ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

РАБОТЫ РЕГЕНЕРАТИВНОЙ И ДЕАЭРАЦИОННО-ПИТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Технологическая схема и эксплуатационный контроль работы

Регенеративной установки

В схемах регенерации низкого давления могут использоваться ПНД поверхностного и смешивающего типов. Основным недостатком поверхностных ПНД является их высокая стоимость (трубки выполняются латунными или из нержавеющей стали) и значительный до 10°С недогрев.

В термодинамическом отношении смешивающие подогреватели являются более эффективными, так как в них практически отсутствует недогрев. Однако существуют трудности в реализации многоступенчатого регенеративного подогрева с применением смешивающих подогревателей. Поэтому в реальных схемах регенерации низкого давления, как правило, устанавливается ПНД-2 смешивающего типа или ПНД-1 и ПНД-2 также смешивающего типа смонтированных по гравитационной схеме или с промежуточными насосами, установленными между ними [17]. Следует отметить, что к настоящему времени ПНД смешивающего типа используются исключительно в схемах блочных ПТУ мощностью 200 МВт и выше. Описание конструкций и технические характеристики подогревателей низкого давления Саратовского завода энергетического машиностроения (СЗЭМ) и производственного объединения " Красный котельщик" представлены в РД 34.40.510-93 [18].

6.1.1. Пример принципиальной тепловой схемы регенерации низкого давления с поверхностными ПНД представлен на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Принципиальная тепловая схема регенерации низкого давления с поверхностными ПНД:

ПВС в К-р - паровоздушная смесь в конденсатор; РДТ - расширитель дренажей турбины; РУК - регулятор уровня в конденсаторе; КГП - конденсат греющего пара; СлН - сливной насос; ПСГ-1, 2 - подогреватель сетевой воды №1, 2 горизонтальный.

 

Основными элементами схемы являются:

- собственно, поверхностные и смешивающие подогреватели низкого давления;

- система трубопроводов основного конденсата с арматурой;

- система паропроводов подвода регенеративного пара к ПНД с арматурой;

- система отвода конденсата греющего пара (КГП) из подогревателей со сливными насосами, регулирующей и запорной арматурой;

- система отвода неконденсирующихся газов (воздуха) с запорной арматурой;

- система дренажей и воздушников;

- контрольно-измерительные приборы и средства автоматики.

Трубная система поверхностных ПНД набирается из U- или П-образных трубок диаметром 16 мм и толщиной стенки 1 мм, концы которых завальцованы в трубных досках. В зависимости от площади теплообмена подогревателя применяются трубки из латуни Л68, Л070-1 (ГОСТ 15527-70) и сплава марки МНЖ5-1 (ГОСТ 492-73). К примеру, в аппаратах ПН-400 с площадью теплообмена 400 м², устанавливаемых в схемах регенерации низкого давления энергоблоков мощностью 250 и 300 МВт применяются, как правило, трубки из сплава МНЖ5-1 или из нержавеющей стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72).

Используемые в схемах сливные насосы могут устанавливаться по одному или два на одном, двух или трех поверхностных ПНД.

 

6.1.2. К отличительным особенностям систем регенерации низкого давления ПТУ неблочных ТЭС (рис. 6.1.) следует отнести:

- использование ПНД исключительно поверхностного типа;

- обвязка подогревателей позволяет их индивидуальное отключение для производства ремонтных работ без останова турбоустановки;

- ввод добавочной воды и конденсата греющего пара сетевых подогревателей в контур паротурбинной установки осуществляется в рассечку между ПНД или непосредственно в деаэратор питательной воды.

 

Системы регенерации низкого давления блочных ПТУ могут выполняться как только с поверхностными, так и частично со смешивающими ПНД (рис. 6.2.).

Рис. 6.2. Принципиальная тепловая схема регенерации низкого давления со смешивающим ПНД-2:

РУ - регулятор уровня в подогревателе; 1 - конденсат на уплотнение: ПТН, ПЭН, бустерных насосов; НОУ - насосы обессоливающей установки; 2 - конденсат на впрыски: в БРОУ, РОУ, РДТ, сбросной паропровод горячего промперегрева; 3- конденсат на КИС и КОС турбоагрегата и ПВД; 4 - гидрозатвор аварийного слива уровня из ПНД-2; 5 - гидрозатвор слива протечек в ПНД-2; 6 - предохранительное мембранное устройство;

На смешивающих ПНД (в схемах могут быть один или два смешивающих подогревателя) количество устанавливаемых конденсатных насосов на каждый подогреватель различно.

