Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях

.pdf
Скачиваний:
74
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
17.71 Mб
Скачать

В конденсат турбины примеси поступают с потоком отработанного пара и с присосами охлаждающей воды. Так как вынос примесей с паром из турбины благопри­ ятен в отношении поддержания чистоты ее проточной части, повышение концентраций примесей в турбинном конденсате в результате этого процесса не должно рас­ сматриваться как нарушение водного режима ТЭС. Присосы охлаждающей воды в конденсаторах для устано­ вок с конденсационными турбинами являются основным источником поступления примесей в цикл, поэтому для таких станций повышение плотности конденсаторов тур­ бин весьма существенно сказывается на улучшении со­ стояния водного режима.

Водяная плотность конденсаторов турбин оценивает­ ся по величине коэффициента присоса (см. § 4-3). Для расчета этой величины необходимо знать концентрации

примесей в турбинном конденсате,

охлаждающей воде

и

добавочной воде в случае, когда

она также вводится

в

конденсатор. Принципиально возможно пользоваться

для вычисления коэффициента присоса любой из неле­ тучих примесей охлаждающей воды. Однако неудобно пользоваться показателями, которые требуют для опре­ деления значительного времени, например сульфатами или общим кременесодержанием. Нежелательно поль­ зоваться и показателями, которые определяются с боль­ шими погрешностями или вызывают необходимость про­ ведения дополнительных определений. Так, при контро­ ле по щелочности потребовалось бы вводить поправку на аммиак и определять его концентрацию в конденсате турбины. Таким образом, после отказа от ряда показа­ телей приходится делать окончательный выбор из сле­ дующих: натрий, общая жесткость и хлориды.

Согласно уравнению (4-5) при номинальной нагрузке турбины коэффициент присоса подсчитывается как от­ ношение концентрации примеси в конденсате к концент­ рации той же примеси в охлаждающей воде я выража­ ется в процентах. Погрешность определения каждой из названных примесей и величина концентрации этой при­ меси в охлаждающей воде влияют на точность опреде­ ления коэффициента присоса. iB этом легко убедиться на примерах расчета коэффициентов присоса. Если ис­ пользовать обогащенные пробы конденсата, то можно повысить точность определения присоса; она повысится пропорционально кратности обогащения пробы.

Так, при возможной погрешности определения жесткости комплексиометрическим методом, равной 2 мкг-экв/л, « жесткости ох­ лаждающей воды, равной 1,0 мг-экв/л, точность вычисления коэффи­

циента присоса составит (2: 1 ООО) -100=0,2%, а при жесткости охлаждающей воды 5,0 мг-экв/л точность определения но этому же

показателю составит i(2 : 5 000) -100 =0,04%. Такая точность ока­ жется совершенно недостаточной, если в действительности процент

присоса

меньше

указанных

величин. При кратности

обогащения,

равной

15,

точность вычисления присоса для охлаждающей воды

с жесткостью 1,0

мг-экв/л составит

0,013%, для воды с

жесткостью

5,0 мг-экв/л

— 0,003%. Имея

анализ

охлаждающей воды,

можно вы­

полнить аналогичные расчеты по натрию « хлоридам и сравнить, какой из трех показателей для данной ТЭС обеспечивает опреде­ ление коэффициента с большей точностью.

•Поскольку не исключены внезапные -нарушения во­ дяной плотности конденсаторов турбин — разрывы от­ дельных трубок, быстрое развитие трещин ,и др., нельзя ограничиться периодической проверкой величины коэф­ фициента присоса. Для своевременного выявления ава­ рийных присосов необходимо организовать непрерывный контроль качества турбинного конденсатора. Наиболее просто осуществлять контроль за аварийными присосамп охлаждающей воды с помощью промышленных кон­ дуктометров. Необходимо, чтобы кондуктометры имели сигнализацию, извещающую персонал о возникновении аварийного присоса.

