учитывающий влияние числа

ходов воды в конденсаторе (приближенно Фz 1.0) ;

Фd - поправочный множитель, учитывающий влияние паровой

нагрузки конденсатора ( приближенно можно принять Фd1.0).


Скорость воды в трубках конденсатора подсчитывается по формуле :
(5.8)

где n – общее количество трубок в конденсаторе ;

z – число ходов охлаждающей воды в конденсаторе .

Показатель степени «x» в формуле Бермана подсчитывается по формуле
x = 0.12 a (1 + 0.15 t1ц ) .
Рассмотрим теперь нормативные характеристики конденсаторов турбин .

Важной характеристикой конденсаторов турбин является кратность

охлаждения :

m = Gц / Dк (5.9)

Эта величина выбирается технико-экономическими расчётами .

Экономически оптимальная величина кратности охлаждения составляет

для многоходовых конденсаторов m = 35 – 60 ;

для одноходовых конденсаторов m = 90 – 110 .

Совершенство теплообмена в конденсаторах характеризуется минимальным

температурным напором к : чем лучше воздушная плотность

конденсатора , чем лучше работает эжектор , чем чище трубки

конденсатора , тем меньше к . Оптимальное значение к можно

оценить по формуле Щегляева :





(5.10)

где E = 5 – 7 .

В условиях эксплуатации турбоустановок используются нормативные

характеристики конденсаторов . Они могут быть двух типов :

  1. pк = f1 ( Dк ) и

  2. к = f2 ( Dк ) .


Нормативные характеристики конденсаторов определяются путём

испытаний . Эти характеристики позволяют контролировать работу

конденсаторов турбин в эксплуатации .

В качестве примера первая из них представлена на рис. 5.1 .
На рисунке 5.1 (а) показана зависимость давления в горловине конденсатора турбины К–300–240 ХТЗ от расхода пара в него при различной температуре охлаждающей воды на входе в конденсатор при её минимальном расходе .

Часто характеристику, показанную на рисунке 5.1 (а) строят в других координатах – в виде зависимости температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды при номинальном её расходе. Пример такой характеристики для турбины К–300–240 ХТЗ показан на рисунке 5.1 (б). Если температурный напор в условиях эксплуатации оказывается большим, чем следует из нормативной характеристики, то это свидетельствует об ухудшении работы конденсатора вследствие загрязнения охлаждающей поверхности трубок, увеличения присосов воздуха или ухудшении работы отсасывающих устройств.

Как видно из приведенных выше характеристик в реальных условиях эксплуатации, для каждой нагрузки турбины в зависимости от состояния системы конденсации пара будет своё оптимальное значение вакуума в конденсаторе, которое зависит от следующих факторов:



  • температуры циркуляционной воды на входе в конденсатор;

  • расхода циркуляционной воды;

  • расхода пара в конденсатор;

  • величины присосов воздуха и качества работы эжекторной установки;

  • чистоты поверхностей конденсации.


Это – характеристика конденсатора турбины К-300-240 ХТГЗ .

Она справедлива для номинального расхода циркуляционной воды

Gц = 34800 м3/час . На рис.5.1(б) представлен другой вид нормативной

характеристики конденсатора для этой же турбины в виде

зависимости к = f ( Dк ) .

Второй вид характеристики более удобен для практического

использования . Если в условиях эксплуатации минимальный

температурный напор к больше нормативного , это свидетельствует

об ухудшении работы конденсатора . Причинами могут быть

загрязнение трубок , увеличение присосов воздуха , ухудшение

работы эжекторов .

Рассмотрим эксплуатационный контроль за работой

конденсационных установок на ТЭС . Основными показателями

являются давление отработавшего пара pк , минимальный температурный

напор к , паровая нагрузка конденсатора Dк , расход циркуляционной

воды Gц и температура tц1циркуляционной воды на входе в конденсатор .

