
- •Содержание
- •АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
- •Взгляд на приватизацию атомной отрасли
- •Испытания и эксплуатация регулирующих дисковых клапанов с внутренней разгрузкой на атомных электростанциях
- •ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
- •Дистанционная экспертиза состояния металла и определение причин повреждений элементов оборудования тепловых электростанций
- •Совершенствование конструкций подшипников скольжения мощных паровых турбин ОАО ЛМЗ
- •Результаты длительной эксплуатации каскадных трубчатых воздухоподогревателей на Березовской ГРЭС
- •Исследование сорбции фосфонатов на золе в системе гидрозолоудаления
- •К 60-летию ВНИИЭ
- •Возможные пути развития аварий, вызванных большим дефицитом мощности
- •Результаты комплексных обследований технического состояния гидрогенераторов с большим сроком эксплуатации
- •Повышение грозоупорности ВЛ с помощью ОПН
- •Современные средства защиты проводов, грозозащитных тросов и оптико-волоконных кабелей от вибрации
- •Противоаварийные тренировки на тренажере оперативных переключений с контролем стационарных режимов
- •Роль и возможности хроматографии при оценке состояния высоковольтного электрооборудования
- •Оценка влагосодержания изоляции обмоток силовых трансформаторов по диэлектрическим характеристикам
- •Опыт применения эндоскопического контроля турбогенераторов электростанций
- •Системы возбуждения асинхронизированных турбогенераторов

расточки и эффективной схемы гидроподъема вала высокой несущей способностью и экономичностью работы при повышенных удельных нагрузках и частотах вращения вала.
3. Разработанные конструкции подшипников внедрены в новых паровых турбинах мощностью 1000 МВт для АЭС, а также в новых и действующих турбинах мощностью 200 – 800 МВт для ТЭС.
Список литературы
1.Юрченко И. С. Исследование и отработка подшипников скольжения энергетических агрегатов большой мощности: Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук, 1975.
2.Егоров Н. П. Основные результаты экспериментальных исследований подшипников скольжения и их элементов для мощных паровых турбин. – Труды ЦКТИ, 1997, т. 2, вып. 281.
3.À.ñ. 1506194 (СССР). Опорный подшипник скольжения Егоров Н. П., Юрченко И. С., Олимпиев В. И. и др. Опубл. в Б. И., 1985, ¹ 35.
4.О выборе конструкции опорных подшипников для мощных паровых турбин Олимпиев В. И., Сафонов Л. П., Френкель Л. Д., Юрченко Н. С. – Теплоэнергетика, 1983, ¹ 4.
5.Особенности работы крупногабаритных радиальных подшипников паровых турбин на огнестойком масле ОМТИ Казанский В. Н., Языков А. Е., Егоров Н. П. и др. – В сб.: Совершенствование энергетического оборудования ТЭС. Челябинск: Южно-Уральское изд., 1991.
6.À.ñ. 1716866 (СССР). Опорный подшипник скольжения Языков В. Н., Казанский В. Н., Егоров Н. П. и др.
7.Турбулентность “Проблемы трения и смазки”, 1974, ¹ 1 (спец. выпуск).
Результаты длительной эксплуатации каскадных трубчатых воздухоподогревателей на Березовской ГРЭС
Щелоков В. И., Смышляев А. А., Ëàôà Þ. È., Серик В. И., инженеры
ИК “ЗиОМАР”, г. Подольск
На Березовской ГРЭС (Белоруссия) впервые применены каскадные трубчатые воздухоподогреватели (КТВП) при сжигании сернистого мазута. На электростанции установлены 12 котлов Подольского завода ЗиО типа ПК-38 номинальной производительностью 270 т/ч каждый. Эти агрегаты были рассчитаны на сжигание твердого топлива, а затем переведены на сжигание мазута (Qðí
= 40,19 ÌÄæ/êã; Sð = 2,1%; Wð = 1,5%). Фактиче- ское содержание серы доходило до 2,7%.
На котлах установлены двухпоточные, четырехходовые, двухступенчатые трубчатые (трубы диаметром 40 37 мм) воздухоподогреватели (ðèñ. 1).
