книги из ГПНТБ / Вайсман М.Д. Режимы и способы пуска блоков сверхкритического давления учеб. пособие

Министерство высшего м среднего специального образованна РСФСР

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА П О Л И Т Е Х Н И Ч Е С К И Й И Н С Т И Т У Т имени М. И. КАЛИНИНА

М. Д. ВАЙСМАН

I I

РЕЖИМЫ И СПОСОБЫ ПУСКА

БЛОКОВ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Ленинград

1973

-70V5.P« да кая | ö»ß ССОР в

Пособие содержит основные положения техно­ логии пуска энергетических блоков сверхкритиче­ ского давления. Рассмотрены’: свойства блоков СКД, предпусковые операции, работы по сборке водопарового и газовоздушмого трактов, соб­ ственно пусковые схемы блоков различной мощ­ ности, режимы и стадии пуска из холодного и неостывших состояний, действия защит пароге­ нератора, турбины и вспомогательного оборудо­ вания, а также тепловые процессы, протекающие в периоде пуска. Отражены результаты работ по­ следних лет, направленных па усовершенствова­ ние систем пуска, и сопоставлены принятые в отечественной энергетике пусковые схемы со схе­ мами некоторых зарубежных станций.

Рецензент зав. кафедрой теплотехники СЗПГІ заел, деятель науки и техники, доктор техн. наук, профессор И. И. Кулагин

Лаборатория полиграфических машин Ленинградского ордена Ленина политехнического института имени М. И. Калинина

194251, Ленинград, Политехническая ул., 29.

Л

Г л а в а I

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ ПУСКА

ИПУСКОВЫЕ СХЕМЫ

§1. Некоторые особенности пуска блоков сверхкритического давления (СКД)

Общая структура системы пуска определяется, в первую очередь, тем, что пар сверхкритического давления может вы­ рабатываться только в парогенераторах с принудительной циркуляцией. В отечественной энергетике применяются паро­ генераторы с однократной циркуляцией, получившие наиме­ нование прямоточных*.

Как известно, циркуляция в чисто прямоточных парогене­ раторах разомкнутая: трубная система не образует замкну­ тых «на себя» циркуляционных контуров; отсутствуют емко­ сти, в которых пар систематически отделяется от жидкости и сохраняется некоторое, более или менее стабильное количе­ ство котловой воды. Поэтому при растопке котла требуется непрерывно прокачивать рабочую среду через обогреваемые трубы (во всяком случае, некоторых участков поверхности нагрева) и одновременно отводить подогретую среду наружу.

Опыт показал, что в начальном периоде пуска нет необхо­ димости прокачивать тепловоспринимающую среду (воду и пар) через весь водопаровой тракт котлоагрегата. Можно ограничиться прокачиванием воды лишь через радиационные поверхности, включая фронтовой и топочный экраны. В силу

* Первыесоветские прямоточные парогенераторы станционного класса, предназначенные для получения пара докритичесіснх параметров, были созданы в период 1932—1934 гг. В разработке конструкции, организации производства, исследовании, освоении и внедрении в станционную практику прямоточных парогенераторов чрезвычайно большие заслуги принадлежат проф. Л. К. Рамзину.

5

обычно принятой компоновки водопарового тракта вода, по-

. даваемая в парогенератор, перед поступлением в радиацион­ ные поверхности проходит через экономайзер, а также через полости охлаждения системы подвески трубных пакетов,, если такие полости предусмотрены конструкцией котлоагрегата.

Таким образом, в начальной фазе пуска отсутствует про­ ток рабочей среды через ширмы и конвективные перегрева­ тели; эти элементы находятся .в условиях так называемого «безрасходного» режима. В стартовом периоде пуска темпе­ ратуру продуктов горения в пределах ширм, поворотной ка­ меры и конвективной шахты можно поддерживать на уровне, не вызывающем перегрева металла труб.

При постоянном расходе топлива наибольшая темпера­ тура металла не охлаждаемых изнутри ширм достигается при переходе обогреваемой системы в стационарное тепловое со­ стояние, о котором свидетельствует стабилизация темпера­ туры газов в поворотной камере.

Специальными измерениями, проведенными на двух пря­ моточных парогенераторах (типа ТПП-110 и ТПП-210), выяс­

подключение перегревателей и поступление в них пара проис­ ходит прежде, чем трубы ширм достигают стационарного теп­ лового состояния. В связи с этим в [1] отмечено, что ни в одном

6

I

из пусков температура стенок труб на всем протяжении безрасходного режима не превышала 550° С. Эта температура ниже предельной, допускаемой для низколегированной хромо­ молибденованадиевой стали марки 12Х1МФ, обычно приме­ няемой для труб ширм 1 хода, а тем более для аустенитной

тракта плавно наращивать параметры и количество острого пара, при сохранении стабильного расхода питательной воды. Постепенный подъем температуры пара является непремен­ ным условием соблюдения-требуемого режима прогрева па­ ропроводов и турбины.

Для отсоединения ширм и конвективного перегревателя от экранных поверхностей нагрева служат задвижки, встроен­ ные в пароводяной тракт каждого потока. По принятой в на­ стоящее время типовой схеме пуска [3} встроенные задвижки (ВЗ) размещаются между выходными устройствами послед­ него (по ходу рабочей среды) участка экранных поверхно­ стей и входными коллекторами ширм.

Прокачиваемая среда выводится из парогенератора, есте­ ственно, перед встроенными задвижками. В состав пусковой схемы должны быть включены устройства для приема сбра­ сываемой среды.