Абсолютное давление в конденсаторе определяется как

разность показаний барометра pбар и ртутного вакуумметра pвак ,

подключенного к конденсатору :
рк = рбар – рвак , (5.11)
При определении вакуума учитываются поправки на шкалу прибора ,

на отметку его установки и на другие факторы, предусмотренные

правилами по проведению тепловых испытаний паровых турбин .

В условиях эксплуатации вакуум на ТЭС чаще всего определяют

в процентах от барометрического давления :
V = pвак / pбар 100 % (5.12)
В процессе эксплуатации ведётся постоянный контроль за работой

конденсатора путём измерения следующих параметров :

  1. Вакуум в конденсаторе рвак ;

  2. Барометрическое давление рбар ;

  3. Температура циркуляционной воды на входе tц1 ;

  4. То же на выходе tц2 ;

  5. Температура пара на входе в конденсатор tп ( как правило, она равна температуре насыщения при давлении в конденсаторе tк ) ;

  6. Температура конденсата на выходе из конденсатора tк ;

  7. Давление пара перед соплами пароструйных эжекторов или

давление воды перед соплами водоструйных эжекторов ;

  1. 8) Давление циркуляционной воды до и после конденсатора ;

  1. Солесодержание конденсата , мг-экв / кг ;

10) Содержание растворённого кислорода в конденсате мкг/кг .
Анализ этих величин позволяет судить об режиме работы

конденсатора и имеющихся в его работе отклонениях , Общепринятым

методом контроля является регулярное сравнение фактических

эксплуатационных показателей его работы с нормативными

показателями , К таким показателям в первую очередь относится

давление pк в конденсаторе , а также – нагрев воды в нём

tц = tц2tц1 и минимальный температурный напор к= tкtц2 .

Повышение рк по сравнению с нормативной характеристикой при

одинаковых режимах указывает на то , что турбоагрегат работает с

перерасходом теплоты или при данном расходе пара его мощность

будет ниже нормативной .

Для определения причин ухудшения вакуума можно воспотьзоваться

характеристиками к = f (Dк, tв1) и tц = f (Dк , Gцв). Увеличение к

свидетельствует об уменьшении коэффициента теплопередачи в

конденсаторе, вызванном большими присосами воздуха в вакуумную

систему турбины или загрязнением поверхности охлаждения или

комбинацией этих причин .

Увеличение tц указывает на недостаток расхода охлаждающей воды

через конденсатор и уменьшение кратности охлаждения .

Воздух и другие неконденсирующиеся газы попадают в конденсатор

с паром и через неплотности в вакуумной системе турбины и

конденсатора . При этом основное количество газов в конденсаторе

представляет собой воздух , проникающий через неплотности элементов

турбоустановки и конденсатора , находящихся под вакуумом .

Следует отметить , что с понижением нагрузки присосы воздуха в

конденсатор увеличиваются , что связано с двумя причинами :

а) увеличение числа элементов регенеративной системы турбины

оказавшимися под вакуумом ;

б) ухудшение условий отсоса воздуха из конденсатора в связи с

уменьшением плотности парового потока в конденсаторе .

Проникновение воздуха в вакуумную систему приводит к

следующим негативным последствиям :

  1. существенно снижается коэффициент теплопередачи в

конденсаторе ;

  1. происходит переохлаждение конденсата , что приводит к

снижению экономичности турбоустановки ввиду необходимости

дополнительного подогрева конденсата в системе регенерации

паром отборов ;

  1. возникает перегрузка системы отсоса воздуха ;

  2. при переохлаждении конденсата происходит насыщение

конденсата растворённым кислородом , что приводит к

последующей коррозии конденсатного тракта .

Кроме разрушения конструкционных материалов в процессе коррозии

происходит также вынос продуктов коррозии в проточную часть

турбины и занос поверхностей нагрева котла в основном окислами

железа и меди .