Первая ступень воздухоподогревателя собирается из однотипных секций, по шесть штук на каждый из трех ярусов; по три секции на поток. Поверхность нагрева одного яруса 4500 м2. Вторая ступень имеет поверхность нагрева 3870 м2. Длина труб – 2550 мм. Шаги труб шахматного пучка S1 = 66 ìì, S2 = 42 ìì.
Первый котел был пущен в эксплуатацию 29 XII 1961 г. на газе и мазуте. С 1964 г. начали сжигать уголь, доля которого в 1968 – 1970 гг. достигала 84,32% по вырабатываемому теплу (òàáë. 1, ðèñ. 2). Наработка котлов составляет более 200 тыс. ч.
На БГРЭС применяется предварительный подогрев воздуха в энергетических калориферах типа СО-110, расположенных перед фронтальным
и тыльным воздухоподогревателями на расстоянии 1 м. Площадь короба, в котором смонтированы калориферы по фронту движения потока воздуха, имеет сечение 24 м2. Пар в калориферы подается из пятого отбора турбины с давлением 0,4 МПа. Температура воздуха, контролируемая с блочного щита машиниста котла, поддерживается за калорифером на уровне 105 – 115°С.
С 1969 г. начался перевод котлов на сжигание мазута, доля которого достигала 100% в 1974 – 1982 гг. При этом для бескоррозионной работы воздухоподогревателя необходимо поддерживать температуру стенок труб на уровне 150°С, что обусловливает температуру уходящих газов более 172°С.
Конструктивное оформление калориферных батарей и секций воздухоподогревателя до монтажа каскадных схем подогрева в 1981 г. было неудовлетворительным. Это выражалось в плохом дистанционировании труб между секциями калориферов и воздухоподогревателя, а также на гибах труб калориферов, где происходило шунтирование воздуха мимо поверхности нагрева [1].
В местах шунтов температура воздуха после калорифера составляла 66°С, а против центра секций достигала 135°С, что также недостаточно для устранения коррозии и заносов при работе на мазуте. Эти захоложенные полосы воздуха по периметру короба, попадая на трубы воздухоподогре-
20 |
2004, ¹ 9 |

ø
Воздух
|
A |
1 |
2 |
;$< *$ $=$/8$2%
ðö
ê
4 |
ê |
10 |
|
9 |
|
8 |
|
7 |
|
6 |
4 |
5 |
2 |
|
|
|
A |
3 |
11 |
|
A-À
ê
12
Фронт котла
3
1 – вентилятор; 2 – тыльный калорифер; 3 – фронтовой калорифер; 4 – смеситель; 5 – секции нижнего яруса первой ступени; 6 – секции среднего яруса первой ступени; 7 – отбор дымовых газов на рециркуляцию; 8 – секции верхнего яруса – первой ступени; 9 – водяной экономайзер; 10 – секции второй ступени; 11 – регулировочная заслонка; 12 – уплотнения; ø – доля шунтируемого воздуха при сушке ТВП; ê – доля холодного воздуха, подаваемого в смеситель; ðö – доля рециркулируемых газов
вателя, периметр которого также имеет шунты, захолаживают угловые трубы как первого, так второго и третьего ходов воздуха. Этот процесс для различных холлов (ярусов) секций разнится во времени за счет частичного перемешивания воздуха при перепусках. При монтаже каскадных схем шунтирование воздуха в калориферах устранялось с помощью приварки к коробам дополнительных стальных полос и закладыванием в зазоры асбошнура. Дополнительное уплотнение между секциями и щитами обшивки воздухоподогревателя в местах установки дефлекторов производилось при монтаже КТВП шлакоматами, что устранило шунты воздуха. Однако невозможность постоянного поддержания на БГРЭС температуры стенки труб на уровне 150°С не позволило полностью устранить загрязнения и коррозию труб после монтажа КТВП.
Загрязнения труб золой начинаются в углах секций при виде на них сверху и с фронта, что подтверждает слабое перемешивание воздуха при повороте на 180° в перепусках между ярусами секций. В верхние ярусы попадает самый холодный воздух из нижнего яруса, что сильно остужает дымовые газы на входе в трубы, а внизу, где дымовые газы становятся наиболее холодными, происходит захолаживание труб.
Суть КТВП в том, что на первый ход воздуха на поверхности нагрева подается не весь воздух, а только его часть, которую легче подогреть до бескоррозионной температуры при наличии постороннего источника тепла. Остальной воздух подмешивается (весь или частями) холодным к уже
подогретому, прошедшему очередной ход поверхности нагрева. Подмешивание производится в специальных смесителях [1].
Результаты работы воздухоподогревателей в описанных условиях представлены в òàáë. 2. Видно, что, как при обычной схеме подогрева, так и при каскадной, замена секций нижнего яруса производится чаще, чем среднего в 2,75 и 2,42 раза соответственно, а среднего в 1,98 и 2,2 раза чаще, чем верхнего. Это подтверждает недостаточность подогрева воздуха на входе в первый ход воздухоподогревателя, так как при достаточном подогреве в зоне коррозии могут оказаться только секции первого хода.
Четко прослеживается благотворное влияние каскадной схемы. При ней нижние секции заменялись реже, чем при обычной в 2,3 раза в расчете на котел за одинаковый срок эксплуатации, средние в 2, а верхние в 2,5 раза реже.
Традиционная дешевизна металла секций и труда монтажников в странах СНГ, по сравнению с мировым уровнем, подталкивала при эксплуатации находиться в зоне коррозии для снижения расхода топлива, доля которого составляла около 80%, а по данным за 1998 г. до 98% себестоимости электроэнергии.
На Березовской ГРЭС для ремонта и уплотнения всех ТВП и газоходов была создана специальная бригада из 10 человек. Это позволило поддерживать присосы воздуха в котлы ниже нормативных значений. Избытки воздуха перед дымососом достигали 1,14 от теоретически необходимого.
2004, ¹ 9 |
21 |

Ò à á ë è ö à 1
> : 1 *; /? @ # +
|
|
Топливо, % |
|
|
Ãîä |
|
|
|
|
ãàç |
уголь |
мазут |
||
|
||||
|
|
|
|
|
1962 |
100,0 |
– |
– |
|
1963 |
91,23 |
– |
8,77 |
|
1964 |
92,34 |
1,0 |
6,66 |
|
1965 |
48,88 |
39,2 |
12,72 |
|
1966 |
46,4 |
49,6 |
4,0 |
|
1967 |
26,7 |
70,2 |
3,1 |
|
1968 |
19,76 |
77,09 |
3,15 |
|
1969 |
8,0 |
84,32 |
7,68 |
|
1970 |
11,37 |
64,13 |
24,5 |
|
1971 |
6,64 |
58,4 |
34,96 |
|
1972 |
6,09 |
34,56 |
59,35 |
|
1973 |
2,21 |
9,1 |
88,69 |
|
1974 |
0,4 |
– |
99,6 |
|
1975 |
– |
– |
100,0 |
|
1976 |
0,03 |
– |
99,7 |
|
1977 |
0,07 |
– |
99,93 |
|
1978 |
– |
– |
100,0 |
|
1979 |
– |
– |
100,0 |
|
1980 |
– |
– |
100,0 |
|
1981 |
– |
– |
100,0 |
|
1982 |
7,37 |
– |
92,36 |
|
1983 |
24,37 |
– |
75,63 |
|
1984 |
33,36 |
– |
61,64 |
|
1985 |
38,6 |
– |
61,4 |
|
1986 |
55,7 |
– |
44,3 |
|
1987 |
60,47 |
– |
39,53 |
|
1988 |
37,96 |
– |
62,04 |
|
1989 |
52,92 |
– |
47,08 |
|
1990 |
58,47 |
– |
41,53 |
|
1991 |
58,39 |
– |
41,61 |
|
1992 |
73,26 |
– |
26,74 |
|
1993 |
82,41 |
– |
17,59 |
|
1994 |
80,6 |
– |
19,4 |
|
|
|
|
|
Несмотря на это, секции первого хода обыч- ных ТВП служат около 1 года из-за протечек воды из калориферов и системы пожаротушения котла, частых пусков и остановов, ежедневной работы на пониженных нагрузках и неполного устранения шунтов воздуха. Коррозионные явления на БГРЭС заметно уменьшаются за счет применения специальной схемы промывки котла щелочной водой [2] с последующим просушиванием труб до температуры 250°С в течение 3 ч и чистки дробью при стоянках и ремонтах, а также при термосушках.
Äîëÿ, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
80 |
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1962 |
1966 |
1970 |
1974 |
1978 |
1982 |
1986 |
1990 |
1994 |
Ãîäû |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
& >$:$%
1 – ãàç; 2 – мазут; 3 – уголь
Каскадная схема подогрева воздуха позволяет существенно продлить кампанию работы поверхности нагрева трубчатого воздухоподогревателя при использовании высокосернистого мазута. При оптимальном режиме эксплуатации срок службы поверхностей КТВП может достигать 15 – 25 лет (опыт котлов П-62 на ТЭС “Марица-Восток 3” (Болгария) и П-64 на ТЭС “Гацко” и “Углевик” (Югославия), так как нагревать небольшую часть воздуха (25 – 40%) перед КТВП до tâ = tð + + (10 15)°С много легче, чем при обычных схемах [3]. Среди основных характеристик воздухоподогревателей, которые не следует нарушать, можно отметить следующие:
1.Необходимо поддерживать температуру металла во всех режимах выше точки росы дымовых газов на 15°С, чтобы на трубах не возникали даже точечные очаги загрязнений.
2.Использовать конструктивные решения, устраняющие разверки воздуха и дымовых газов: спрямляющие и выравнивающие решетки; газовые распределительные коллекторы – колпаки постоянного давления для вынесенной компоновки; безотрывные входы в каждую трубу – раструбы; устранение кромочных концентраторов теплообмена – наплывы от сварки, заусенцы для снятия переохлаждения и загрязнения кромок труб на выходе дымовых газов; создание уравнительных проходов воздуха на всех ярусах секций для его ровного распределения по фронту теплообменных поверхностей, чему способствует многопоточная компоновка; обеспечивать достаточные сечения перепусков воздуха не менее 25% сечения фронта секций, т.е. выдерживать равенство живых сече- ний пучка и перепуска. Эти решения проверены на стендах и на воздухоподогревателях многих котлов ЗиО.
3.Оборудовать воздухоподогреватель системой прокаливания для снятия последствий загрязнения при нарушении режимных параметров, перед ремонтами, остановами и пусками; также необходимо оборудовать ТВП системой сухой очистки.
4.Оборудовать воздухоподогреватель и КШ не водяной, а газовой либо воздушной, импульсной,
пороховой обдувкой при чистках.
22 |
2004, ¹ 9 |

Ò à á ë è ö à |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A # 4 < * 1 *; /? @ # + |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бескаскадные ТВП |
|
|
|
|
|
|
Каскадные ТВП |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ãîä |
|
Áëîê ¹ 1 |
Áëîê ¹ 3 |
Áëîê ¹ 4 |
|
|
Áëîê ¹ 6 |
Áëîê ¹ 2 |
Áëîê ¹ 5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ñò. ¹ 1 |
|
ñò. ¹ 2 |
ñò. ¹ 5 |
ñò. ¹ 6 |
ñò. ¹ 7 |
ñò. ¹ 8 |
|
ñò. ¹ 11 |
ñò. ¹ 12 |
ñò. ¹ 3 |
ñò. ¹ 4 |
ñò. ¹ 9 |
|
ñò. ¹ 10 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1980 |
12(Í + Ñ)12(Í + Ñ) |
|
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Монтаж |
|
|
|
|
1981 |
6(Í) |
|
6(Í) |
– |
– |
– |
– |
|
|
– |
– |
|
ÊÒÂÏ, |
– |
|
– |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Í – 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Монтаж |
— |
|
|
|
|
1982 |
6(Í) |
|
1(Í) |
6(Í) |
6(Í) |
12(Í + Ñ)12(Í + Ñ) |
– |
6(Í) |
ÊÒÂÏ, |
– |
|
– |
||||||
|
7(Í + Ñ) |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12(Í + Ñ) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Монтаж |
|
Монтаж |
|
1983 |
|
– |
– |
6(Í) |
6(Í) |
– |
– |
|
|
12(Í + Ñ)12(Í + Ñ) |
|
|
ÊÒÂÏ, |
|
ÊÒÂÏ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12(Í + Ñ) |
12(Í + Â) |
||
1984 |
18(Í + |
|
6(Í) |
6(Í) |
6(Í) |
– |
– |
|
|
– |
– |
6,5(Í + |
6(Í) |
|
– |
|||
Ñ + Â) |
|
|
|
Ñ) |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1985 |
6(Í) |
|
6(Í) |
12(Í + Ñ)12(Í + Ñ) |
6(Í) |
6Í |
|
|
– |
– |
– |
– |
– |
|
– |
|||
|
|
|
|
|||||||||||||||
1986 |
18(Í + |
|
18(Í + |
– |
– |
– |
– |
|
|
– |
– |
– |
– |
– |
|
– |
||
Ñ + Â) |
|
Ñ + Â) |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1987 |
|
– |
– |
6(Í) |
6(Í) |
6(Í) |
6(Í) |
|
– |
– |
18(Í + |
18(Í + |
7(Í + Ñ) |
|
7(Í + Ñ) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ñ + Â) |
Ñ + Â) |
|
|
|
|
1988 |
3(Í) |
|
6(Í) |
– |
– |
18(Í + |
18(Í + |
|
– |
– |
– |
– |
– |
|
– |
|||
|
Ñ + Â) |
Ñ + Â) |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1989 |
6(Í) |
|
6(Í) |
– |
– |
– |
– |
|
|
– |
– |
– |
– |
– |
|
18(Í + |
||
|
|
|
|
Ñ + Â) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Переве- |
|
|
|
|
|
|
|
|
18(Í + |
18(Í + |
КТВП отглушен, |
|
|
|
|||
1990 |
äåíû íà |
|
|
6(Í) |
6(Í) |
6(Í) |
6(Í) |
|
– |
|
– |
|||||||
|
|
|
Ñ + Â) |
Ñ + Â) |
переведены на газ |
|
||||||||||||
|
ãàç |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1991 |
|
– |
– |
18(Í + |
18(Í + |
6(Í) |
6(Í) |
|
– |
– |
|
|
6(Í) |
|
6(Í) |
|||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Ñ + Â) |
Ñ + Â) |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1992 |
|
– |
– |
– |
– |
3(Ñ) |
2(Ñ) |
|
1(Í) |
1(Í) |
|
|
– |
|
– |
|||
1993 |
|
– |
– |
3(Í) |
– |
3(Í) |
3(Í) |
|
– |
– |
|
|
3(Í) |
|||||
1994 |
|
– |
– |
6(Í) |
6(Í) |
– |
– |
|
|
– |
– |
|
|
– |
|
– |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Итого |
75 |
|
61 |
66 |
66 |
60 |
59 |
|
|
31 |
37 |
36,5 |
37 |
28 |
|
43 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
П р и м е ч а н и я : 1. Н, С, В – нижний, средний, верхний ярус ТВП первой ступени соответственно. |
|
|
|
|||||||||||||||
2. Всего заменено на ТВП 497 секций, на КТВП – 102,5 секции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Список литературы |
|
|
|
|
2. |
Кондратов В. М., Минеев И. Я., Чистяков В. И. Руководст- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
во по ремонту трубчатых воздухоподогревателей электро- |
||||||||||||
1. Каскадные |
ÒÂÏ |
на котлах Березовской ГРЭС Дани- |
|
|
станций. М.: ОРГРЭС, 1975. |
|
|
|
|
|||||||||
3. Разработка и внедрение каскадных трубчатых воздухопо- |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
лов А. И., Лафа Ю. И., Ямпольский А. Е. и др. – Тепло- |
|
|
догревателей ЗиО Липец А. У., Сотников И. А., Кузнецо- |
|||||||||||||||
энергетика, 1985, ¹ 1. |
|
|
|
|
|
|
ва С. М., Ямпольский А. Е. – Теплоэнергетика, 1985, ¹ 1. |
2004, ¹ 9 |
23 |