В результате поступления воздуха на участках конденсатного тракта, находящихся иод вакуумом, турбин­ ный конденсат загрязняется кислородом. На установках с барабанными парогенераторами кислород обычно кон­ тролируют в одной точке, расположенной за конденсатнымн насосами. На установках с прямоточными паро­ генераторами, имеющих конденсатоочистки, контроль за кислородом осуществляют, как правило, в двух точках:

за «онденсатными насосами

и за

конденсатоочисткой

с тем, чтобы

раздельно

оценить воздушную

плотность

коиденсатных

насосов и всего оборудования конденсато'г

очистки. По этим же точкам

ведется контроль

за рабо­

той конденсатоочистки.

Эффект

удаления

отдельных

примесей оценивается сравнением концентраций в кон­ денсате, поступающем на конденсатоочистку, и в кон­ денсате после нее. Контролируются содержания натрия, кремниевой кислоты, железа и меди. Работа конден­

сатоочистки контролируется также

автоматическими

кондуктометрами и рН-метрами

регистрирующего

типа.

 

Я 0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

12-3

График контроля за составляющими питательной воды

 

на ТЭС с барабанными

парогенераторами

 

 

 

 

 

 

 

 

Конденсат

Конденсат

Добаво' пап вода

Контролируемые

 

Конденсат

производ­

 

 

 

 

сетевых

 

 

 

показатели

 

турбин

подогрева­

ственных

обессолен­

умягчен­

 

 

 

 

 

телей

потребите­

ная

ная

 

 

 

 

 

 

 

 

лей пара

 

 

 

Натрий

 

 

1 раз

в

1 раз в

 

1 раз в

 

 

Жесткость

 

 

сутки*

сутки*

 

сутки

 

 

 

1 раз

в

 

 

1 раз в

 

Кремниевая

кислота

 

сутки*

 

 

смену

1 раз в

1 раз

в

 

 

 

Кислород

 

 

 

 

сутки

сутки

 

 

1 раз

в

1 раз в

 

 

 

 

неделю

неделю

 

РН

 

 

 

 

Авт.

 

Ж е л е з о

 

 

1—2 раза

1—2 раза

1 раз в

1—2 раза

 

Медь

 

 

в месяц

в

месяц

смену

в месяц

 

 

 

 

1 раз

в

1—2 раза

1—2 раза

 

Электропроводность

 

сутки

в

месяц

в месяц

 

 

Авт.

 

 

Авт.

Авт.

Апт.

Авт.

 

Свободная

углекислота

 

1 раз в

 

 

 

 

 

неделю

 

Щелочность

 

 

 

 

1 раз в

1 раз в

 

 

 

 

 

 

смену

смену

 

 

 

 

 

 

 

 

* Определения выполняются в обогащенных пробах.

 

 

 

Конденсат сетевых подогревателей из-за присосов

сетевой

воды

загрязняется

примесями,

содержащимися

в сетевой воде. В тепловых сетях закрытого типа основ­

ным компонентом примесей является натрий,

поэтому

для оценки

размера присоса обычно выбирают

натрий.

В тепловых

сетях с водоразбором у потребителей основ­

ным компонентом может быть жесткость. При неболь­ шой концентрации натрия в этом случае может оказать­ ся, что определение присоса по жесткости даст большую точность. Для количественной оценки присосов сетевой

воды

необходимо периодически отбирать пробы конденса­

та, сетевых подогревателей

и сетевой

воды и

определять

в них

указанные показатели.

Для

выявления

аварий­

ных присосов необходимо

вести непрервный

контроль,

измеряя электропроводность

автоматическими

кондук­

тометрами. Из-за наличия в сетевой воде карбонатов и

бикарбонатов и их

поступления с присосами в конденса­

те регенеративных

подогревателей возможно присутст­

вие углекислоты. По этому показателю можно контро­ лировать эффективность отсоса газов из парового про­ странства этих подогревателей. Поскольку их трубки

302

выполняются из медных сплавов, контроль выноса про­ дуктов коррозии с потоком конденсата этих подогрева­ телей выполняется по железу и меди. Эти показатели контролируются эпизодически.

Конденсат производственных потребителей пара дол­ жен возвращаться в основной цикл ТЭЦ лишь в случае, когда его качество удовлетворяет нормам питательной воды по жесткости, продуктам коррозии и нефтепродук­ там. Обычно на ТЭЦ есть специальная установка для очистки конденсата производственных потребителей па­ ра, и химический контроль ведется за очищенным кон­ денсатом периодически по всем указанным показателям и непрерывно по электропроводности. Если на ТЭЦ нет установки для очистки производственного конденсата, то возвращаемые на станцию конденсаты собирают в спе­ циальные баки. Выполнив анализы и убедившись в том, что конденсат, находящийся в баке, отвечает необходи­

мым

требованиям,

начинают использовать конденсат

как

составляющую

питательной воды. В случае, если

концентрация примесей в конденсате превышает уста­ новленные пределы, конденсат из баков направляют на сброс. В конденсатах производственных потребителей пара обычно контролируют жесткость, щелочность, же­

лезо, электропроводность,

рН,

а также

специфические

примеси, которые

присущи

тем

или

иным

производст­

венным

потребителям.

 

 

 

 

 

Подготовка добавочной воды барабанных парогене­

раторов

осуществляется по

различным

технологическим

схемам. Когда добавочная

вода

является

обессоленной,

ее качество обычно

оценивают

по двум

показателям —

натрию

и кремнекислоте.

Эти показатели

определяют

периодически, но не реже 1 раза в сутки. Стабильность работы обессоливающей установки контролируют не­ прерывно по электропроводности. Повышенный вынос продуктов коррозии с обессоленной водой, как правило, является результатом ухудшения состояния антикорро­ зионных покрытий водоподготовительного оборудования. Так как устранение дефектов покрытий требует доволь­ но много времени, то нет необходимости часто проверять

содержание продуктов коррозии

в обессоленной

воде.

Когда добавочная вода для барабанных

парогенерато­

ров готовится по более простым

схемам

с применением

на

последней

стадии двухступенчатого Na-катионирова-

ния

воды, в

число периодически

контролируемых

пока­

зов

зателей включают щелочность и кремнекислоту, а не­ прерывный контроль осуществляют по электропровод­ ности.

Т а б л и ц а 12-4

График контроля за составляющими питательной воды на ТЭС с прямоточными парогенераторами

 

Конденсат

Конденсат

Контролируемые

турбин

турбин

 

перед кон-

после

 

показатели

 

денсато-

конденса-

 

 

очнсткой

тоочпсткп

Натрий

I раз в

1 раз

в

Жесткость

сутки*

сутан

 

1 раз в

 

 

сутки*

 

Кремниевая кислота

Авт.

Авт.

 

 

(1 разув

(1 раз

в

 

сутки)

сутки)

Кислород

Авт.

 

 

(1 раз

п

 

 

сутки)

рН

Авг.

Авт.

в

 

 

(1[ раз

Ж е л е з о

 

неделю)

1 раз в

1 раз в

Медь

неделю

сутки

1 раз в

1 раз в

Электропроводность

неделю

неделю

Авт.

Авт.

 

Конденсат

Конденсат

за сливны­

греющего

ми

насо­

пара П В Д

сами

пнд

Авт.

(1 раз в

 

сутки)

Добавоч­ ная вода

I раз в

сутки

Авт. (1 раз в смену)

1 раз в

1 раз в

1 раз в

сутки

сутки

неделю

* См. примечание

к табл. 12-3.

П р и м е ч а н и е .

В скобках указана периодичность отбора разовых проб при от

сутствин автоматического анализатора.

Подготовка добавочной воды для прямоточных паро­ генераторов всегда ведется методами химического или термического обессоливания. Качество обессоленной во­ ды оценивается по натрию и кремиекислоте, а также со­ держанию продуктов коррозии. На установках, оборудо­ ванных конденсатоочисткой, добавочная вода вводится в конденсатор турбины и вместе с турбинным конденса­ том проходит через фильтры конденсатоочистки.