Контрольные вопросы:

1) Руководствуясь представленной принципиальной схемой регенерации низкого давления с поверхностными ПНД, сформулируйте:

- назначение схемы регенерации;

- название и краткая характеристика технологических систем входящих в схему регенерации низкого давления;

- назначение элементов схемы;

- контролируемые параметры, защиты и блокировки, используемые в схеме.

2) Руководствуясь принципиальной схемой регенерации низкого давления со смешивающим ПНД, сформулируйте особенности контроля работы ПНД-2:

6.1.3. Тепловая схема включения регенеративных подогревателей высокого давления

В современных системах регенерации паротурбинных установок могут применяться камерные и коллекторные ПВД. На ТЭС нашей страны применяются, как правило, коллекторные ПВД. Поверхность теплообмена этих подогревателей набирается из свитых в плоские спирали гладких труб присоединенных к вертикальным раздающим коллекторным трубам (рис. 6.3.).

Рис. 6.3. Форма навивки спиральных трубных элементов ПВД:

а - одноплоскостная спираль; б - двухплоскостная спираль; 1 - вертикальный распределяющий коллектор; 2 - вертикальный собирающий коллектор; 3 - трубный спиральный элемент.

В подогревателях типа ПВ, выпускаемых до 1982 г., в спиралях применяются трубки 32´ 3, 5...6 мм, в подогревателях более позднего выпуска типа ПВД - 22´ 3, 5 мм.

В обозначение типоразмера подогревателя с трубками 32´ 3, 5...6 мм входит (на примере ПВ-1200-380-43-1):

ПВ - подогреватель высокого давления;

1200 -суммарная площадь поверхности теплообмена, м²;

380 - расчетное давление в трубной системе, кгс/см²;

43 - расчетное давление пара в корпусе, кгс/см²;

1 - модификация конструкции аппарата.

В обозначение типоразмеров подогревателей нового поколения ПВД с трубками малого диаметра (22´ 3, 5 мм) входит (на примере ПВД-550-23-2, 5-1):

ПВД - подогреватель высокого давления;

550 - номинальный массовый расход питательной воды через подогреватель, т/ч;

23 - расчетное давление питательной воды в трубной системе, МПа;

2, 5 - расчетное давление пара в корпусе, МПа;

1 - модификация конструкции аппарата.

По принципу использования тепла греющей среды поверхность теплообмена ПВД делится на следующие зоны:

охлаждения пара (ОП) - зона конвективного теплообмена при охлаждении перегретого пара, т.е. с температурой стенки выше температуры насыщения пара при давлении в данной зоне;

конденсации греющего пара (КП) - основная зона подогревателя с температурой стенки ниже температуры насыщения пара;

охлаждения конденсата (ОК) - зона конвективного теплообмена при охлаждении конденсата греющего пара (КГП).

Все три зоны ОК, КП и ОП расположены в одном корпусе ПВД и в большинстве случаев включается по ходу питательной воды последовательно. При этом через зоны ОК и ОП проходит лишь часть полного расхода воды, для организации которого в коллекторах устанавливаются дроссельные шайбы и диафрагмы (рис. 6.4.).

Конструктивно трубная система ПВД в зоне ОП и ОК помещается в отдельных кожухах, конструкция которых обеспечивает многоходовое движение пара (в зоне ОП) и конденсата (в зоне ОК).

Рис. 6.4. Принципиальная схема включения зон ОП, КП и ОК в ПВД: 1 - вход питательной воды; 2 - выход питательной воды; 3 - вход греющего пара; 4 - выход КГП; 5 - вход КГП из последующего ПВД.

В схемах мощных энергоблоков с промперегревом распространение получили более совершенные схемы включения зон ОП в тракт питательной воды:

- схема с концевой зоной ОП (схема Виолена-Хюльза), в которой греющий пар, первого по ходу питательной воды, подогревателя охлаждается питательной водой после всех ПВД (рис.6.5. а).

- схема включения зоны ОП по питательной воде параллельно последующим по ходу воды подогревателям (схема Рикара-Некольного) (рис.6.5. б);

 

а) б)

Рис. 6.5. Схема включения встроенных зон ОП по питательной воде и греющему пару:

а - включение с концевой зоной ОП - схема Виолена; б - параллельное включение зоны ОП - схема Рикара - Некольного;

1 - вход питательной воды; 2 - выход питательной воды; 3 - вход греющего регенеративного пара; 4 - выход конденсата греющего пара.

Тепловая схема включения регенеративных подогревателей высокого давления в тракт питательной воды представлена на рис. 6.6. Данная схема регенерации высокого давления характерна для большинства паротурбинных установок неблочных ТЭС. Схема включает одну группу, состоящую из трёх ПВД включенных последовательно по питательной воде. Основными элементами схемы являются:

- подогреватели высокого давления № 5, 6, 7;

- система трубопроводов питательной воды с арматурой;

- система паропроводов подвода регенеративного пара с арматурой;

- система отвода КГП из подогревателей;

- система отвода парогазовой смеси (ПГС) из подогревателей;

- система дренажей для опорожнения корпусов ПВД, трубопроводов питательной воды и конденсатопроводов;

- система воздушников для удаления воздуха из корпусов и трубных систем ПВД;

 

Рис. 6.6. Принципиальная схема регенерации высокого давления ПТУ неблочной ТЭС:

1 - байпасная линия для заполнения трубной системы ПВД; 2 - быстродействующий впускной защитный клапан с гидроприводом; 3 - обратный клапан на выходе питательной воды из группы ПВД; 4 - байпасная линия диаметром 20 мм с обратными клапанами и запорным вентилем, предназначенная для защиты трубной системы ПВД от недопустимого повышения давления в ней; 5 - перепускные трубы предназначенные для аварийного обвода питательной воды и подачу ее в котел на время от закрытия впускного клапана до открытия задвижки (6) на обводе питательной воды; ИВЭ - импульсные вентили с электроприводом на линии подвода конденсата от КЭН к гидроприводу быстродействующего впускного клапана; ПО-1, 2, 3 - соответственно, запорная арматура на паропроводах регенеративного отбора № 1, 2, 3; РУ-5, 6, 7 - соответственно, регуляторы уровней в ПВД-5, 6, 7; МПУ - мембранные предохранительные устройства.

- байпасные линии ( 1) для заполнения и опрессовки трубной системы ПВД;

- устройства, обеспечивающие защиту подогревателей высокого давления:

● от недопустимого повышения уровня конденсата в любом из корпусов ПВД вследствие разрывов в трубной системе или других причин;

● от недопустимого повышения давления в трубной системе ПВД ( МПУ );

● от недопустимого повышения давления в корпусах ПВД -6, 7 (байпас 4 ).

Регенеративные подогреватели снабжаются указателями уровня конденсата греющего пара, системами сигнализации и защиты.

6.1.3.1. Защитное устройство от недопустимого повышения уровня в корпусах ПВД

Для защиты от недопустимого повышения уровня конденсата в любом из корпусов ПВД вследствие разрывов в трубной системе или других причин все ПВД должны быть оборудованы автоматическим групповым быстродействующим защитным устройством (БДЗУ). БДЗУ ПВД (рис. 6.7.) состоит:

- из быстродействующего впускного защитного клапана (1) с гидроприводом (3), предназначенного для быстрого закрытия (менее 5 сек.) подачи питательной воды в трубные системы ПВД и открытия аварийного обвода питательной воды (8);

- обратного клапана (2) на выходе питательной воды из группы ПВД, предотвращающего поступление воды в трубные системы ПВД из трубопроводов питательной воды после ПВД и из аварийного обвода;

- двух параллельных безарматурных перепускных труб (8), реализующих аварийный обвод питательной воды и подачу ее в котел на время от закрытия впускного клапана до открытия задвижки на обводе питательной воды;

 

Рис. 6.7. Быстродействующее защитное устройство ПВД:

1 - впускной клапан; 2 - обратный клапан; 3 - гидропривод ВК; 4 - ИВЭ; 5 - конденсат от КЭН 2 ступени; 6 - питательная вода от ПЭН (ПТН); 7 - питательная вода к котлу; 8 - аварийный обвод питательной воды (2 трубы); 9 - тарелка впускного клапана.

- двух импульсных вентилей (4) с электроприводом (ИВЭ) на линии подвода конденсата от КЭН к гидроприводу впускного клапана (ВК) Открытие ИВЭ может осуществляться автоматически действием защиты от повышения уровня воды в ПВД, дистанционно - воздействием на соответствующий ключ управления с пульта управления турбиной или вручную, по месту установки импульсных вентилей;

При работе ПВД тарелка (9) ВК удерживается в верхнем положении перепадом давлений питательной воды в корпусе впускного клапана и атмосферным давлением, действующим на поршень и соединённый с ним шток гидропривода впускного клапана.

