Лабораторная работа №4 пуск паротурбинной установки

I. Общие положения. Пуск является одной из самых сложных и ответственных операций в процессе эксплуатации установок с паро­выми турбинами. От технически грамотного проведения пусков зависит в значительной степени эксплуатационная надежность, долговечность и экономичность турбоагрегатов. При пуске ци­линдры, роторы, паропроводы, другие детали подвергаются не­стационарному тепловому воздействию. При быстром пуске боль­шие скорости прогрева приводят к значительным термическим напряжениям и, как следствие этого, к короблению фланцев, появ­лению трещин в толстостенных деталях.

С другой стороны, замедленный пуск паровой турбины сопро­вождается перерасходом топлива, что при частых пусках ведет к увеличению себестоимости 1 кВт.ч произведенной электроэнер­гии. Поэтому пуск турбоагрегатов должен производиться в точ­ном соответствии с инструкцией и графиками пуска, учитывающи­ми как факторы надежности и долговечности, так и экономичности. Инструкции и графики составляются на основе результатов спе­циальных исследований и длительного опыта эксплуатации турбин данного типа.

В зависимости от теплового состояния перед пуском турби­ны различают:

а) пуск из холодного состояния (температура металла паровпуск­ных частей ЦВД менее 150°С);

б) пуск из неостывшего состояния (температура металла ЦВД от 150° до 350° С);

в) пуск из горячего состояния (температура металла ЦВД более 350° С).

Пуск турбины из любого состояния состоит из трех этапов: подготовки к пуску; толчка турбины и повышения частоты вращения ротора до номинальной; включения генератора в сеть и нагружения турбины.

II. Цель работы. Ознакомление с пусковой схемой технологии пуска паровой турбины К-160-130. Более подробно студенты знакомятся с пуском паровой турбины во время эксплуатационной практики.

III. Основные технологические данные турбины К-160-130 : мощность - 160 мВт; расход свежего пара - 127 кг/с; давле­ние свежего пара - 12,7 МПа; температура свежего пара - 838 К; температура после вторичного пароперегревателя - 838 К; давле­ние пара в конденсаторе - 3,5 кПа; частота вращения - 50 с^-1. IV. Пусковая схема блока. Турбина К-160-130 предназначена для работы в блоке с двумя прямоточными котлами или с барабан­ным котлом. В настоящей лабораторной работе рассматривается пуск турбины К-160-130, работающей в блоке с котлом барабан­ного типа ТГМ-94. Пусковая схема блока с барабанным котлом показана на рис. 8.

Функции быстродействующих редукционно-охладительных уста­новок (БРОУ - I, БРОУ - 2) при пуске:

а) обеспечение температуры пара, равной температуре металла паровпускных частей турбины; б) охлаждение вторичного паро­перегревателя котла; в) прогрев паропроводов свежего пара и "горячего" промперегрева.

Рис. 8. Принципиальная пусковая схема блока с турбиной К-160-130: 1 - котел; 2 - первичный пароперегреватель; 3 - вторичный пароперегреватель; 4 - БРОУ-1; 5 - БРОУ - 2; 6 - конденсатор; 7 - приемно-сбросное устройство

БРОУ состоит из быстроходных запорных задвижек с электрод­приводом, редукционного клапана, охладителя пара и арматуры для впрыска охлаждающей воды в охладитель пара. Впрыск охлаж­дающей воды производится с помощью форсунок, которые крепятся к коллекторам охладителя пара.

Приемно-сбросное устройство предназначено для снижения давления и температуры пара, сбрасываемого непосредственно из котла по байпасным линиям в конденсатор турбины при пуске, останове, а также при аварийных сбросах нагрузки. Приемно-сбросное устройство установлено на переходном патрубке кон­денсатора и состоит из увлажнителя пара и дроссельной части. Увлажнитель пара выполнен в виде сопла Вентури, через радиа­льные отверстия которого впрыскивается конденсат. Дроссельная часть устройства образована четырьмя концентричными кожуха­ми с кольцевыми прорезями.

Согласно приведенной пусковой схеме (рис. 8) пуск турби­ны с барабанным котлом производится следующим образом. При растопке котла свежий пар через БРОУ-1 направляется во вторич­ный пароперегреватель и затем через БРОУ-2 сбрасывается через приемно-сборное устройство в конденсатор турбины. Необходимая температура пара за БРОУ-1, БРОУ-2 и в конденсаторе под­держивается впрысками питательной воды и конденсата.