По типовой пусковой схеме давление в тракте до ВЗ с са­ мого начала пуска устанавливают выше критического с по­

внедряется прогрессивный метод регулирования блоков, за­ ключающийся в изменении давления вырабатываемого кот­ лом свежего пара при изменении нагрузки турбогенератора. С переходом на работу со «скользящим давлением» должен быть пересмотрен вопрос об уровне начального давления в водопаровом тракте при пуске шарогенератора.

Однако во всех случаях, как в условиях стабильного дав­ ления, так и «скользящего», в емкостях, куда сбрасывается прокачиваемая среда, давление существенно меньше, чем

У вз.

После розжига топки, по мере прогрева системы темпера­ тура среды перед ВЗ растет и довольно скоро достигает зна­ чений более высоких, чем температура насыщения,’ отвечаю­ щая давлению в объеме приемных устройств.

В условиях, при которых поток сбрасываемой среды посту­ пает в эти устройства, вода не может находиться в перегре­ том (метастабильном) состоянии. Ее температура снижается

7

дросселирования жидкости и происходящего при этом ее самоиспарения в приемных емкостях образуется парожидко­ стная смесь (влажный пар), степень сухости которой опреде­ ляется температурой среды перед ВЗ и давлениями в месте вывода среды из тракта котла и в объеме сбросного устрой­ ства.

Для расширения маневренных возможностей и облегче­ ния пусковых операций организуют, двухступенчатое самоиспарение, протекающее в- двух последовательно соединенных приемных устройствах. Очевидно, что перед каждым из них сбрасываемую -жидкость подвергают дросселированию.

Первым (по ходу потока) приемным устройством служит сепаратор, встроенный в котельный агрегат. На каждую ли­ нию пароводяного тракта устанавливают индивидуальный сепаратор.

На протяжении первого этапа пуска насыщенный пар, об­ разовавшийся вследствие самоиспарения части жидкости и отделившийся от конденсированной среды, накапливается в сепараторе. Жидкость же, вместе с некоторым количеством «проскакивающего» с нею пара, отводится из сепаратора п после повторного дросселирования поступает во второй при­ емник, называемый растопочным расширителем. Вторичное

,дросселирование, естественно, сопровождается испарением еще некоторой части жидкости. Выделяющийся в расшири­ теле пар используют для прогрева трубопроводов системы

промперегрева, а также цилиндра высокого давления и кла­

водной клапан циркуляционной воды либо же, с целью со­ хранения конденсата, в бак запасного конденсата (БЗК), или непосредственно в конденсатор.

Так как в процессе пуска температура воды в растопоч­ ном расширителе может достигать 150 и даже 200° С (при давлении в расширителе ~16 кгс/см2), то ее сброс в БЗК или в циркуляционный канал, где давление атмосферное, должен происходить через специальные расширители. Таким расширителем может служить промежуточный бак, располо­ женный за растопочным расширителем.

Наличие у блоков сверхкритического давления промежу­ точного перегрева накладывает дополнительный отпечаток на

8

пусковую схему. «Холодные» и «горячие» линии паропрово­ дов системы промперегрева до разворота ротора турбины должны быть прогреты. Для этого, как указано ранее, ис­ пользуется пар из растопочного расширителя.

Греющий пар вводится в холодную линию промперегрева. Это дает возможность одновременно с паропроводами. про­ гревать цилиндр высокого давления (ЦВД) турбины так называемым «обратным ходом» — через выхлопной патрубок. Греющая среда сбрасывается из ЦВД через систему дре­ нажей.

Пар, протекающий по холодной нитке промперегрева, до­ стигает вторичного перегревателя, проходит внутри его труб, перегревается и далее поступает в паропровод горячего пром­ перегрева. Пройдя горячие нитки трубопроводов промпере­ грева и задвижки цилиндра среднего давления (ЦСД) тур­ бины, вплоть до стопорных клапанов ЦСД, греющий пар сбрасывается в конденсатор.

Чтобы перед пуском турбины соблюдался предписанный режим прогрева горячих линий промперегрева и корпусов задвижек ЦСД, а при пуске турбины выдерживалась требуе­ мая температура пара на входе в ЦСД, необходимо распола­ гать в системе пуска средствами, позволяющими регулиро­ вать температуру пара в трубопроводах горячего промпере­ грева. Таким средством может служить байпасная линия, соединяющая холодную и горячие нитки • промперегрева в обход вторичного перегревателя. Поток пара, поступившего из растопочного расширителя в холодную нитку промпере­ грева, разветвляется: часть пара направляется во вторичный перегреватель, остальной протекает по байпасу в горячие линии промперегрева и смешивается в них с той частью пара, которая прошла через вторичный перегреватель. *На трубо­ проводах холодных линий промперегрева за местом ввода пара от растопочного расширителя, а также на линии бай­ паса должны быть установлены регулирующие клапаны. С их помощью можно изменять соотношение между количе­ ствами пара, поступающего во вторичный перегреватель и направляемого помимо него через байпас, а следовательно, изменять температуру среды в горячих нитках промпере­ грева. .

Если парогенератор блока состоит из двух корпусов (так называемый дубль-блок), пусковая схема должна обеспечить возможность автономного пуска каждого корпуса. Это тре­ бует дублирования основных растопочных линий, в связи с чем от встроенных сепараторов каждого корпуса самостоя­ тельные линии ведут к общему для обоих корпусов растопоч­ ному расширителю.

9