Существуют нормы присосов воздуха в конденсаторы :
Мощность турбины, МВт Нормы присоса воздуха кг/час


  1. 15

  1. 20

  1. 30

  1. 40

  1. 60


Воздушная плотность конденсатора может быть оценена по

скорости изменения вакуума в нём при отключении эжектора :
p /  кПа/мин Плотность

0.13 – 0.26 хорошая

0.39 – 0.52 удовлетворительная

> 0.52 неудовлетворительная
С помощью пароструйных эжекторов можно определить величину

присосов воздуха в конденсатор путём непосредственного измерения

количества отсасываемого воздуха . Для водоструйных эжекторов это

делают косвенным путём по характеристике эжектора .

При проведении испытаний с дозированными впусками воздуха

в конденсатор и по изменению вакуума определяют , как работает

эжекторная группа .

Большую сложность представляет поиск мест присосов воздуха

в вакуумную систему турбины .

В основном используют два способа : на работающей турбине под

нагрузкой используют галоидные течеискатели , а на неработающей

турбине применяют метод опрессовки .

Принцип действия галоидных течеискателей основан на свойстве

платины испускать ионы в раскалённом состоянии . Эмиссия ионов

резко возрастает , когда в среде , в которой находится платина ,

присутствуют галоидосодержащие газы (фреон , четырёххлористый

углерод и другие) .

Для поиска места присоса производится местная обдувка поверхностей

элементов вакуумной системы фреоном-12 из баллончика , а на выхлопе

эжектора ставят датчик прибора , который резко изменяет свои

показания при появлении фреона в выхлопе эжектора .

На остановленной турбине поиски мест присосов производят путём

опрессовки системы :

гидравлической ( заполнение системы водой и поиск протечки ) ;

воздушной ( нагнетание в ЧНД турбины воздуха от компрессора

под давлением 0.02 – 0.03 МПа выше атмосферного, а места

поиска неплотностей смачивают мыльным раствором ) .

^ Выбор оптимального вакуума.
Ранее уже отмечалось, как сильно сказывается давление в конденсаторе на экономичности турбины и турбинной установки. Ниже рассмотрено влияние давления в конденсаторе на надежность, а также на экономичность в связи с действием различных эксплуатационных факторов.

Понижение давления в конденсаторе по отношению к расчётному не представляет для него никакой опасности. Вместе с углублением вакуума увеличивается теплоперепад турбины и экономичность турбоустановки. Однако такое увеличение не беспредельно: вместе с углублением вакуума увеличиваются теплоперепад последней ступени и скорости в её решётках. При некотором вакууме скорость пара достигает скорости звука, и дальнейшее углубление вакуума не приводит к увеличению реального теплоперепада для проточной части турбины, так как расширение пара происходит за пределами ступени. Такой вакуум называют предельным.

Углублять вакуум ниже предельного, конечно, бессмысленно, поскольку при дополнительных затратах мощности на привод циркуляционных насосов, на улучшение плотности конденсатора и т.д. никакого дополнительного выигрыша в мощности или КПД не получается.

Поскольку давление и температура влажного пара жестко связаны, температура в конденсаторе однозначно определяет и давление в нём.

Существенное повышение давления в конденсаторе (ухудшение вакуума) представляет серьёзную опасность для ЦНД турбины и её конденсатора. Главная опасность заключается в том, что при этом температура в выходном патрубке увеличивается. Это приводит к его разогреву, и в результате появляются расцентровки валопровода и возникает вибрация. Кроме того, разогрев ротора грозит возникновением осевых задеваний, особенно в цилиндрах, наиболее удаленных от упорного подшипника.

