18. Совершенствование пусковых схем и технологии пуска на энергоблоках с промперегревом и однобайпасной пусковой схемой.

Проблемы пуска:

1.невозможна длительная работа на низких оборотах (<500об/мин) из-за возникновения сухого, полу-сухого трения в подшипниках

2.необходимость выдерживания на промежуточных оборотах турбин на частичных нагрузках.

-Особая проблема связана при пусках турбин из горячего состояния. Т.к. из-за выдержки на низких оборотах и низких расходах пара происходит дросселирвоание этого потока пара и захолаживание металла в паропропусках перед регулирующей ступенью (tpc).

- в перепускных трубах от регулирующей ступени до сопловой коробки разница температуры между металла и паром достиг 200-300С(очень много)

3 .Недопустима длительная работа в режиме холостого хода. При неб расх пара происходит разогрев последней ступени ЦНД за счет трения вентиляции.

4. При длительной работе на Х.Х. разогретый поток пара на выходе из турбины может привести к разогреву подшипников и расплаву баббитовой

5. Длительной работа на Х.Х. приведет к тому, что возникающие обратные потоки на выходе из турбины вносят большое количество влаги, приводит к коррозии и износу выходной кромки последней ступени турбины.

Основные проблемы, решение которых позволит улучшить технологию пуска энергоблока:

• увеличить расход пара через регулирующую ступень ЦВД и головную часть ЦСД с момент повышения частоты вращения;

• обеспечить предварительных прогрев перепускных труб ЦВД и ЦСД;

• увеличить расход пара через последние ступени ЦНД в процессе разворота турбины;

• снизить до минимума сбросы пара в конденсатор через РОУ и БРОУ.

. Для решения перечисленных выше проблем предлагается дополнить штатную пусковую схему блока дополнительными трубопроводами и арматурой, которые необходимы для перевода турбоагрегата в моторный режим.

Технология пуска блока мощностью 200 мВт из горячего состояния (после простоя 6-8 ч) по предлагаемой схеме.

Рис.13.2. Принципиальная тепловая схема блока 200 МВт с дополнительными элементами.

1-дополнительный коллектор подвода пара в 4 отбор ЦСД; 2-защитно-регулирующий клапан; 3-расширенные дренажи перепускных труб ЦВД и ЦСД; подвод пара от стороннего источника.

Первоначально, пуск осуществляется с типовой инструкцией [1].

1.прогрев главных паропроводов и тракта промперегрева осуществляется параллельно прогрев дополнительного трубопровода подачи пара в IV отбор ЦСД до защитно-регулирующего клапана (2).

2.После достижения температуры пара перед стопорными клапанами ЦВД уровня 360-380 ⁰С (это позволяет обеспечить необходимый температурный уровень после РОУ, соответствующий уровню на выхлопе ЦВД и на входе в IV отбор ЦСД при пуске из горячего состояния), начинается разворот турбины, путем подачи части пара из постороннего источника или по паропроводу после растопочного РОУ и IV отбор. Пар, подаваемый в IV отбор ЦСД, совершает работу и разворачивает турбину до номинальной частоты вращения 50 1/сек,

3.синхронизация турбогенератора и включение его в сеть.

Так как подача пара осуществляется в промежуточную ступень ЦСД, то для вывода турбогенератора на холостой ход необходимо подавать в IV отбор пара значительно больше, чем при работе на холостом ходу с подачей по типовой схеме.

Расход пара, необходимый для обеспечения холостого хода турбоагрегата подачей пара в IV отбор ЦСД, можно вычислить по выражению:

D=(Nмех.хх+Nт.в.х.х)/(СУММкпд.n*hoi)

где: Nмех.хх — мощность, необходимая для преодоления потерь в подшипниках турбины и генератора на холостом ходу;

Nт.в.х.х — потери мощности на трение и вентиляцию в проточной части турбины на холостом ходу;

n— число ступеней ЦСД и ЦНД, участвующих в работе пара;

кпд— внутренний относительный КПД i-ой ступени;

ho— располагаемый перепад i-ой ступени.

Примерно D=8,0...10 кг/с

Поэтому уровень первых ступеней ЦСД обеспечивается противопоточной прокачкой небольшого количества пара через них от потока пара, подаваемого в IV отбор. При этом защитные клапаны ЦСД закрыты, регулирующие открыты, а часть пара, подаваемая в IV отбор противотоком проходит через головную часть и производит ее прогрев и прогрев перепускных труб, а затем сбрасывается в конденсатор через дренажи перепускных труб.

При достижении номинальной частоты вращения температура пара, идущего противотоком через первую ступень ЦСД может повышаться за счет трения и вентиляции до уровня Т_пс=460-500 ⁰С, что обеспечивает прогрев головной части ЦСД и перепускных труб.

К моменту подачи пара в ЦСД по нормальной схеме температура перепускных труб достигает Т_пт=400 ⁰С. В этом случае температурные напряжения, возникающие в головной части ЦСД не превышают предельных значений и число допустимых циклов нагружения превышает N=10000 циклов.

-в первый момент разворота и синхронизации, ЦВД работает изолированно (по пару) от ЦСД и ЦНД. Стопорные клапаны закрыты и пар в голову ЦВД не поступает, однако в связи с отсутствием запорной арматуры на выхлопе ЦВД, пар от растопочного РОУ может попадать на выхлоп ЦВД, и оно находится под давлением тракта промперегрева. Поэтому, для обеспечения допустимого температурного уровня ЦВД в момент разворота предусматривается прокачка небольшого количества пара противотоком через ЦВД со сбросом его через дренажи перепускных труб в конденсатор, при этом регулирующие клапаны ЦВД находятся в открытом положении. Такая схема, наряду с обеспечением допустимого температурного состояния ЦВД позволяет осуществлять прогрев перепускных труб и стопорный клапанов. В результате чего к моменту подачи пара в ЦВД их температура находится на уровне Т_пт=430 ⁰С (при типовой технологии Т_пт =300...310 ⁰С).

-к моменту прогрева главных паропроводов до Т_гп=480...500 ⁰С, турбогенератор уже оказывается синхронизирован с сетью, а стопорный клапан и перепускные трубы прогретыми.В этом случае в ЦВД можно сразу подать большое количество пара (как при пуске из моторного режима) и взять первоначальную нагрузку при этом расхолаживания практически не наблюдается. После подачи пара в ЦВД в растопочное РОУ отключается, а дальнейший прогрев тракта промперегрева и охлаждение ЦСД осуществляется паром выхлопа ЦВД. Скорость прогрева тракта промперегрева в этом случае можно резко увеличить и при достижении соответствующих параметров (Т_пп=480 ⁰С), осуществляется подача пара в ЦСД по нормативной схеме, а подача в IV отбор прекращается. Дальнейший набор нагрузки осуществляется в соответствии с графиком заданием.

Плюсы усовершенствованной схемы:

- ограничений по числу пусков, связанных с малоцикловой усталостью в ЦСД при пуске по предлагаемой технологии не возникает

-применение усовершенствованной пусковой схемы позволяет совместить часть операций прогрева трубопроводов, набора оборотов и синхронизации турбоагрегата, что позволяет сократить время пуска приблизительно на 30 минут.

-приведенные затраты топлива на пуск моноблока мощностью 210 МВт сокращаются на 10...12 т.ус.т.

-применение усовершенствованной схемы резко уменьшает сбросы пара в конденсатор через ПСБУ, в результате чего сокращается вынос крупнодисперсной влаги в корневую зону последних ступеней, что обеспечивает более равномерное температурное состояние последних ступеней и уменьшает эрозийный износ выходных кромок лопаток.