Опыт эксплуатации обессоливающих установок по­ казывает, что часто в химически обессоленной воде со­ держание дисперсных форм кремнекислоты превышает концентрацию ее истинно-растворенных форм. В зави­ симости от состава воды источника водоснабжения и его сезонных изменений поступление тонкоразмельченных примесей с химически обессоленной водой и присосами охлаждающей воды может оказаться существенно боль­ ше, чем поступление истинно-растворенных примесей.

304

С учетом сказанного представляется целесообразным включить в число контролируемых показателей доба­ вочной воды, турбинного конденсата и конденсата сете­ вых подогревателей общее кремнесодержанпе воды. Для определения общей концентрации кремниевой кис­ лоты необходимо сначала обработать пробу воды фторидиым или щелочным способом [Л. 12-1] с целью пе­ ревода «неопределимой» кремнекислоты в форму, опре­ деляемую обычным способом.

Для отбора проб отдельных составляющих питатель­ ной воды применяются иробоотборные устройства, ана­ логичные тем, которые используются при отборе проб питательной воды. Методы анализа используются те же самые, что и при контроле питательной воды. Рекомен­ дуемые ВТИ графики контроля за составляющими пи­ тательной воды на ТЭС с барабанными и прямоточными парогенераторами приведены в табл. 12-3 и 12-4.

Глава тринадцатая

ХИ М И Ч Е С К И Й К О Н Т Р О Л Ь ЗА ПЕРЕГРЕТЫМ

ИН А С Ы Щ Е Н Н Ы М ПАРОМ И КОТЛОВОЙ

В О Д О Й

13-1. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ЗА ПЕРЕГРЕТЫМ И НАСЫЩЕННЫМ ПАРОМ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ

Чистота пара, вырабатываемого энергетическими па­ рогенераторами, строго нормируется (см. §"6-4). Соглас­ но действующим в настоящее время правилам в число нормируемых показателей на блочных установках сверх­ высоких и сверхкритических параметров входят натрий, кремниевая кислота, железо, медь и углекислота; на секционированных установках высоких параметров — натрий, кремниевая кислота и углекислота; на установ­ ках давлением менее 70 кгс/см2—натрий и углекислота.

Исходя из требований более глубокого изучения раз­ личных водных, а также тепловых режимов в отноше­ нии коррозии оборудования в настоящее время призна­ ется наиболее целесообразным контролировать протека­ ние коррозионных процессов по содержанию водорода.

Так

как интенсивность

коррозии на разных участках

пароводяного

тракта может быть различной, контроль

за

водородом

должен

осуществляться одновременно

305

• нескольких точках тракта. Та.к, для оценки коррозион­ ной активности рабочей среды в пределах парогенерато­ ра содержание водорода необходимо контролировать на входе и на выходе из котла, т. е. в питательной воде и перегретом паре. Для оценки коррозионной активности перегретого пара содержание водорода необходимо кон­ тролировать на выходе из парогенератора и на выходе из промежуточного пароперегревателя.

Помимо водорода, в число контролируемых показа­ телей пара входят аммиак и рН. Необходимость опреде­ ления этих показателей связана с невозможностью точ­ ного определения в паре концентрации углекислоты, когда она содержится в малых количествах. В число контролируемых показателей входит также электропро­ водность, характеризующая содержание в конденсате пара ионизированных примесей. В зависимости от того, предусматривается или нет подготовка пробы перед по­ ступлением в датчик кондуктометра, измеряется либо общая сумма ионизированных примесей в паре, либо их часть.

-В условиях, когда чистота пара не выходит за преде­ лы норм, характер химического контроля является пове­ рочным. Однако, когда по тому или иному показателю норма нарушается и химический контроль должен по­ мочь установить причины возникновения ухудшения чистоты пара и привести к действиям, направленным на их устранение, характер контроля становится опера­ тивным. Если при поверочном контроле достаточно огра­

ничиться точкой отбора, расположенной на

паропрово­

де, по которому перегретый пар поступает

в турбину,

то для оперативных целей необходимо иметь дополни­ тельные точки отбора у парогенератора. Места располо­ жения этих точек отбора проб связаны с конструктив­ ными особенностями котлов.

Часто причиной ухудшения чистоты перегретого пара барабанных парогенераторов бывает ухудшение чистоты насыщенного пара. Чтобы в этом убедиться, необходимо иметь данные о качестве насыщенного пара, поступаю­ щего в пароперегреватель. Поскольку в барабанных па­ рогенераторах отсутствует общая магистраль насыщен­ ного пара,, пробы насыщенного пара можно отбирать либо из пароперепускных труб, либо из парового объе­ ма барабана. Как известно, насыщенный пар подается из барабана во входной коллектор пароперегревателя

306

Рис. 13-1. Расположение точек отбора проб пара барабанного парогенератора без ступенчато­ го испарения.
CRITJ

многими трубами, 'размещенными по всей длине, бараба­ на. Если выбрать для точки отбора одну из пароперепускных труб совершенно произвольно, то представление о среднем качестве пара может оказаться искаженным. Действительно, в условиях, когда концентрация при­ месей в котловой воде и сепарация пара в пределах 'ба­ рабана не вполне одинако­ вы, качество пара в отдель­ ных точках парового про­ странства и пара, проходяще­ го по отдельным трубам, то­ же не одинаково. Для того чтобы получить более полное представление о чистоте на­ сыщенного пара, вырабаты­ ваемого парогенератором, рекомендуется устанавли­ вать несколько точек отбора на насыщенном паре.

В случае, когда парогене­

/' — точка

отбора

проб

перегретого

пара; 2 — т о ч к и отбора

проб

насы­

ратор

не имеет

ступенчатого

щенного

пара.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

испарения,

в

пароперепуск-

 

 

 

в

турбину

ных трубах, идущих от бара­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бана

к

пароперегревателю,

 

 

 

 

 

 

устанавливают

три

точки

 

 

 

 

 

 

отбора. Одну на трубе, рас­

 

 

 

 

 

 

положенной

в средней

части

 

 

 

 

 

 

барабана, две другие на тру­

[ЛГИ

 

 

бах, расположенных у его

 

 

концов

(рис. 13-1). В случае,

 

 

когда

парогенератор

имеет

Рис. 13-2. Расположение точек

ступенчатое

испарение,

в па-'

отбора

проб пара

барабанного

роперепускных трубах, иду-^

парогенератора

с

трехступенча­

тым испарением.

 

 

 

щихот барабана к паропере­

/ — точка

отбора

проб

перегретого

гревателю,

устанавливают

пара; 2 — точки

отбора

проб

насы­

щенного

пара;

3 — т о ч к а

отбора

три точки отбора по такой же

проб пара выносных циклонов.

схеме,

 

как

в

парогенера­

 

 

 

 

 

 

торах

без ступенчатого

испарения, и в дополнение к ним

точку

отбора

на выносных циклонах

(риа

13-2). Когда

•схема ступенчатого испарения оформляется двусторон­ ней, точки отбора пара из выносных циклонов устанав­ ливаются с обеих сторон. Когда парогенераторы имеют систему регулирования температуры перегрева пара впрыском специально приготовленного конденсата, уста-

307

навливают точку отбора на линии впрыскиваемой воды перед пароохладителем. Когда от парогенератора отхо­ дит не один, а несколько паропроводов перегретого па­ ра, точки отбора устанавливаются на каждом из них.