В турбинах с очень длинными последними лопатками значительное повышение давления в конденсаторе, особенно при очень малых пропусках пара, чревато появлением дополнительных напряжений в этих лопатках. Поэтому длительная работа при значительном ухудшении вакуума в таких турбинах не разрешается. Обычно каждая инструкция по обслуживанию предусматривает значение предельно высокого конечного давления, выше которого эксплуатация турбины при номинальной нагрузке не допускается. Для конденсационных турбин это давление находится на уровне 12 кПа. Для теплофикационных турбин, особенно тех, конденсатор которых содержит встроенный теплофикационный пучок, допускаемое давление в конденсаторе значительно выше (это обстоятельство учтено в конструкции турбины). Например, турбина Т–100–130 ТМЗ допускает давление в конденсаторе до 30 кПа при работе на конденсационном режиме и 60 кПа – при работе в режиме противодавления (встроенный пучок включён).

При ухудшении вакуума ниже допустимого необходимо разгружать турбину путём снижения её мощности. Обычно дополнительное снижение вакуума ниже предельного на 133,3 Па (1 мм. рт. ст.) требует снижения нагрузки на 1–2 МВт, с тем чтобы при вакууме около 56,8 кПа (500 мм. рт. ст.) турбина была переведена на холостой ход.

Серьёзную опасность для лопаток последних ступеней представляют одновременное ухудшение вакуума в конденсаторе и уменьшение расхода пара. В этом случае могут возникнуть интенсивные самовозбуждающиеся колебания (автоколебания) рабочих лопаток. Такие режимы особенно опасны для теплофикационных турбин, работающих в осенне–зимний период с малым вентиляционным пропуском пара в конденсатор и ухудшенным вакуумом из–за нагрева воды во встроенном теплофикационном пучке.

На рисунке 4.2(а), приведённом по данным [ ], показано, как изменяются напряжения в рабочих лопатках по испытаниям ВТИ в зависимости от противодавления и относительного объемного расхода , где - пропуск пара при номинальном режиме. Максимальное значение напряжений возникает при и ,как показывают опыты, оно примерно пропорционально давлению .

Анализ результатов измерений динамических напряжений в лопатках конкретной турбины позволяет построить диаграмму допустимых режимов работы (см. рис. 4.2(б) по данным [ ]). Из неё видно, что при любом расходе пара через последнюю ступень давление в конденсаторе не должно быть больше вполне определенного значения. Если, например, расход пара , то давление в конденсаторе не должно превышать 27,5 кПа. Соответственно и обратно: если условия нагрева воды во встроенном теплофикационном пучке таковы, что давление в конденсаторе не может быть ниже определённой величины, то и расход пара в конденсатор должен быть соответствующим. Если, например, давление в конденсаторе 40 кПа, то расход пара должен быть либо очень малым (2,5 т/ч), либо не менее 62 т/ч.

Небольшие повышения давления в конденсаторе не влияют на его надежность, однако сильно сказываются на экономичности турбинной установки.

^ Общие положения выбора оптимального вакуума в конденсаторе.

В общем случае температура в горловине конденсатора, определяющая давление в нём, находится из соотношения:



(4.1),

где – температура поступающей в конденсатор циркуляционной воды;

нагрев воды в конденсаторе (разность температур циркуляционной воды на выходе и входе в конденсатор );

температурный напор (разность между температурой пара, поступающего в конденсатор и температурой циркуляционной воды на выходе из конденсатора ).

Действительно, теплота, отданная паром при конденсации охлаждающей воде, равна , где – расход пара в конденсатор, – энтальпия пара, – энтальпия образующегося конденсата, и совпадает с теплотой, унесенной циркуляционной водой:



(4.2)

Здесь – расход охлаждающей воды через конденсатор; – теплоемкость воды.

Таким образом:



(4.3)

Тогда



(4.4)

Разность в широком диапазоне изменения температуры влажного пара слабо зависит от температуры в конденсаторе, поэтому нагрев охлаждающей воды оказывается прямо пропорциональным расходу пара в конденсатор и обратно пропорциональным расходу циркуляционной воды.