Тарелка обратного клапана (2) также удерживается в верхнем положении подпором протекающей питательной воды. ИВЭ ПВД при этом остаются в закрытом положении, а через надпоршневое пространство гидропривода ВК должен организовываться незначительный проток конденсата, за счёт частичного открытия вентиля на байпасе ИВЭ и полного открытия вентиля на сливе из силовой камеры гидропривода (3). Проток конденсата контролируется по наличию слива из верхней точки гидропривода в воронку. Протечки воды через зазоры между поршнем и цилиндром гидропривода также отводятся через безарматурный дренаж из нижней части на сливную воронку. Организация протока конденсата через надпоршневое пространство гидропривода ВК необязательна, если:

- трубопровод подвода конденсата к гидроприводу ВК ПВД имеет внутренний диаметр не менее 50 мм;

- расстояние от места установки ИВЭ ПВД до сервомотора ВК ПВД не превышает 3 метров;

- время срабатывания БДЗУ не превышает 5 с.

При повышении уровня в корпусе любого подогревателя до первого предела от технологической защиты ПВД подаётся электрический сигнал на открытие обеих ИВЭ на трубопроводе подвода конденсата от КЭН. При открытии вентилей конденсат от КЭН поступает в надпоршневое пространство гидропривода. Давление этого конденсата создает усилие, превышающее усилие от давления питательной воды на тарелку и далее шток клапана, и поршень опускается вниз, перемещая шток впускного клапана с тарелкой в нижнее положение. Тарелка, дополнительно прижимаемая давлением питательной воды, закрывает доступ питательной воды в трубные системы всех ПВД. При этом открывается верхняя полость ВК, через которую вода по двум аварийным обводам поступает в верхнюю часть обратного клапана на выходе группы ПВД и опускает тарелку обратного клапана, закрывая поступление питательной воды в трубные системы ПВД со стороны выхода. Питательная вода продолжает поступать в котлы, минуя ПВД.

Быстродействие БДЗУ, т.е. время от момента срабатывания защитных приборов контроля уровня до полной посадки впускного клапана, не должно превышать 5 с. Данное значение быстродействия выбрано из условия разрыва одной коллекторной трубы ПВД и предотвращения заполнения парового пространства до уставки срабатывания защиты на отключение турбоагрегата.

Штоки гидропривода и ВК в закрытом положении должны иметь небольшой зазор. Наличие зазора обусловлено необходимостью исключить большие усилия на шток ВК со стороны гидропривода, которые могут привести к деформации штока. Наличие зазора необходимо контролировать после монтажа и после каждого ремонта.

Кроме срабатывания БДЗУ при аварийном отключении ПВД автоматически закрываются задвижки на входе и выходе питательной воды, на подводе греющего пара и открывается задвижка на обводе группы ПВД по питательной воде (рис. 6.6.).

Следует отметить что, в блочных паротурбинных установках устанавливается защита, отключающая энергоблок при повышении уровня до второго предела.

 

6.1.3.2. Защитное устройство от повышения давления в корпусах ПВД

Повышение давления в корпусах ПВД сверх расчётного возможно в нескольких случаях, в том числе:

- при отключении ПВД защитой от повышения уровня и неплотной запорной арматуре на подводе греющего пара, за счёт пропуска конденсата или пара по линии каскадного отвода из вышестоящего по отбору подогревателя;

- при отключениях ПВД защитой от повышения уровня в случае обширного разрыва труб трубной системы и неплотном впускном кла­пане;

- при работающих ПВД, в случае упуска уровней (работа с «про­скоком» пара) и опрессовке подогревателей по линии каскадного отвода конденсата греющего пар из вышестоящего по отбору подогревателя.

В связи с этим, корпуса ПВД-5 и ПВД-6 оборудуются двумя предохранительными клапанами пружин­ного или мембранного (МПУ) типа (рис. 6.6.).

 

6.1.3.3. Защитное устройство от повышения давления в трубной системе ПВД

В отключённой группе ПВД, при работающей турбине и закрытой запорной арматуре на входе и выходе питательной воды возможно по­вышение давления воды в трубных системах ПВД сверх допустимого из-за разогрева этой воды паром с отборов турбины, поступающим через не­плотную запорную арматуру (рис. 6.6.).

В качестве устройства, защищающего подогреватели от повыше­ния давления в трубной системе, выполняется байпасная линия (рис. 6.6., поз. 4.). для сброса части воды из трубной системы ПВД через обратный клапан и помимо выходной задвижки.

На байпасных линиях, последовательно по ходу питательной воды, устанавливаются по два обратных клапана и запорные вентили с руч­ным приводом. Запорные вентили при работающей группе ПВД, должны быть постоянно откры­ты и опломбированы в этом положении.

Вентили на байпасных линиях закрываются только при выводе группы ПВД в ремонт и при проверке плотности трубных систем, пе­ред включением подогревателей в работу.

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒

Поделиться: