Особенности конструкции и обвязки питательных насосов неблочных ТЭС

Из всего насосного оборудования ПТУ питательные насосы являются наиболее сложными и ответственными механизмами. К конструктивным особенностям питательных насосов необходимо отнести следующее (рис. 6.11.):

1. Питательные насосы, как правило, центробежного типа, многоступенчатые, горизонтальные и обеспечивают большую производительность при высоких напорах. Напор ПЭН выбирается из условия превышения давления перегретого пара за котлом на 25%, т.е. Р_пэн =1, 25 Р_пе.

Рис. 6.11. Конструкция питательного насоса: 1 - вал, 2 - подшипник, 3 - торцовое уплотнение вала, 4 - входная крышка. 5 - подвод кольцевой, 6 - предвключенное колесо, 7 - крышка, 8 - рабочее колесо, 9 - секция, 10 - направляющий аппарат, 11 - корпус наружный, 12 - кожух насоса, 13 - корпус внутренний, 14 - крышка напорная, 15 - диск разгрузки, 16 - корпус концевого уплотнения.

2. Для повышения всасывающей способности и улучшения условий для бескавитационной работы в проточной части насоса устанавливают предвключённое колесо специальной конструкции (рис. 2.16., поз.6.), и рабочее колесо первой ступени с увеличенной входной воронкой.

3. Компенсация осевых усилий на роторе питательного насоса осуществляется за счет устройства гидропяты (рис.2.17.).

Рис. 6.12. Устройство гидропяты:

1 – последнее по ходу воды рабочее колесо насоса; 2 – кольцевой зазор; 3 – шайба гидропяты; 4 – диск гидропяты; 5 – камера гидропяты; 6 – выход воды во всасывающий патрубок насоса; 7 - уплотнение вала насоса.

Устройство включает разгрузочный диск, установленный на вал насоса со стороны нагнетания. К этому диску через кольцевой зазор подводится вода от последней ступени насоса. Камера с обратной стороны диска соединена с всасывающим патрубком насоса. Разность давлений по обе стороны диска гидропяты создает уравновешивающую силу, направленную против действующего на рабочие колеса осевого усилия. Зазор между разгрузочным диском и шайбой гидропяты составляет 0, 15–0, 20 мм. При увеличении осевого усилия ротор насоса смещается в сторону всасывающего патрубка и зазор между разгрузочным ди­ском и подушкой пяты уменьшается. Это приводит к уменьшению утечки через гидропяту, увеличению давления перед разгрузочным диском и появлению дополнительного уси­лия, действующего на пяту в сторону на­гнетательного патрубка. При уменьшении осевого усилия насоса зазор в гидропяте увеличивается и уравновешивающая сила соответствующим образом уменьшается. Таким образом, за счет саморегулиро­вания зазора между разгрузочным диском и шайбой гидропяты осевое усилие ротора насоса пол­ностью уравновешивается во всем регулировочном диапазо­не работы насоса.

К недостаткам разгрузочного устройства такого типа следует отнести:

- ухудшение к. п. д. насоса за счет утечки через гидравличе­скую пяту, величина которой достигает 1, 5—2, 5% производительности насоса;

- представленная конструкция разгрузочного устройства не допускает срыва (резкого падения давления на напоре насоса) в работе насоса.

Для повышения надёжности работы современных высокооборотных большой мощности питательных насосов используется более совершенная система разгрузки осевых сил, состоящая из разгрузочного поршня в комбинации с упорным подшипником двухстороннего действия.

4. В конструкции питательных насосов используются концевые уплотнения: щелевого типа, торцовые уплотнения и уплотнения, с так называемыми, плавающими кольцами. Наибольшее распространение на неблочных ТЭС получили питательные насосы с уплотнениями щелевого типа (рис. 6.13.).

Рис. 6.13. Обвязка концевых уплотнений щелевого типа питательного насоса

К достоинствам данной конструкции следует отнести: простоту, надёжность и меньшую чувствительность к загрязнениям и вскипанию воды.