Температурный напор отражает совершенство теплообмена в конденсаторе. Чем выше воздушная плотность конденсатора, чем лучше работает эжектор; чем чище трубки, по которым движется охлаждающая воды, тем меньше значение и тем глубже вакуум в конденсаторе.

Для работающих турбоустановок путём испытаний для каждого типа конденсаторов получают набор нормативных характеристик, позволяющих осуществлять контроль качества их работы.

На рисунке 4.3 (а) показана зависимость давления в горловине конденсатора турбины К–300–240 ХТЗ от расхода пара в него при различной температуре охлаждающей воды на входе в конденсатор при её минимальном расходе .

Часто характеристику, показанную на рисунке 4.3 (а) строят в других координатах – в виде зависимости температурного напора от расхода пара в конденсатор и температуры охлаждающей воды при номинальном её расходе. Пример такой характеристики для турбины К–300–240 ХТЗ показан на рисунке 4.3 (б). Если температурный напор в условиях эксплуатации оказывается большим, чем следует из нормативной характеристики, то это свидетельствует об ухудшении работы конденсатора вследствие загрязнения охлаждающей поверхности трубок, увеличения присосов воздуха или ухудшении работы отсасывающих устройств.

Как видно из приведенных выше характеристик в реальных условиях эксплуатации, для каждой нагрузки турбины в зависимости от состояния системы конденсации пара будет своё оптимальное значение вакуума в конденсаторе, которое зависит от следующих факторов:



  • температуры циркуляционной воды на входе в конденсатор;

  • расхода циркуляционной воды;

  • расхода пара в конденсатор;

  • величины присосов воздуха и качества работы эжекторной установки;

  • чистоты поверхностей конденсации.

Оптимальные условия эксплуатации будут достигаться тогда, когда при неизменном расходе пара на энергоблок будет обеспечиваться максимальная мощность, отпускаемая от турбины. В этом случае, величину отпускаемой мощности можно определить по выражению:



(4.5),

где – мощность турбины на клеммах генератора, мощность циркуляционных насосов, мощность, недовырабатываемая паром в турбине за счёт отбора его на эжектор и мощность механизмов собственных нужд остальных агрегатов (за исключение циркуляционных насосов и эжекторов).

При оптимизации вакуума можно считать практически постоянной.

Мощность, недовырабатываемая паром, отбираемым на эжектор зависит от места отбора пара и его расхода ():



(4.6),

где – соответственно, энтальпии пара в отборе и в конденсаторе;

коэффициент, учитывающий отборы пара в систему регенерации;

электромеханический КПД турбогенератора.

Причём, с одной стороны, увеличение расхода пара на эжектор увеличивает его производительность и улучшает условия конденсации, а значит и вакуум в конденсаторе, с другой стороны это ведёт к увеличению недовыработки мощности турбиной.

Мощность турбины в этом случае определяется:



(4.7),

где – расход пара через i-ый отсек;

энтальпия пара на входе и выходе из i-ого отсека;

число отсеков.

Мощность циркуляционного насоса определяется исходя из условия:



(4.8),

где – удельный объём циркуляционной воды (м3/кг);

напор, развиваемый насосом (Па);

расход циркуляционной воды (кг/с);

КПД циркуляционного насоса.

Температуру пара в конденсаторе также можно рассчитать по следующей формуле:



(4.9),

где – теплота парообразования, кДж/кг;

кратность циркуляции, .

Показатель экспоненты рассчитывается по формуле:



(4.10),

где – коэффициент теплопередачи от пара к воде, кВт/(мK).

Удельный расход пара в конденсатор определяется по формуле:



(4.11)

Здесь – площадь поверхности охлаждения, м2.

Из формулы (4.9) видно, что температура пара в конденсаторе, а значит и давление при постоянном расходе пара () зависит от следующих величин:

  • температуры охлаждающей воды на входе ;

  • расхода циркуляционной воды ;

  • коэффициента теплопередачи .