V. Пуск турбины К-160-130, работающей в блоке с барабанным котлом

1. Подготовка турбины к пуску. В процессе подготовки турбины К-160-130 из любого состояния должны быть проведены следующие операции:

- проверка правильности действия механизмов управления, систем регулирования и защиты;

- должны быть закрыты ГПЗ (главная паровая задвижка), регули­рующие стопорные клапаны, а также клапаны вторичного паро­перегревателя;

- должны быть открыты дренажи из паропроводов свежего пара, вторичного перегрева пара, дренажи высокого, среднего и низ­кого давления на конденсатор;

- включены в работу пусковой масляный электронасос, валоповоротное устройство, конденсационное устройство, а также пусковой и один из основных эжекторов, система управления и отсоса пара из концевых уплотнений турбины, все ПНД (подогреватели низ­кого давления) и деаэратор;

- убедиться, что температура масла равна 30 - 40° С.

2. Толчок ротора турбины и повышение частоты вращения до номинальной. После выполнения операций пункта а) произво­дится растопка котла со сбросом растопочного пара в конденса­тор через БРОУ-1 и БРОУ-2. При этом прогреваются паропрово­да свежего пара я вторичного перегрева пара.

До толчка ротора турбины параметры свежего пара должны быть следующими : давление свежего пара перед ГПЗ 0,98...1,47 МПа, температура 240...260° С; давление и температура пара после вторичного перегрева соответственно 0,059...0,078 МПа и 180…200°С; вакуум в конденсаторе 40...53 КПа.

Порядок действий, предшествующих толчку ротора паром:

- открывается ГПЗ, стопорные клапаны высокого давления я вто­ричного перегрева;

- медленно открываются регулирующие клапаны высокого давления и вторичного перегрева. Пар начинает поступать в турбину, частота вращения ротора начинает увеличиваться, при этом вало­поворотное устройство автоматически отключается;

- частота вращения устанавливается 300...400 мин^-1.

Примечание. На частоте вращения 300...400 мин^-1 проверяются значения следующих контрольных величин, которые на всех стади­ях пуска и при работе под нагрузкой не должны выходить за сле­дующие пределы:

- разность температур верха и низа корпуса ЦВД не более 50°С;

- разность температур правой и левой сторон внешнего корпуса ЦВД - не более 25°С;

- относительное смещение ротора высокого давления: удлинение не более - 5,5 мм; укорочение - не более - 3,0мм;

- относительное смещение ротора низкого давления: удлинение не более - 8,0мм; укорочение не более - 3,5мм;

- температура выхлопного патрубка ЦНД - не более 90°С;

- разность температур в различных точках выхлопного патрубка ЦНД - не более 40°С;

- прогиб ротора по указателю эксцентриситета отсутствует (за исключением моментов прохождения критической частоты враще­ния);

- температура баббита опорных подшипников и колодок упорного подшипника не более 90° С.

Если значения этих величин выходят за пределы указанных норм, то доступ пара в турбину прекращается и ротор вращается валоповоротным устройством до тех пор, пока все параметры не бу­дут в норме.

При отсутствии задеваний и достижении температуры масла за маслоохладителями 35° С частоту вращения ротора увеличи­вают согласно графику пуска (рис. 9). При этом частоты вра­щения, соответствующие критическим частотам, должны быть прой­дены в течение короткого времени (2 - 3) мин.

Рис.9. Графики пуска паровой турбины

В процессе увеличения частоты до номинальной и при выдерж­ках на определенных частотах ведется также наблюдение за виб­рационным состоянием агрегата, давлением и температурой масла, температурой подшипников, ростом вакуума. Эти величины не долж­ны выходить за пределы, указанные в инструкции по пуску конкрет­ной турбины.

При достижении номинального значения вакуума в конденсаторе отключается пусковой эжектор. При значении частоты вращения ротора, близкой к номинальной, отключается пусковой масляный насос, так как главный масляный насос уже создает необходимый напор.

Второй этап пуска турбины К-160-130 заканчивается выходом ее на режим холостого хода. Частота вращения ротора должна быть, равной при этом 3000 мин^-1 (50^-1). На режиме холостого хода тщательно проверяются работа всей турбоустановки, системы регулирования и защиты.

3. Включение турбоагрегата в сеть и его нагружение. После испытания систем защиты турбины и контроля ее основных парамет­ров турбоагрегат считается подготовленным к синхронизации. При синхронизации достигается равенство частоты и напряжения подключаемого генератора и сети, а также обеспечивается совпа­дение их одноименных фаз. Сразу после включения генератора в сеть необходимо сразу нагрузить турбину. Это нужно для того, что­бы исключить автоматический перевод турбины в моторный режим, при котором она будет потреблять мощность из сети.

Пуски турбины из холодного, неостывшего и горячего состоя­ния отличаются между собой продолжительностью.