1.4. Краткое описание пусковой схемы

Пусковая схема обеспечивает:

• надёжный совмещённый пуск котла и турбины на скользящих параметрах пара и при переменных расходах пара;

• надёжный пуск блока из любых исходных тепловых состояний котла, турбины, главных паропроводов и любых комбинациях этих состояний;

• минимальные затраты времени, топлива и электроэнергии на пуск, а также минимальные потери воды и конденсата;

• обеспечение в процессе пуска нормального водного режима блока;

• максимальное упрощение операции и унификация пусковых режимов;

• устойчивую работу оборудования при стационарных режимах, частичных нагрузках и при скользящих параметрах пара;

• достаточно длительное удержание нагрузки собственных нужд при отключении внешних электрических потребителей;

• возможность сброса пара в конденсатор турбины при пусках и остановах и сбросах нагрузки;

• возможность достаточного прогрева тракта пром .перегрева до подачи пара в ЦСД;

• возможность промывки проточной части турбины при работе блока под нагрузкой;

• возможность заполнения котла водой при ограниченном перепаде давления на РПК;

• возможность получения за котлом пара с температурой, превышающей температуру металла элементов турбины за регулирующей ступенью по меньшей мере на температурный перепад от дросселирования в клапанах и срабатывания теплоперепада в ступени;

• возможность удержания в процессе пуска температуры пара после пром. перегрева ниже температуры свежего пара (или, по крайней мере, равной ей).

Блок 500МВт выполнен в виде моноблока (1 котёл + 1 турбина). Достоинством моноблочной схемы является её максимальная простота, сокращение количества параллельных трубопроводов. В схеме моноблока отпадает необходимость в запорной арматуре на трубопроводах свежего пара, холодных и горячих трубопроводов пром. перегрева. Дополнительно упрощаются и другие элементы схемы (не требуется установка предохранительных клапанов на горячих трубопроводах пром. перегрева и др.).

Элементами пусковой схемы являются:

• растопочный узел котла со сбросными трубопроводами;

• растопочный расширитель(Р-20) с трубопроводами отвода воды и пара;

• система байпасирования турбины;

• устройства для регулирования температуры свежего пара и пара пром. перегрева;

• устройства для прогрева тракта пром. перегрева при пуске.

Растопочный узел

Растопочный узел служит для поддержания сверхкритического давления в испарительных поверхностях нагрева и выдачи пара пониженных параметров на турбину при пусках блока из различных тепловых состояний.

Растопочный узел включает в себя встроенную задвижку (ВЗ), растопочный встроенный сепаратор (ВС) с обвязывающими трубопроводами и установленными на них регулирующей и запорной арматурой. Встроенная задвижка установлена между паровым теплообменником и верхней радиационной частью.

Смешение среды после ППТО и перепуск её в ВРЧ двумя соединительными трубопроводами (по одному на поток) дало возможность установить на котёл два встроенных сепаратора. Встроенная задвижка служит для пуска блока на скользящих параметрах. Для обеспечения надёжной гидродинамики НРЧ в тракте до ВЗ поддерживается номинальное сверхкритическое давление, а в тракте за встроенной задвижкой - перегрев пара и давление, соответствующее тепловыделению в топке котла и режиму работы растопочного сепаратора.

Встроенный растопочный сепаратор предназначен для сепарации влаги и выдачи сухого насыщенного пара в перегревательный тракт во время пусков на скользящих параметрах.

Сепаратор смонтирован в корпусе. Проходные сечения растопочного сепаратора и обвязывающих трубопроводов выбраны из расчёта 20% растопочной нагрузки котлоагрегата при пусках из холодного и неостывшего состояния.

Весовая скорость среды в сепараторе при 20% растопочной нагрузки составляет 615кг/м² сек., при 30% растопочной нагрузке - 920кг/м² сек., что в 1,8 раза превышает нормы конструирования и расчёта сепараторов (500кг/м² сек) и в 1,5 раза - величину весовых скоростей (600-650кг/м² сек), проверенных в эксплуатации на блоках 300МВт.

Непосредственно перед подключением перегревательного тракта, расположенного за ВЗ, должен осуществляться отвод влаги из трубопровода на участке между сепаратором и клапаном Д-4.

Подвод среды к сепаратору осуществляется трубой , на которой установлен дроссельный шиберный клапан Д-1.Этим клапаном поддерживается давление до ВЗ. Для отключение пароперегревательных поверхностей нагрева, расположенных за встроенным сепаратором и исключения заброса в них воды во время пуска на трубопроводе отвода пара из сепаратора установлен шиберный клапан Д-4. Надёжность работы поверхностей нагрева, расположенных за ВЗ в начальный период растопки в безрасходном режиме, обеспечивается умеренной температурой газов на выходе из топки, которая по опытным данным составляет 450°С. Схема с клапаном Д-4 на выходе пара из сепаратора позволяет применять унифицированную технологию пуска при любом исходном тепловом состоянии блока, без заполнения перегревательного тракта за ВЗ.