В конструкциях современных питательных насосов блочных ПТУ устанавливают торцевые уплотнения, которые исключают протечки конденсата в дренажные каналы и упрощают эксплуатацию концевых уплотнений.

К особенностям обвязки питательных насосов относятся следующие позиции (рис. 6.14.):

1. Питательные насосы имеют поперечные связи по всасывающим и напорным коллекторам, что даёт возможность подачи питательной воды на энергетические котлы от любого питательного насоса.

Рис.6.14. Принципиальная схема обвязки питательных насосов неблочной ТЭС

2. Для надежного питания котлов в обязательном порядке предусматривается постановка питательного насоса в «горячий и холодный» резервы.

3. Для безопасного заполнения трубопроводов питательной воды устанавливаемая запорная арматура на напоре ПЭН оборудуется байпасами с двойными запорными вентилями.

4. Питательные насосы оборудуются трубопроводом отбора питательной воды с промежуточной ступени насоса для регулирования температуры пара после РОУ собственных нужд, растопочных РОУ, а также для регулирования температуры вторичного перегрева пара блочных паротурбинных установок работающих на сверхкритических параметрах свежего пара.

5. На напорном патрубке питательного насоса устанавливаются:

- обратный клапан, предохраняющий насос от обратного движения воды при нахождении насоса в «горячем» резерве с открытой напорной задвижкой или при аварийном останове насоса;

- линия рециркуляции с запорным вентилем перед обратным клапаном, предназначенная для обеспечения минимального расхода воды через насос. Сброс воды через линию рециркуляции производится в деаэратор питательной воды. При отсутствии минимального расхода вода, находящаяся в корпусе насоса, быстро нагревается и вскипает. Это явление называется «запариванием» насоса. При «запаривании» насоса нарушается работа гидропяты, что приводит к смещению ротора насоса и задеванию вращающихся деталей (рабочих колёс насоса) о неподвижные корпусные детали, что в конечном итоге приводит к выходу насоса из работоспособного состояния.

Пропускная способность линии и вентиля рециркуляции выбирается из условия 25–30 % номинальной производительности насоса. Открытие вентиля на линии рециркуляции осуществляется автоматически по блокировке при уменьшении расхода воды через ПЭН меньше 30% и при закрытии напорной задвижки.

В некоторых случаях вводят блокировку, действующую на закрытие вентиля рециркуляции при увеличении расхода питательной воды более 30%;

- линия прогрева корпуса питательного насоса выполненная в виде трубопровода малого диаметра (Ду 25 мм) со сбросом питательной воды в бак низких точек или в конденсатор. Данная схема предназначена для прогрева корпуса питательного насоса находящегося в режиме АВР, а также используется при плановых включениях ПЭН.

6. Смазка подшипников питательных насосов ПТУ неблочных ТЭС осуществляется от индивидуальных маслостанций (МНС) монтируемых рядом с насосом. Принципиальная схема маслостанции ПЭН представлена на рис. 6.15.

Рис. 6.15. Принципиальная схема маслостанции ПЭН:

УС - уровнемерное стекло; Др. - дренажный трубопровод; МН ПЭН - маслонасосы ПЭН; СС - смотровое стекло для контроля слива масла с подшипников насосного агрегата.

В схемах маслостанций ПЭН используются насосы объемного типа (шестеренчатые) не менее двух штук из которых один находится в работе, а другой в «горячем» резерве (в режиме АВР).

Особенности обвязки и эксплуатации маслонасосов объёмного типа заключаются в следующем:

● для прогрева масла, регулировки давления масла на подшипники насоса и опробования маслонасосов предусмотрена линия рециркуляции;

● не допускается работа насоса в безрасходном режиме, к примеру, на закрытый напорный вентиль, для исключения недопустимой опрессовки системы. С этой целью в некоторых конструкциях шестерёнчатых насосов устанавливают встроенные сбросные клапана, которые настраиваются на предельно допустимое давление;

● для увеличения ресурса работы маслонасосов при постановке ПЭН в режим автоматического включения резерва (в режим АВР) маслонасосы смазки отключают и также ставят в режим АВР.

● включение питательных насосов по АВР осуществляют по двум импульсам:

- по уменьшению давления питательной воды (Р_пв) в напорном коллекторе питательных насосов;

- при аварийном отключении работающего питательного насоса.

Резервный питательный насос в этом случае включается в следующей последовательности:

7. Тип привода питательных насосов и способ регулирования их производительности определяются единичной мощностью основных агрегатов и параметрами пара. При давлениях пара до 10 МПа для привода питательных насосов используются асинхронные двигатели. Регулирование расхода питательной воды на котлы осуществляется за счет дросселирования в регуляторах питания котла установленных на так называемых сниженных узлах питания. Регулирование дросселированием крайне неэкономично. Потери электроэнергии на привод насоса в этом случае могут составлять от 30% до 40% от мощности электродвигателя.

При более высоких докритических параметрах пара и мощностях блоков до 200 МВт соединение валов электродвигателя и питательного насоса осуществляется через гидромуфту. В этом случае насос работает в зоне максимального КПД, и потери энергии минимальны. Глубина регулирования частоты вращения современных гидромуфт составляет от 30% до 98% оборотов электродвигателя. В настоящее время бурно развиваются системы регулирования частоты вращения электродвигателей с помощью частотных преобразователей. Однако у частотных преобразователей есть существенные по сравнению с гидромуфтами недостатки:

- высокая стоимость частотного преобразователя особенно для электродвигателей, работающих при напряжении 6000В;

- сравнительно большие габариты шкафов с электроникой, которые необходимо размещать в специальных помещениях;

- эксплуатация частотного преобразователя потребует включение в состав обслуживающего персонала специально подготовленного специалиста.

При большей мощности энергоблока, когда привод питательного насосапревышает 8000 кВт, экономически целесообразно применить турбопривод.

8. Для охлаждения элементов электродвигателя (стали статора и ротора; обмоток статора) напряжением 6000 В используют системы воздушного охлаждения. Воздух прокачивается по замкнутому контуру в зазоре между статором и ротором электродвигателя встроенными вентиляторами и далее охлаждается во встроенных воздухоохладителях, через которые пропускается техническая вода. Системы воздухоохлаждения электродвигателей ПЭН-ов обслуживаются, как правило, персоналом турбинного цеха.

9. Питательные насосы оборудуются защитами, блокировками и сигнализацией. Защиты, действующие на отключение ПЭН:

- при недопустимом осевом сдвиге ротора насоса, или при недопустимом увеличении давления в камере гидропяты;

- при аварийном снижении давления масла в системе смазки подшипников насоса;

- при аварийном снижении давления питательной воды во всасывающем трубопроводе насоса;

- при аварийном повышении давления питательной воды в напорном трубопроводе насоса;

Блокировки в схеме управления питательных насосов:

- «открытие» вентиля рециркуляции при отключении насоса или при снижении расхода питательной воды менее 30% от номинальной производительности насоса;

«закрытие» вентиля рециркуляции при расходе питательной воды более 30% от номинальной производительности насоса;

- «запрет» на включение насоса в работу при давлении масла в системе смазки ниже допустимого.

Все отклонения контролируемых параметров от допустимых пределов, установленных картой защит и блокировок, сопровождаются звуковой и световой сигнализацией.

 

Контрольные вопросы:

1) Назначение питательной установки и их краткие характеристики касающиеся:

- типов и конструкций применяемых насосов;

- типа приводных механизмов;

- схем маслоснабжения подшипников насосного агрегата;

- схем обвязки насосных агрегатов;

- контролируемых параметров, защит и блокировок.

2) объясните принцип работы гидропяты и структурную схему защиты от недопустимого осевого смещения ротора насоса;

3) почему не допускается безрасходный режим работы питательного насоса?

Лекция 7

⇐ Предыдущая29303132333435363738Следующая ⇒

Поделиться: