книги из ГПНТБ / Воронков, С. Т. Тепловая изоляция энергетических установок учеб. пособие

Электрической энергии, а теплофикационная турбина вы­ рабатывает как электрическую, так и тепловую энергию.

Паровая турбина (рис. 4) —• сложная машина, основ­ ными элементами которой являются стопорный клапан 1,

Рис. 4. Паровая турбина:

1 — стопорный клапан, 2 — паровпускной клапан, 3 — паровая коробка, 4 — регулирующий клапан, 5 — паровые цилиндры, 6 — конденсатор

паровпускные клапаны 2, паровая коробка 3, регулирую­ щие клапаны 4, паровые цилиндры 5 высокого, среднего

инизкого давления и конденсатор 6.

Квспомогательному оборудованию паровой турбины относятся подогреватели низкого и высокого давления

корпуса подвешен на штоке клапан и установлена сетка, чтобы в турбину не попадали инородные тела.

Перегретый пар давлением ПО—240 ат и темпера­ турой 510—570°С поступает по трубопроводам из паро­ генератора в турбину через автоматический стопорный клапан, назначение которого — мгновенное отключение турбины от паропровода в случае внезапного сброса на­ грузки или аварии.

В п а р о в у ю к о р о б к у (парораспределительную коробку) пар поступает из стопорного клапана. Назна­ чение коробки — равномерно распределять пар по регу­ лирующим клапанам. Паровая коробка изготовляется в

20

виде отливки из термостойкой стали с массивными стен­ ками, устанавливается в передней части цилиндра высо­ кого давления (ЦВД) и крепится с помощью специаль­ ных шпилек.

Р е г у л и р у ю щ и е к л а п а н ы состоят из собствен­ но корпуса и крышки, которая крепится к корпусу спе­ циальными шпильками. Внутри корпуса размещается клапан. Посадка клапана регулируется специальными пружинами, установленными на приливы крышки. Пар поступает в регулирующие клапаны из паровой коробки. Назначение клапанов — изменять количество пара, по­ ступающего в турбину, в зависимости от электрической нагрузки.

П а р о в ы е ц и л и н д р ы являются основной частью турбины и служат для размещения направляющих аппа­ ратов и ротора, несущего рабочие лопатки. Цилиндры состоят из двух частей — нижней и верхней (крышка), соединенных по фланцевому разъему шпильками. Ци­ линдры отливаются из специальных термостойких сталей и имеют большую толщину стенок.

Первый цилиндр по ходу пара, где срабатывается основная часть кинетической энергии пара, называется цилиндром высокого давления (ЦВД), а последний —• цилиндром низкого давления (ЦНД). Если турбина трех­ цилиндровая, второй цилиндр называется цилиндром среднего давления (ЦСД).

К о н д е н с а т о р состоит из корпуса и двух крышек. Внутри корпуса находятся латунные трубки, концы ко­ торых ввальцовываются в трубные доски. Внутри латун­ ных трубок циркулирует охлаждающая вода. После того как пар прошел через турбину, превратив свою кинети­ ческую энергию во вращательное движение ротора, отра­ ботанный пар давлением 0,04 ат и температурой 30°С по­ ступает в конденсатор.

Отработанный пар, проходя по межтрубному про­ странству и соприкасаясь с холодной поверхностью тру­ бок, охлаждается и превращается в конденсат. Конден­ сат из нижней части корпуса -перекачивается в сборные баки.

фланцами и двумя крышками (верхней и нижней). Вну­ три корпуса размещается система трубок, по которым циркулирует питательная вода, а по межтрубному лро-

21

странству проходит отбираемый от промежуточных сту­ пеней турбины частично отработанный пар (давлением 2,5 -Л ,2 ат). В подогревателях происходит подогрев пита­ тельной воды до 280°С.

Б о й л е р н ы е у с т а н о в к и -служат для подогрева до 125°С отборным паром из турбины воды, используе­ мой для отопления и технологических нужд. Конструк­ ции бойлерных установок аналогичны конструкциям по­ догревателей -низкого и высокого давления.

Д е а э р а т о р н ы е у с т а н о в к и служат для удале­ ния из питательной воды растворенного в ней кислорода и подогрева ее до 130—160°С.

Тепловая изоляция паровой турбины и ее -вспомога­ тельного оборудования является одним из важных эле­ ментов, обеспечивающих их надежную и экономичную ра­ боту. Правильно выполненная тепловая изоляция обес­ печивает равномерные температурные поля корпуса тур­ бины, защиту подшипников турбины от нагревания, уменьшает температурные деформации паропроводов и арматуры, -подключенных к турбине.

§ 5. Паропроводы и их назначение

Парогенераторы, турбины и все вспомогательное обо­ рудование электростанции -связаны между -собой -систе­ мой паропроводов (трубопроводов), которые подразделя­ ют на главные, питательные и вспомогательные.

К г л а в н ы м п а р о п р о в о д а м относят паропро­ воды свежего -пара с температурой 580°С от парогенера­ торов к паровым турбинам со -сборными или переключа­ тельными магистралями, с отводами к вспомогательным турбинам, с температурой 530°С к редукционно-охлади­ тельным установкам, паропроводы вторичного перегрева пара с температурами 570°С и 345°С и т. -п. Различают три основных типа схем главных -паропроводов электро­ станций:

блочную (рис. 5), характеризующуюся тем, что каж­ дый из турбоагрегатов электростанции обслуживается только своим парогенератором и не может получать пар от других парогенераторов из-за отсутствия линий паро­ проводов, связывающих отдельные изолированные энер­ гетические блоки;

22

централизованную, характеризующуюся наличием сборно-распределительных магистралей, к которым под­ водится пар от отдельных парогенераторов и от которых отводится пар к отдельным турбинам;

ч

Рис. 5. Блочная схема главного паропровода:

/ — главный паропровод, 2 — главные паровые задвижки, 3 — топка котла, 4 — выходные коллекторы

секционную, характеризующуюся тем, что каждый турбоагрегат обычно получает пар от определенных, только к нему относящихся парогенераторов. Однако на­ личие специальной переключательной магистрали позво­ ляет любым парогенератором электростанции обслужи­ вать любую турбину, а также включать на параллель­ ную работу все рабочие парогенераторы и турбины.

К п и т а т е л ь н ы м т р у б о п р о в о д а м относят: трубопроводы от питательных баков деаэрированной

воды (160°С) до питательных насосов; напорные трубопроводы от питательных насосов до

подогревателей высокого давления и от них до сборных

23

или переключательных магистралей (260°С) в котельной, сборно-распределительные и переключательные маги­ страли перед питательными насосами, после них и в парогенераторной;

отводы от магистрали в парогенераторной к парогене­ раторам;

обводную линию холодного питания подогревателей высокого давления.

К в с п о м о г а т е л ь н ы м т р у б о п р о в о д а м от­ носят:

паропроводы отборного пара, подающие отработан­ ный пар из ступеней турбины для целей регенерации ( в ЦНД и ЦВД), деаэрации, теплофикации, промышлен­ ных целей и др.;

выхлопные паропроводы, служащие для выпуска пара в атмосферу в необходимых случаях, например .при ава­ рии;

конденеатопроводы, служащие для подачи конденса­ та из турбины через ЦНД в деаэратор. По конденсатопроводам также проходит конденсат греющего пара всех теплообменников станции (бойлеры и др.) и конденсат пара от производственных потребителей;

трубопроводы химически очищенной воды, служащие для подачи через них нужного количества дополнитель­ ной питательной воды для восполнения утечек и других потерь воды и пара;

продувочные трубопроводы, служащие для удаления загрязненного солями пара или воды;

паропроводы насыщенного пара, служащие для соб­ ственных нужд парогенераторного цеха, например для обдувки поверхностей нагрева и т. п.;

трубопроводы технической воды, служащие для про­ хождения по ним сырой воды из химводоочистки, чтобы восполнить потери пара и конденсата;

циркуляционные трубопроводы, служащие для про­ хождения по ним охлаждающей воды для конденсаторов турбин;

маслопроводы, служащие для прохождения по ним масла для систем регулирования и охлаждения подшип­ ников турбоагрегата и вспомогательного оборудования (питательные насосы и т. п.);

трубопроводы сжатого воздуха, служащие для подачи сжатого воздуха, который используется для собственных нужд цехов электростанции,

24

Трубопроводы электростанций состоят из следующих основных элементов: труб и соединительных деталей к ним, фасонных частей, арматуры и дистанционных при­ водов к ней, измерительных устройств, опорных и подвес­ ных креплений и отводов для восприятия тепловых рас­ ширений трубопроводов.

Соединительными деталями трубопроводов могут слу­ жить фланцевые соединения и широко применяемые сей­ час сварные соединения. Сваркой соединяют отдельные участки трубопроводов с пароводяной арматурой. Паро­ водяной арматурой называют элементы трубопроводов и теплового оборудования, служащие для изменения дав­ ления или температуры пара, воды, конденсата и т. д. Различают следующие виды арматуры:

запорную (рис. 6, а и б), при помощи которой вклю­ чают в работу или отключают парогенераторы, участки трубопроводов, те или иные части теплосиловых устано­ вок; запорная арматура (задвижки, клапаны, вентили) должна обеспечивать плотность отключения;

регулирующую (клапаны — рис. 6, в), которая слу­ жит для регулирования (изменения) параметров пара, воды, конденсата и др. К регулирующей арматуре не предъявляется требование высокой плотности при отклю­ чении. Проходное сечение такой арматуры выполняется, как правило, особой, иногда сложной формы. Поэтому обычная запорная арматура не может заменить регули­ рующую;

автоматически действующую предохранительную (за­ щитную), к которой относят предохранительные клапа­ ны парогенераторов, всякого рода быстродействующие запорные и обратные клапаны (обратные клапаны долж­ ны предохранять оборудование от обратного потока ра­ бочей среды);

вспомогательную (арматуру малых диаметров) спуск­ ную и продувочную — это также запорная арматура, но малых размеров и особой конструкции.

Тепловая изоляция паропроводов и трубопроводов обеспечивает значительное сокращение потерь тепла, так как их протяженность на современных энергоблоках до­ ходит до 45 км. Для их изоляции должны применять вы­ сокоэффективные материалы, обеспечивающие наимень­ шие нагрузки на опоры и подвески и минимальные поте­ ри тепла в окружающую среду.

25

Рис. 6. Арматура:

й — запорный вентиль, б — запорная задвижка, в — регулирующий клапан

§ 6. Технологическая схема работы теп­ ловой электростанции

Технологический процесс работы тепловой электро­ станции на твердом топливе (угле) осуществляется по следующей схеме (рис. 7).

Топливо в железнодорожных вагонах 2 поступает на топливный склад, где часть его складируется в штабе­ ли 1, а другая часть конвейерами 3 подается в пароге­ нераторную. На пути в парогенераторную уголь прохо­ дит через дробильную установку 4, а затем конвейерами подается в бункеры сырого угля 8 парогенераторной, а из них — в угольноразмольные мельницы 10, где пре­ вращается в пыль.

Угольная пыль отсасывается из мельницы мельнич­ ными вентиляторами 9, подается в сепаратор 11, где крупные частицы выпадают и снова поступают в мельни­ цу. Более мелкая пыль из сепаратора поступает в цик­ лон 12. Здесь пыль отделяется от воздуха, поступает в пылевые бункеры 13. На этом пути пыль подсушивается горячим воздухом.

Из пылевых бункеров пыль питателями подается по пылепроводам к парогенератору и вдувается через горел­ ки 14 в топку 15 парогенератора, где происходит ее сго­ рание, при этом выделяется большое количество тепла, которое передается воде, циркулирующей по экранным трубам 16, покрывающим внутренние стены топки.

Горячие дымовые газы последовательно проходят че­ рез пароперегреватель 17, водяной экономайзер 19 и воз­ духоподогреватель 18. После золоуловителя 7 очищен­ ные дымовые газы дымососами 6 удаляются в атмосфе­ ру через дымовую трубу 5. Шлаки из топочной камеры и летучая зола, выпадающая из воздухоподогревателя и золоуловителей, отводятся водой но каналам ГЗУ (гид­ розолоудаления) 21 к багерным насосам 32, а затем на золоотвал. Воздух, необходимый для горения, подается в топку дутьевым вентилятором 22 через воздухоподогре­ ватель.

Пар, образующийся в экранах, собирается в бара­ бане парогенератора, проходит через пароперегреватель, где нагревается до нужной температуры, и по паропро­ водам 20 поступает к турбине 27. Пройдя через турбину и совершив работу, пар поступает в конденсатор 28, где конденсируется, т. е. превращается в воду (конденсат).

27