Конструктивно зонды для отбора проб насыщенного и перегретого пара оформляются по-разному. В насы­ щенном паре всегда содержится влага. Концентрации отдельных примесей в паровой и жидкой фазах насы­ щенного пара распределены весьма неравномерно. Легколету^их примесей существенно больше в паровой фазе; примесей с небольшой паровой растворимостью больше в жидкой фазе. Чтобы проба пара была пред­

ставительной по

отношению

ко всем содержащимся

в нем примесям,

необходимо

обеспечить поступление

в зонд потока пара со средней влажностью. Это требо­ вание выполняется при двух условиях, а именно: когда в самом сечении, откуда производится отбор, влага рас­

пределена равномерно

и когда скорость пара во

вход­

ном отверстии зонда

равна средней скорости

пара

в трубе, из которой производится отбор.

 

При отборе пара из пароперепускной трубы, идущей от барабана к пароперегревателю, единственным сече­ нием трубы, где влага распределена относительно рав­ номерно, является входное сечение трубы. После того как пар минует это сечение, проявляется эффект сепа­ рации влаги стенками трубы. В результате сепарации в потоке остается лишь часть влаги, остальная в виде •пленки движется по внутренней стенке трубы в направ­ лении движения пара. Соотношение между количества­ ми жидкой фазы, которая движется в виде пленки и в виде отдельных капель, зависит от скорости пара, его давления и влажности. Чем больше скорость шара, тем меньше доля влаги, сепарируемой стенками. Существует скорость, при которой эффект сепарации не проявляет­ ся. Эта скорость существенно выше действительной ско­

рости пара

в пароперепускных трубах. Если

скорость

увеличивать, то по достижении определенного

предела

начинается

процесс срыва капель влаги со стенки тру­

бы. Это предельное значение скорости принято

называть

критической скоростью срыва пленки. Добиться в опре­ деленном сечении трубопровода увеличения скорости пара сверх критической можно с помощью сопла. Непо­ средственно за соплом в результате срыва пленки и дробления ее на капли влажность по сечению трубы бу-

'308

дет выровнена.

Таким образом, есть две возможности

отбирать

пробу

пара: из устья пароотводящей трубы,

где влага

еще

распределена

равномерно, либо за

спе­

циально встроенным соплом.

Первая возможность

реа­

лизована в зонде, 'получившем название устьевого зон­

да,

вторая

реализована

в

различных

вариантах

зондов

со смесителями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Устьевой зонд показан на рис. 13-3, зонд со смесите­

лем в виде трубы Вентури — на рис. 13-4.

 

 

 

 

При расчете

зондов

для

насыщенного

пара

выпол­

няют второе условие, необходимое для получения

пред­

ставительной

пробы, а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

именно:

 

принимают

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скорость

пара

во

вход­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ном

отверстии

 

зонда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w2 равной

скорости па­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ра

в

пароотводящей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трубе

Wi.

Последнюю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обычно вычисляют для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузки

парогенерато­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ра,

равной

80%

 

номи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нальной,

и

задаются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

постоянным

 

расходом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пробы,

 

 

 

допустим,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30 кг/ч.

Скорость в сме­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сителе

для

зондов оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

смесителями

принима­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ют в 5—6 раз боль­

Рис. 13-3. Устьевой зонд для отбора

ше,

чем

 

критическая

скорость

срыва

 

плен­

проб

насыщенного пара.

 

 

 

 

/ — стенка

барабана;

2 пароотводящая

ки

(см.

рис.

 

5-21).

труба; 3 — зонд;

4 центрирующие

ребра.

Рассчитанный

по

всем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правилам

зонд

 

в действительности

не

всегда

 

рабо­

тает

с'

соблюдением

условия

равенства

скоростей

Wi~w2.

 

Так,

например,

при

постоянном

расчетном

расходе

пробы

любые

отклонения

нагрузки

от

при­

нятой

в

расчете

 

вызовут

нарушение

равенства

Wi = w2.

При

увеличении

нагрузки

свыше расчетной

 

( И У 1 > Й У 2 )

представительность пробы нарушится в сторону завы­ шения концентраций примесей, которые в основном со­ держатся в каплях влаги. При снижении нагрузки ниже расчетной (wi<.w2) представительность пробы тоже на­ рушится, но в обратном направлении. При рассмотрении результатов анализа проб насыщенного пара необходимо

309

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