Отложение солей и органических веществ, их толщина и состав на внутренней стенке трубок конденсатора также ухудшает коэффициент теплопередачи и вакуум в конденсаторе.

При уменьшении температуры снижается и температура , улучшается вакуум. Увеличение расхода охлаждающей воды также приводит к снижению температуры и улучшению вакуума. К улучшению вакуума приводит также и улучшение теплопередачи от пара к воде (увеличение ).

Температуру охлаждающей воды на входе в конденсатор нельзя произвольно изменить, поскольку она определяется температурой окружающей среды и типом водоохладителя. Фактически управлять вакуумом в конденсаторе при заданной нагрузке () можно, изменяя следующие параметры:

  • расход охлаждающей воды;

  • количество отсасываемого из конденсатора воздуха ;

Таким образом, изменяя расход циркуляционной воды и расход пара на эжектор, можно определить оптимальное значение вакуума в конденсаторе. Его можно получить из совместного решения уравнений (4.5 – 4.9) при условии, что .

Кроме этого в расчёт необходимо принимать ограничивающие условия, приведенные на рисунке 4.2 (а, б).

Способы поддержания вакуума в конденсаторе
В состав низкопотенциальной части энергоблока входят конденсационная установка, система циркуляционного водоснабжения, эжекторная группа, то есть все те элементы и агрегаты, которые обеспечивают поддержание вакуума в конденсаторе в процессе эксплуатации.

Наряду с перечисленными агрегатами поддержание высокого вакуума в конденсаторе обеспечивается плотностью всех систем цилиндра низкого давления (ЦНД) и элементов конденсатного тракта, находящихся под вакуумом, так как основные присосы воздуха в конденсатор происходят либо при некачественной работе системы уплотнений цилиндра низкого давления, либо при плохой плотности предохранительных клапанов, установленных на выхлопных патрубках ЦНД, а также за счёт присосов в теплообменном оборудовании конденсатно-питательного тракта, находящегося под вакуумом. Плотность вакуумной системы нормируется, и должна поддерживаться в пределах, установленных техническими условиями (ТУ) по эксплуатации для каждого типа оборудования.

Кроме уменьшения присосов воздуха, существенное влияние на глубину вакуума в конденсаторе при прочих равных условиях оказывает чистота поверхностей конденсации пара. В первую очередь это относится к внутренним поверхностям трубной системы конденсатора, которые в результате прокачки большого количества воды, содержащей различные примеси (органические, илистые и т.д. частицы), подвергаются интенсивному загрязнению. Кроме того, существенную роль имеют недостатки системы технического водоснабжения, особенно оборотной.

Как видно из приведённого анализа, загрязнение поверхностей зависит в основном от качества циркуляционной воды. Если в воде содержится большое количество загрязняющих веществ (например, илистых частиц) то уже через несколько десятков часов из–за повышения загрязнения поверхностей конденсатора происходит снижение вакуума, приводящее к снижению мощности на несколько процентов.

Загрязнение конденсаторов происходит, как правило с водяной стороны. Вследствие загрязнения снижается вакуум, уменьшается коэффициент теплопередачи, снижается расход воды за счет гидравлического сопротивления.

По своему характеру все загрязнения можно условно разбить на 3 группы:

  1. Механические

  2. Биологические

  3. Солевые

В большинстве случаев встречается комбинация этих загрязнений.

Механические загрязнения.

Под механическими загрязнениями понимается засорение трубок и трубных досок травой, листьями, землей, водорослями, полиэтиленовая пленка и т.д. В значительной мере эти загрязнения носят сезонный характер.

^ Способ борьбы.

Установка всевозможных очистных сооружений в виде неподвижных и подвижных механических сеток, решеток. Как правило, ставят сначала неподвижную решетку для грубой очистки от крупных предметов, затем мелкоячеистую сетку. В последнее время широкое распространение получили механические фильтры различных конструкций, в процессе работы которых происходит их очистка с помощью механических скребков и смыванием мусора струями воды из сопл (особенно интересны в этом отношении фильтры Тапроги).