Унификация пуска блока способствует повышению надёжности проведения технологических операций обслуживающим персоналом блока и позволяет существенно упростить программы комплексной автоматизации. Кроме того, наличие клапана Д-4 позволяет уменьшить диаметр сбросных трубопроводов и арматуры, так как клапан позволяет поддерживать в сепараторе более высокое давление среды. С учётом этой возможности в конце сбросного трубопровода установлены подпорные шайбы, создающие в режиме до подвключения перегревателя давление "до себя" 35÷40кг/см². Вследствие этого оказалось возможным принять относительно небольшие диаметры сбросных трубопроводов:

• Ø 219 на сбросе из 1-й ступени сепарации с шиберным клапаном Д-2 (А, Б) Д_у175;

• Ø 114 на сбросе из 2-й ступени сепарации.

Растопочный расширитель 20 ата (Р-20)

Растопочный расширитель Р-20 предназначен для разделения пароводяной смеси на пар и воду при растопке котла и использовании их в тепловой схеме блока.

Расширитель представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с толщиной стенки σ = 22мм. Корпус растопочного расширителя состоит из цилиндрической обечайки (σ = 22мм), верхнего и нижнего днища ( =32мм). Корпус расширителя рассчитан на давление 20кг/см² и температуру 212°С. Ёмкость расширителя 24,2м³.

Для отделения пара от воды и выдачи сухого пара расширитель оборудован сепарационным устройством, смонтированным в его цилиндрической части.

Среда в расширитель поступает сверху на ряд концентрических конических колец. Здесь осуществляется грубое разделение пара и воды. Вследствие центробежного эффекта из пара выделяется влага и стекает по стенкам расширителя в водяной объём.

Система байпасирования турбины

В блоке котёл - турбина - генератор длительная работа турбины и генератора в принципе возможна при любой нагрузке в пределах всего диапазона мощностей - от холостого хода до максимальной величины. В отличии от турбины и генератора котельный агрегат может работать длительное время, начиная с определённого минимального уровня паропроизводительности (20÷30% от номинального), при котором обеспечивается надёжность гидродинамики испарительной его части. Таким образом, при пуске блока в течение определённого времени котлоагрегат вырабатывает пар, расход которого превышает потребности турбины. В результате, в целом ряде режимов работы блока - пуск, останов, снижение нагрузки ниже определённого уровня (сбросы нагрузки, холостой ход, нагрузка с.н.), когда производительность котла превышает потребность в паре турбины, возникает необходимость сброса избыточного количества пара, выработанного котлом. Для этой цели в пусковую схему блока включается пуско-сбросное устройство (БРОУ).

С целью уменьшения потерь конденсата при пуске блока сброс пара производится в конденсатор турбины.

На блоке 500МВт применена схема с одноступенчатым байпасированием турбины (однобайпасная пусковая схема). Применение однобайпасной схемы, как наиболее простой, является возможным в силу того, что пром. перегреватель котельного агрегата расположен в зоне умеренных температур. По опытным и расчётный данным температура газов на выходе из топки составляет 450°С. При сбросах электрической нагрузки охлаждение пром. перегревателя осуществляется только расходом пара, проходящим через турбину, а пар, не потребляемый турбиной, через БРОУ пропускается из трубопроводов свежего пара в конденсатор помимо пром. перегревателя.

Пуско-сбросное устройство (БРОУ) совместно с трубопроводами подвода пара, сброса пара в конденсатор, пароприёмными устройствами в конденсаторе и необходимой арматурой образуют систему байпасирования (сбросную) турбины. Элементами этой схемы являются и паропроводы свежего пара.

Регулирование температуры острого и вторичного пара

Для регулирования температуры острого и вторичного пара при пусках блока предусматриваются впрыски в паропроводы острого пара и в горячие паропроводы вторичного пара. На обоих впрысках установлены тагненциальные распыляющие форсунки ВТИ. Подвод воды на пусковые впрыски в главные паропроводы выполняются из питательного трубопровода до РПК.

Питание этих впрысков осуществляется от промежуточной ступени питательных насосов с давлением 70ати.

