Нагнетательные машины электрических станций: виды и классификация
Нагнетателями называются машины, служащие для перемещения жидкости и газов и повышения их потенциальной и кинетической энергии.
Известно, что большинство современных технологических процессов связано с перемещением потоков жидких и газообразных сред, и поэтому нагнетатели имеют очень широкое применение во всех отраслях промышленности, сельском и коммунальном хозяйствах.
В зависимости от вида перемещаемого рабочего тела нагнетательные машины подразделяются на две большие группы: насосы - машины, подающие жидкости; вентиляторы и компрессоры - машины, подающие воздух и технические газы.
Вентилятор - машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления ер < 1,15 (ер - отношение давления газовой среды на выходе из машины к давлению ее на входе).
Насосы подразделяются на две основные группы: динамические и объемные.
В динамических насосах и нагнетателях передача энергии жидкости или газу происходит путем работы массовых сил потока в полости, постоянно соединенной с входом и выходом нагнетателя.
В объемных нагнетателях повышение энергии рабочего тела (жидкости или газа) достигается силовым воздействием твердых тел, например поршней в поршневых машинах в рабочем пространстве цилиндра, периодически соединяемым при помощи клапанов со входом и выходом нагнетателя.
Нагнетатели классифицируются также по конструктивным признакам, давлению, развиваемому машиной, назначению в технологическом процессе.
На Рис. 5 представлена классификация нагнетателей по принципу действия и конструктивным признакам.
Рис. 5. Классификация нагнетателей
Компрессор - машина, сжимающая газ с εр »1,15 и имеющая искусственное (обычно водяное) охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газов.
Наибольшее распространение в промышленности и энергетике получили динамические лопастные насосы. Создаваемый ими напор может превышать 35 МПа, а подача - 100000 м3/ч в одном агрегате.
В теплоэнергетических установках применяются центробежные насосы для питания котлов, подачи конденсата в системе регенеративного подогрева питательной воды, циркуляционной воды в конденсаторы турбин, сетевой воды в системах теплофикации. Кроме того, центробежные и струйные насосы применяются на ТЭС в системах гидрозолоудаления.
Струйные насосы используются для удаления воздуха из конденсаторов паровых турбин и в абонентских теплофикационных вводах в качестве смесителей прямой и обратной воды.
Из объемных насосов в теплоэнергетике применяют поршневые насосы для питания паровых котлов малой паропроизводительности и в качестве дозаторов реагентов для поддержания требуемого качества питательной и котловой воды крупных котлов. Роторные насосы употребляются на электростанциях в системах смазки и регулирования турбин.
Для получения сжатого воздуха в качестве энергоносителя используются в основном поршневые компрессоры.
В теплоэнергетике для обеспечения энергетического цикла (котел - турбина - генератор) используют более 20 различных видов насосов.
Насосное оборудование теплоэлектростанций занимает первое место по установленной мощности среди вспомогательного оборудования.
По назначению, характеру работы, роду перекачиваемой жидкости и параметрам на ТЭС используются центробежные и осевые насосы различной конструкции. Это центробежные насосы низкого, среднего и высокого давления; одноступенчатые насосы с односторонним и двусторонним всасыванием, многоступенчатые насосы для чистой воды, насосы для масла, мазута и пр.
Если в качестве основного признака принять назначение насоса, то возможно деление на следующие группы:
I. Насосы, тесно связанные с работой основного эксплуатационного оборудования теплоэлектростанции, являющиеся особо ответственными механизмами, т.е. отвечающие основным и вспомогательным циклам работы станции.
Насосы основных (непрерывных) циклов работы
1. Цикл циркуляции воды:
а) циркуляционные для охлаждения пара в конденсаторах;
б) рециркуляционные для охлаждения циркуляционной воды (через пруды, холодильники, градирни и т.п.).
2. Цикл питательной воды:
а) конденсатные низкого давления;
б) конденсатные среднего давления;
в) конденсатные добавочные (конденсат греющего пара);
г) воздушные, мокровоздушные, эжекторные;
д) питательные, промежуточного подогрева;
е) питательные котлов.
3. Цикл теплопередачи:
а) сетевые;
б) бойлерные.
4. Цикл регулирования: нагнетательные для питания сервомоторов регуляторов паровых турбин.
5. Цикл охлаждения основного оборудования:
а) охлаждение колосниковых балок котлов;
б) охлаждение подшипников турбин (основные и пусковые);
в) охлаждение трансформаторов.
Насосы вспомогательных циклов работы
1. Цикл подготовки питательной воды:
а) подача сырой воды в испарители;
б) рециркуляционные (для охлаждения пара в испарителе);
в) подача конденсата из испарителя в конденсатный бак или аккумулятор.
2. Цикл подготовки топлива и удаление продуктов горения:
а) подача жидкого топлива (нефти и мазута) к бакам хранения и питания;
б) удаление золы гидравлическим способом.
И. Насосы, не связанные с основным эксплуатационным оборудованием станции, т.е. предназначенные для технических целей, и насосы разного назначения:
Насосы для технических целей:
а) дренажные (грязевые) для откачки из колодцев;
б) масляное хозяйство (очистка масла и пр.);
в) откачка грязевых осадков из испарителей;
г) для прострелки трубок конденсаторов или бойлеров (при их очистке).
Насосы разного назначения:
а) пожарные;
б) хозяйственные;
в) разные.
К наиболее важным насосам, непосредственно влияющим на надежность и экономичность работы электростанции, относятся питательные, конденсатные, циркуляционные, сетевые и багерные.
В наиболее трудных условиях работают питательные, конденсатные и багерные насосы вследствие особенностей рабочего процесса на тепловых электростанциях и требований, предъявляемых к их надежности и экономичности. Особо ответственна работа питательных насосов, которые на современных мощных электростанциях приравниваются к основному тепломеханическому оборудованию наряду с паровыми турбинами и котлами.