Чистка трубок конденсатора осуществляется механическим путем на камере конденсатора водой под давлением (простреливанием упругих шариков через трубки конденсатора). Широкое распространение в последнее время начинает получать непрерывная очистка конденсатора с помощью шариков.

^ Биологическое загрязнение.

Биологическое загрязнение представляет собой отложения на внутренней поверхности трубок конденсатора живых простейших микроорганизмов и водорослей, которые называются биологическим обрастанием.

Они вызывают дополнительное гидравлическое и термическое сопротивление.

В значительной мере обрастание зависит от сезонов. Кроме того интенсивность обрастания по ходам воды тоже различное. Летом зарастают первые ходы воды т.к. температура воды на выходе из конденсатора становится слишком высокой (до 40 0С) для развития микроорганизмов, а зимой наоборот, первые ходы имеют слишком низкую температуру и поэтому в основном зарастают последние ходы или средние.

Для уменьшения содержания микроорганизмов в воде применяют хлорирование. Дозировку хлора рекомендуется поддерживать такой, чтобы в охлаждающей воде на сливе из конденсатора количество активного хлора составляло около 0,2-0,3 мг/кг. Хлорирование, как правило, проводят периодически. Интервалы между подачами хлора бывают от нескольких минут до нескольких суток, а продолжительность подачи от 2-3 минут до нескольких часов, подбирается индивидуально для каждой станции.

Также одним из способов борьбы является шариковая непрерывная очистка. При чистке на вскрытом конденсаторе, производят сушку конденсатных трубок воздухом с t=55 0C (В настоящее время, был выпущено указание РАО ЕЭС по запрещению данного метода, так как в период сушки возможно неравномерное температурное расширение металла трубной системы и корпуса, в результате чего возможна развальцовка трубок и коробление корпуса турбин), для того, чтобы отложения подсохли и растрескались, после чего они легко смываются водой. На работающем конденсаторе это делают за счет прекращения подачи воды в одну из половин конденсатора и роста давления в конденсаторе. Тогда разогрев происходит отработавшим паром. При этом турбину, как правило разгружают, т.к. при работе с полной нагрузкой и значительно ухудшенным вакуумом в конденсаторе возможна поломка лопаток турбины.

^ Солевые отложения.

Это отложения на внутренней стороне трубной системы в виде накипи, создающее большое термическое сопротивление.

Выпадение накипи происходит особенно интенсивно, когда для охлаждения используется высокоминерализованная вода (морская или это явление часто наблюдается в оборотных системах циркуляционное водоснабжения, когда за счет испарения солесодержание в системе резко возрастает).

Меры борьбы с увеличением солесодержания в воде оборотных систем – продувка оборотных систем, поддержание солесодержания на допустимом уровне. Как правило, выпадение отложений начинается при концентрации равной 2-4,5 мг-экв/кг, что не является концентрацией. Это связано с тем, что в оборотных системах, температура воды на выходе из конденсатора выше и нагрев воды тоже, как правило, выше (т.е. t  чем в прямоточных схемах). В результате нагрева растворимость минеральных веществ падает, и из воды выпадают на поверхность трубок отложения.

Меры борьбы:

  • Непрерывная шариковая очистка конденсатных трубок

  • Механическая очистка на остановленном или отключенной части конденсатора

  • Химические отмывки конденсатора, растворами муравьиной, соляной и т.д. кислотами с добавкой ингибиторов (раствор 2-5%).

  • Обработка воды фосфатами.

(NaPO3)6 , Ca(H2PO4)2 и Na3PO412H2O

концентрация поддерживается в пределах 1-2,5 мг/кг в пересчете на P2O5.

  • Обработка воды серной или соляной кислотой, когда вода сильно минерализована солями Ca или Mg. В этом случае они превращаются в хорошо растворимые в воде сульфаты или хлориды.

