лабы / лаба 1 / пн, пвд

Тема № 10

ПИТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ТЭЦ МЭИ

Питательные насосы (рис.10.1) служат для подачи питательной воды в котел из баков деаэратора через систему подогревателей высокого давления.

Запас потенциальной энергии, приобретенный водой в питательном насосе, в

дальнейшем используется для соверше-

ния работы в турбине. Питательный на-

сос может быть отнесен к основному оборудованию паротурбинного блока наряду с котлом, паровой турбиной и конденсационной установкой. Выход из строя всех питательных насосов не

серьезную аварию котла. Условия работы питательных насосов исключи-

тельно тяжелы. Во всасывающий патрубок насоса поступает конденсат из де-

аэратора, в котором она имеет температуру насыщения. Поэтому для беска-

витационной работы насоса необходим значительный подпор, который соз-

дают установкой деаэратора выше насоса. Это удорожает здание электро-

станции. Тем не менее, такая мера часто оказывается недостаточной и прихо-

дится прибегать к установке предвключенных (бустерных) насосов для соз-

дания гарантированного подпора на входе в основной питательный насос.

Кроме того, питательный насос перекачивает воду, температура которой 100 - 170 °С, а давление на выходе из насоса блоков сверхкритического давления достигает 35 МПа. Конструкция питательного насоса для надежной работы в этих условиях получается сложной.

2

Устройство питательного насоса

Конструкция одного из питательных насосов, имеющего 9 ступеней,

показана на рис. 10.2. Каждая ступень состоит из корпуса с направляющим аппаратом и рабочего колеса 2. Все эти элементы объединяются в одну сек-

цию, а секции соединяются вместе со всасывающей и нагнетательной каме-

рами 9 и 10 и стягиваются анкерными болтами 5.

Рис. 10.2. Продольный разрез питательного насоса

1-вал; 2-рабочее колесо; 3-направляющие лопатки; 4-перепускной канал; 5-анкерный болт; 6-гидравлическая пята; 7-сальник; 8-опорный подшипник; 9-всасывающий патрубок; 10нагнетательный патрубок; 11-муфта.

Таким образом, насос составляется из отдельных секций, почему и на-

зывается секционным. Обычно рабочие колеса всех ступеней за исключением первой выполняются одинаковыми. Колесо первой ступени имеет диаметр входа и ширину больше, чем у других ступеней с целью повышения антика-

витационных качеств насоса.

Насос снабжен сальниками 7 с мягкой набивкой, которые почти полно-

стью исключают утечку воды из корпуса. Опорные подшипники скольжения

8 имеют кольцевую смазку. Крутящий момент от приводного двигателя пе-

редается полугибкой муфтой 11. Осевое усилие воспринимается гидропятой

6. Осевая сила, стремясь сдвинуть ротор в сторону всасывания, перемещает диск а. Если осевой зазор между дисками «а» и «б» равен 0, то в промежу-

точной камере между ними устанавливается такое же давление, как за по-

3

следним рабочим колесом насоса. Камера «в» соединена с всасывающим патрубком насоса. Вследствие разности давлений в этих камерах на диск «а»

действует разгружающая сила, противоположная по направлению осевой.

Величина этой силы при заданных размерах диска «а» зависит от разности давлений в камерах. Упорная пята рассчитывается таким образом, чтобы в рабочем положении она вместе с ротором отжималась на определенную ве-

личину от подпятника «б».

Вследствие того, что радиальный зазор между корпусом и валом строго калиброван, то по мере увеличения осевого зазора между дисками «а» и «б»

давление в камере между ними уменьшается, и величина разгружающей си-

лы снижается, пока не достигнет, величины осевой силы. При изменениях режима работы насоса осевая сила изменяется, что приводит к некоторому смещению ротора в осевом направлении. Таким образом, при любых режи-

мах работы автоматически устанавливается равновесное положение ротора.

При увеличении вследствие износа радиального зазора между валом и корпусом осевое перемещение ротора увеличивается и может достигнуть не-

допустимой величины. В этом случае насос должен быть остановлен для ре-

монта.

В качестве примера на рис.10.3 представлена схема гидропяты в уве-

личенном масштабе.

Схема питательной установки

Особенностью условий работы питательных насосов по сравнению с другими насосными установками на ТЭЦ является то, что они перекачивают питательную воду с температурой близкой к температуре насыщения. Это обстоятельство отражается как на высоте установки питательных насосов от-

носительно деаэраторов, так и на их конструкции.

Чтобы во всасывающем патрубке и первой ступени насоса не возникла кавитация, он располагается значительно ниже уровня воды в деаэраторе,

4

благодаря чему создается требуемый подпор. На ТЭЦ МЭИ подпор составля-

ет величину приблизительно 9 м. вод. ст.

Схема установки питательных насосов, показана на рис.10.4.

Рис.10.3 Пример выполнения гидропяты

1 – рабочее колесо; 2 – корпус насоса; 3 – сальниковое уплотнение; 4, 6

– диск ротора; 5 – подушка пяты (диск статора); δ1 – соединение со всасом насоса; Рн – напор; δ0 – радиальный зазор между вращающимся ротором и неподвижным статором; 8 – ротор.

Рис.10.4 Схема трубопроводов питательных насосов на ТЭЦ МЭИ

На ТЭЦ МЭИ установлено пять питательных насосов. Четыре из них приводится в действие электродвигателем, и поэтому называются электрона-

сосами (ПЭН) и один, турбонасос (ПТН), приводится в действие паровой турбиной.

Кроме основной напорной линии от каждого насоса отходит линия ре-

циркуляции, по которым питательная вода подается из насоса в деаэраторы.

Эти линии используются при пусках, в частности, при учебных пусках насо-

сов, когда основная напорная задвижка закрыта. Кроме того, через линии ре-

циркуляции питательная вода сбрасывается в деаэратор, когда потребитель берет очень малое количество воды. При малых подачах воды насос работает с большими гидравлическими потерями. Вследствие этого вода в насосе пе-

регревается, что может привести к вскипанию питательной воды в насосе и срыву подачи. При открытии линии рециркуляции расход воды через насос искусственно увеличивается, благодаря чему исключается перегрев воды и насоса. У данных насосов минимальная допустимая подача составляет при-

близительно 10-15 т/ч. с целью снижения давления воды при сбросе ее в де-

аэратор на линии рециркуляции установлены последовательно несколько дросселей в виде сопел. Многоступенчатое дросселирование снижает уро-

вень шума по сравнению с одноступенчатым дросселированием.

На станциях сброс воды через линии рециркуляции обычно называют

«разгрузка». Из напорных патрубков насосов питательная вода направляется в две питательные магистрали, соединенные между собой. Из питательных магистралей вода подается или непосредственно в котлы или в регенератив-

ный подогреватель высокого давления (ПВД).

К питательным насосам подводится техническая вода из водопровода,

которая используется для охлаждения сальников и масла в корпусах под-

шипников. К сальникам вода подводится как перед пуском насоса, так и в процессе работы. К подшипникам вода подается тогда, когда температура масла в подшипниках превышает нормальную (45-50оС). Максимально до-

пустимая температура масла в подшипниках 80оС.

7

Конструкция подогревателя высокого давления показана на рис.10.5. Он состоит из следующих основных узлов: верхней водяной камеры 2; трубной системы 4; трубной доски 3 с развальцованным в ней U-образными трубками и парового корпуса 1 со штампованным днищем.

Поверхность нагрева 60 м2. Питательная вода вводится в подогреватель через входной патрубок А, выводится через выходной патрубок Б. Греющий пар подводится через патрубок В, а его конденсат отводится через отверстие Г в

днище парового корпуса и направляется в деаэратор. Питательная вода в ПВД подогревается от 104 до 140 или 160оС в зависимости от режима работы ТЭЦ.

Рис. 10.5. Подогреватель высокого давления

1 - паровой корпус верхней водяной камеры; 2 - трубная системы; 3 -U- образные трубки;4 - трубной доска; А - вход воды; Б - выход воды; В - вход пара; Г - отвод конденсата.