Прогрев тракта пром. перегрева при пуске

При однобайпасной сбросной схеме расход пара через тракт пром. перегрева появляется лишь после начала разворота турбины. До этого тракт пром. перегрева не прогревается, поэтому появляется необходимость подачи пара в тракт пром. перегрева от КСН-13/250 (помимо ЦВД). Прогрев тракта пром. перегрева решает следующие задачи:

• при пусках из холодного состояния - повысить температуру трубопроводов "горячих ниток" до величины, превышающей температуру насыщенного пара при давлении, устанавливающемся перед ЦСД, при развороте турбины, тем самым исключается опасность заброса в проточную часть ЦСД воды, которая могла бы образоваться при конденсации на холодных поверхностях стенок паропроводов;

• при пусках из неостывшего состояния решается та же задача, но конечный уровень температуры паропроводов должен быть таким, чтобы пар при развороте турбины, проходя по тракту пром. перегрева охлаждался незначительно по сравнению с температурой паровпуска ЦСД.

Для предварительного прогрева тракта пром. перегрева используется пар от коллектора собственных нужд 13кгс/см² ,250°С.

Узел питания

Питание котлоагрегата (к.а.) обеспечивается двумя насосами ПН-1500-350 с турбоприводами (ПТН). На блоке осуществлена однониточная схема подачи питательной воды, от группы подогревателей высокого давления (ПВД) на котлоагрегат, Перед к.а. этот трубопровод разветвляется на два трубопровода. На каждом из потоков установлены обратный клапан и регулирующий клапан (РПК) шиберного типа, который осуществляет автономное регулирование расхода питательной воды.

Запорные задвижки на питательных трубопроводах не установлены.

Главные паропроводы

Главные паропроводы предназначены для подачи свежего пара от котлоагрегата в ЦВД турбины.

Главные паропроводы выполнены по двухниточной схеме из трубопроводов Перед стопорными клапанами ЦВД установлены запорные задвижки ГПЗ (ГП-1 и ГП-2). Задвижки ГПЗ имеют байпасы с двумя вентилями (ГП-3, ГП-5 и ГП-4, ГП-6), предназначенные для прогрева блоков клапанов высокого давления и перепускных труб при пусках турбины из неостывшего состояния.

Главные паровые задвижки (ГПЗ) предназначены для отключения турбины от к.а. при её останове, а также для проведения гидравлических опрессовок и испытаний тракта к/а после встроенных задвижек (ВЗ-А и ВЗ-Б).

К главным паропроводам непосредственно перед ГПЗ с помощью перемычки присоединяется байпас турбины. На байпасе турбины устанавливается одно пускосбросное устройство (БРОУ), сбросные трубопроводы БРОУ и пароприёмные устройства конденсатора. Параллельно БРОУ установлено БРОУ ПТН. На байпасах ГПЗ выполнены дренажные линии, соединённые со сбросным трубопроводом пром.перегрева после сбросных задвижек (СЗГ-1 и СЗГ-2).

На каждой нитке главных паропроводов предусмотрен отвод для установки предохранительных устройств.

Система промежуточного перегрева пара

Система промежуточного перегрева пара предназначена для дополнительного нагрева отработавшего пара после ЦВД с целью повышения экономичности теплового цикла блока и надёжности работы турбины.

На сбросном трубопроводе установлены задвижки СЗГ-1, СЗГ-2 и пароохладитель.

Система подпитки блока

Система подпитки блока предназначена для восполнения потерь пара и конденсата в цикле блока.

Потери от утечки пара и воды на блоке обусловлены неплотностью фланцевых соединений трубопроводов, предохранительных клапанов, потерей дренажа и выпара эжекторов, безвозвратным расходом на собственные нужды (расход пара на мазутные форсунки, на паротушение мельниц и т.д.).

Значительные потери пара и воды возникают при нестационарных режимах работы оборудования при растопке и останове котла, промывке оборудования.

Потери пара и конденсата обуславливают соответствующую потерю тепла, ухудшение тепловой экономичности и снижение к.п.д. блока. Потери пара и конденсата восполняются добавочной водой, подача которой обеспечивается системой

Постоянный добавок обессоленной воды (2%) компенсирует потери пара и воды на блоке в стабильном режиме (N=360500МВт). Постоянный добавок направлен в верхнюю часть конденсатора турбины через гидрозатвор и душирущее устройство. Регулирование расхода добавочной воды производится с помощью регулирующего клапана РУД-1, а импульсом для регулирования расхода воды, является отклонение уровня воды в деаэраторах блока от заданного его значения.

Аварийный добавок обессоленной воды (30%) компенсирует потери пара и воды на блоке при пуске и останове блока. Аварийный добавок обессоленной воды направлен в верхнюю часть конденсатора турбины через гидрозатвор. Регулирование расхода добавочной воды производится с помощью регулирующего клапана РУД-2 по аналогичной схеме.