При подкислении поддерживают избыток карбонатной жесткости на уровне 1,5-2 мг-экв/кг для предотвращения агрессивного воздействия на металлоконструкции, бетон и т.д.

Повреждения конденсаторов:

  • Нарушение герметичности

  • Повреждение трубок конденсаторов в месте их в трубные доски, которые вызываются воздействием воды при входе в трубную систему.


Для борьбы с таким видом загрязнений в настоящее время используют систему непрерывной шариковой очистки конденсатора. Суть такой очистки заключается в том, что через трубную систему конденсатора непрерывно прокачиваются шарики, изготовленные из упругого материала. Диаметр таких шариков несколько больше, чем внутренний диаметр трубки конденсатора. Когда такой шарик попадает во входные отверстия трубки конденсатора, он под действием напора воды, всасывается в эту трубку и проталкивается через неё. При этом сам шарик слегка деформируется, за счёт своих упругих свойств, и как бы протирает внутреннюю поверхность трубки, очищая её от отложений. Использование такой системы позволяет увеличить выработку мощности без дополнительных затрат в среднем на 2–4 %.Очистка поверхностей нагрева не только обеспечивает лучшие условия теплообмена, но и снижает возможность коррозионных повреждений поверхностей нагрева конденсатора, так как зачастую коррозионные процессы более интенсивно проходят как раз род слоем отложений. На рис. 4.1 представлена принципиальная схема установки системы шарикоочистки фирмы Тапрогге.

Поток циркулирующей охлаждающей воды проносит эластичные шарики через конденсаторные трубки. Они очищают поверхность трубок и в улавливателе шариков, установленном на выходе охлаждающей воды из конденсатора отделяются от потока воды, затем отсасываются насосом и снова подаются на вход охлаждающей воды в конденсатор через патрубок на фильтре охлаждающей воды. В контур циркуляции шарики загружаются через шлюз, установленный на трубопроводе напора насоса циркуляции шариков.

Первая очистка от твёрдых отложений проводится шариками с корундовым покрытием.

Для постоянной очистки применяются полирующие шарики. В контуре одной половины конденсатора циркулирует 600 шариков. Средняя потребность в полирующих шариках на год – 100 тысяч штук (эти данные приведены по работе Балаковской АЭС мощностью 1000 МВт).

Как уже говорилось выше, электростанция вследствие внедрения системы шарикоочистки получает возможность поддерживать в конденсаторе турбины более глубокий вакуум, позволяющий обеспечить прирост мощности энергоблока, причём наиболее эффективно применение систем шарикоочистки на агрегатах, имеющих большой удельный расход пара на выработку электроэнергии. К таковым можно отнести энергоблоки АЭС, а также оборудование, работающее без промперегрева и на пониженных параметрах. Именно на таком оборудовании прирост мощности может достигать до 4 % от номинальной. Эффект от применения систем очистки на энергоблоках с промперегревом и на закритические параметры пара ниже (2 2,5 %).

Наряду с понижением вакуума в конденсаторе существуют и другие преимущества шариковой очистки.

  • остановка питтинговой коррозии охлаждающих трубок под слоем отложений, исключение их эрозии из-за попадания в охлаждающие трубки крупных загрязнений, т.е. увеличение срока службы охлаждающих трубок;

  • исключение внеплановых остановов блоков для очистки охлаждающих трубок и трубных досок конденсаторов;

  • сокращение затрат на ремонт конденсаторов в период плановых остановов;

  • повышение надёжности блока;

  • уменьшение выбросов в атмосферу за счёт увеличения КПД блока.

Ранее уже отмечалось, как сильно сказывается давление в конденсаторе на экономичности турбины и турбинной установки. Ниже рассмотрено влияние давления в конденсаторе на надежность, а также на экономичность в связи с действием различных эксплуатационных факторов.







Скачать файл (2015.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru