Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
НАСОСЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ / Nasosy_i_tjagodutevye_mashiny_TJeS.pdf
Скачиваний:
85
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
1.26 Mб
Скачать

б) дифференциальной, применяемой при повреждениях внутренней обмотки статора двигателя.

При срабатывании любой защиты:

-закрывается обратный клапан на выдаче насоса;

-подается импульс на отключение бустерных насосов;

-подается импульс на открытие клапана рециркуляции;

-подается импульс на перевод котла на половинную или 30% нагрузку.

Помимо действия защит питательный агрегат предохраняется от ненормальных режимов системой аварийной сигнализации. В нее входят сигналы:

-при повышении температуры подшипников;

-при снижении уровня масла в маслобаке;

-при несоответствии открытия или закрытия клапана рециркуляции, обратного клапана и напорной задвижки;

-при перегрузке электродвигателя ПЭН по току;

-при повышенной вибрации подшипников агрегата;

-при повышении температуры в перепускной трубе разгрузочного устройства насоса.

 

Основные виды защит ПЭН

Таблица 6.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование защиты

 

Уставка

 

Действие защиты

 

 

по параметру

По времени

 

 

 

От понижения давления

 

0,049 Мпа

3 с

 

Останов ПЭН

 

масла в системе смазки

 

 

 

 

 

 

От осевого сдвига ротора

 

1,1 МПа

0

 

Останов ПЭН

 

От падения давления

 

1,375 МПа

20 с

 

Останов ПЭН

 

воды на всасе насоса

 

 

 

 

 

 

От повышения давления

 

41,2 МПа

0

 

Останов ПЭН

 

воды за насосом

 

 

 

 

 

 

От понижения давления

 

21,6 МПа

0

 

Останов ПЭН

 

воды за насосом

 

 

 

 

 

 

От уменьшения расхода

 

3,5 т/час

3 мин

 

Останов ПЭН

 

воды на охлаждение

 

 

 

 

 

 

статора электродвигателя

 

 

 

 

 

 

От уменьшения расхода

 

30 т/час

3 мин

 

Останов ПЭН

 

воды на охлаждение

 

 

 

 

 

 

ротора электродвигателя

 

 

 

 

 

 

От падения давления

 

0,0884 МПа

0

 

Останов ПЭН

 

масла к гидромуфте ПЭН

 

 

 

 

 

 

Автоматизация процессов пуска и останова агрегатов, а также защита насосов от неправильных действий персонала осуществляется системой блокировок.

Режим работы питательных насосов определяется уровнем нагрузки котла, он связан с регулированием уровня воды в барабане котлоагрегата. В силу наличия запаса по производительности, питательные насосы, даже если котел несет полную нагрузку, не работают при максимально возможной подаче.

Во время работы насосного агрегата ведется постоянный контроль за важнейшими параметрами его работы: давлением в приемном и напорном патрубках; температурой и давлением в камере гидропяты, температурой воды на входе в насос, давлением масла на смазку; давлением охлаждающей воды перед сальниками; силой тока в обмотках электродвигателя.

Конденсатные, циркуляционные и сетевые насосы Конденсатные насосы являются ответственными агрегатами

вспомогательного оборудования ТЭС. Конденсатные насосы служат для откачки конденсата из конденсатора и подачи его через обессоливающую установку, систему регенеративных подогревателей низкого давления и пароструйный эжектор в деаэратор. В зависимости от мощности турбины устанавливаются два, три или даже четыре конденсатных насоса, один из них является резервным и включается по системе АВР. Особенностью работы конденсатных насосов является то, что рабочая среда имеет температуру, близкую к температуре насыщения. Это создает условия для срыва работы насоса и возникновения кавитационных явлений. Практически конденсатные насосы работают в условиях начальной кавитации при входе в рабочее колесо первой ступени. Насосы первого

подьема могут работать при температуре среды до 125 0С, второго подьема

– до 80 0С .

Конденсатные насосы выпускаются вертикального и горизонтального исполнения.

В процессе нормальной эксплуатации конденсатных и сетевых насосов необходимо:

-контролировать вибрационное состояние агрегата;

-следить за температурой и уровнем масла в подшипниках, контролировать подачу охлаждающей воды к подшипникам, проверять работу смазочных колец;

-контролировать работу концевых уплотнений: подачу воды на уплотнения, нагрев узла уплотнений и т.д.;

-следить за показаниями амперметра, не допуская перегрузки двигателя по току;

-контролировать работу регулятора уровня в конденсаторе;

следить за подачей уплотняющего конденсата на вакуумную арматуру ( в том числе в резервных насосах);

поддерживать в состоянии готовности резервный агрегат.

При длительной эксплуатации необходимо по графику чередовать работу резервных и рабочих насосов. Необходимо также не реже 1 раза в месяц производить опробование АВР.

Для конденсатных насосов важнейшими факторами, влияющими на их режим работы, будут уровень воды в деаэраторе и конденсаторе, расход пара и конденсата через конденсатор турбины. Конденсатные насосы, используемые для отвода теплоносителя из теплообменников, называют также дренажными или сливными. Эти насосы работают обычно с постоянной нагрузкой, так как производить регулирование их подачи специальными способами в большинстве случаев не целесообразно. Наиболее важным при эксплуатации конденсатных, как и питательных насосов, является необходимость избежать развития кавитационных процессов.

Сетевые насосы предназначены для питания теплофикационных сетей

исоздания циркуляции в замкнутых промежуточных контурах ТЭС и устанавливаются либо непосредственно на электростанции, либо на промежуточных перекачивающих насосных станциях. В зависимости от теплового режима сети насосы должны надежно работать при значительных колебаниях температуры перекачиваемой воды в широком диапазоне подач. Нельзя допускать продолжительную работу сетевого насоса при понижении давления в подводящей магистрали, которое может возникнуть при больших расходах (потерях) сетевой воды потребителями. В основных позициях условия эксплуатации сетевых насосов близки к условиям работы конденсатных насосов.

Циркуляционные насосы обеспечивают подачу охлаждающей воды в конденсаторы турбины, а также на технические цели (на охлаждение узлов оборудования, гидрозолоудаление, химводоочистку и т. д.). По условиям работы циркуляционные насосы должны подавать большое количество воды при относительно невысоком напоре. Для этой цели наиболее подходят одноступенчатые центробежные насосы с двухпоточным рабочим колесом, а также крупные вертикальные осевые насосы. Как правило, на ТЭС прокладывается два напорных циркуляционных водовода

ипри установке четырех циркуляционных насосов можно переключать два насоса на любой канал. На некоторых станциях насосы устанавливаются в помещении турбинного цеха на нулевой отметке в непосредственной близости от конденсаторов. В этом случае вода забирается из общего подводящего самотечного канала, проходящего около конденсационного помещения. На блочных ТЭС обычно применяют в качестве циркуляционных насосов вертикальные осевые агрегаты (типа О или ОП).

Рабочая характеристика таких насосов имеет зону неустойчивости (рис. 6.1). Поэтому стремятся эксплуатировать циркуляционные осевые

насосы при максимальных подачах, используя для этой цели вспомогательные сбросные водоводы ( пусковые байпасы). Это практически не отражается на росте потребляемой мощности, так как мощностная функция осевых насосов имеет ниспадающий характер (то есть они потребляют максимум энергии на холостом ходу - при закрытой задвижке). В циркуляционной магистрали кроме задвижек для переключения насосов имеется только задвижка для предотвращения слива воды из конденсаторов при останове циркуляционного насоса.

Регулирование подачи осуществляется поворотом лопастей или ступенчатым изменением числа оборотов электропривода. Для защиты оборудования от опасных режимов циркуляционные агрегаты имеют технологическую защиту и сигнализацию. К основным видам защиты можно отнести:

-токовую защиту электропривода;

-защиту от повышения температуры подшипников и снижения уровня масла в масляных ваннах агрегата;

-защиту от работы при закрытой задвижке на напорной линии или сливной линии циркуляционного водовода;

-защиту от прекращения подачи воды для смазки верхнего подшипника насоса и охлаждения масляных ванн подшипников электродвигателя

-защиту от предельного перепада уровней на защитных сетках. Тягодутьевые машины Режим работы ТДМ (дымососов, мельничных и дутьевых

вентиляторов) непосредственно связан с работой топки котла, то есть определяется его паровой нагрузкой, при этим мельничные вентиляторы, применяемые в схеме топливоприготовления с промежуточным бункером угольной пыли, работают с производительностью, соответствующей оптимальному режиму мельницы по условиям размола и сушки топлива.

Эксплуатация ТДМ характеризуется рядом особенностей:

а) постоянной работой на недогрузочных режимах вследствие наличия существенных запасов, установленных при проектировании и изготовлении вентиляторов и дымососов;

б) изменением характеристики газовоздушного тракта по квадратичной зависимости, что вызывает значительные колебания давления в тракте при изменении подачи;

в) существенным изменением основных рабочих параметров лопастной машины при длительной эксплуатации из-за загрязнения тракта и износа элементов конструкции ТДМ.

На условия эксплуатации ТДМ влияют также свойства рабочей среды: высокая температура, влажность и запыленность транспортируемых газов.

Длительность кампании ТДМ должна соответствовать установленному плановому периоду непрерывной работы котельного агрегата между капитальными ремонтами ( около трех лет).

Основные типы современных ТДМ имеют лопатки, загнутые назад, что позволяет получить высокие значения статической составляющей развиваемого ими давления. ТДМ работают при высоких окружных скоростях, так как диаметры рабочих колес вентиляторов и дымососов достигают 2-3 метров, что обуславливает повышенные требования к надежности основных узлов этих машин. Для снижения потерь мощности на всех ТДМ устанавливают регулирующие органы в виде направляющих аппаратов в сочетании с двухскоростными электродвигателями. Мощность приводных электродвигателей ТДМ на некоторых энергоблоках превышает 2000 Квт.

Рис 6.1. Характеристики осевого циркуляционного насоса типа ОП

Рис.6.2. Схемы подключения дутьевых вентиляторов к воздухоподогревателям котла:

а) с рециркуляцией воздуха на вход дутьевого вентилятора;

б) с рециркуляцией с помощью специального вентилятора горячего дутья; в) при минимальных затратах электроэнергии на транспорт воздуха; г) с раздельным воздухоподогревателем и установкой

вентилятора рециркуляции на слабо подогретом воздухе

Дутьевые вентиляторы работают на атмосферном воздухе, к которому добавляют воздух из помещения котельной. На условия работы ДВ влияют такие параметры среды, как температура и влажность. Допустимая температура воздуха на входе в воздухоподогреватель котла определяется стабильностью топочного процесса и условиями, гарантирующими предупреждение коррозии поверхностей нагрева, и однозначно зависит от сорта сжигаемого топлива. Эта температура иногда достигает 60-80 0С. Для предварительного нагрева воздуха в ряде случаев применяют схемы с калориферами и рециркуляцией воздуха (рис.6.2).

Температура уходящих газов, являющихся рабочей средой для дымососов, выбирается из соображений экономичности и защиты от коррозии воздухоподогревателя и составляет обычно 150-140 0С, но может быть и ниже. Поэтому дополнительного охлаждения подшипников дымососов не требуется. Условия работы дымососов зависят от чистоты конвективных поверхностей нагрева котлоагрегата, так как при их загрязнении количество уходящих газов возрастает и повышаются затраты энергии на привод дымососа котла. Существенно влияет на работу дымососов запыленность потока. Золовые частицы вызывают износ рабочего колеса и кожуха дымососа, интенсивность которого зависит от скорости потока, концентрации золовых частиц и частоты вращения вала, которая у дымососов обычно невелика. По экологическим требованиям (охрана воздушной среды) и условиям износа узлов дымососов необходима установка перед дымососами золоулавливающих устройств со степенью очистки дымовых газов не менее 98 - 99%. Наиболее эффективна двухступенчатая очистка газа, при которой в золоуловителях инерционного типа (батарейные циклоны, жалюзийные золоуловители) выделяются более крупные фракции уноса, а мелкие частицы золы улавливаются в электрофильтрах или скрубберах.

Режим работы мельничных вентиляторов зависит от применяемой схемы пылеприготовления, использование которой связано в основном с видом сжигаемого топлива. В наиболее распространенных схемах с пылевым бункером, мельничные вентиляторы создают значительные напоры (до 1000 кгс/м при n = 1500 об/мин). Диапазон температур рабочей среды составляет от 70 до 450 0С, при этом в ряде случаев требуется дополнительное охлаждение конструкции вентилятора водой или воздухом.

Угольная пыль обладает меньшими абразивными свойствами, чем золовой унос, поэтому износ элементов МВ в схемах с пылевым бункером

менее интенсивный, чем у дымососов, несмотря на более высокую концентрацию частиц угольной пыли в воздухе и высокую частоту вращения рабочего колеса. Однако в ряде случаев на МВ находит применение специальная защита от износа рабочего колеса агрегата.

В процессе эксплуатации ТДМ необходимо следить за смазкой и охлаждением подшипников, наблюдать за показаниями амперметров электродвигателей, регулировать производительность при нарушениях режима работы автоматики. Кроме того, необходимо следить за вибрацией агрегата, так как она в большинстве случаев свидетельствует о разбалансировке ротора по причине появления отложений золы на рабочем колесе. Для удаления отложений без остановки дымососа применяют систему обдувки ротора влажным паром с давлением 3,0 МПа. В процессе эксплуатации ТДМ необходимо периодически проверять плотность креплений и качество масла в системах смазки. Необходимо следить за нагревом подшипников, плотностью маслосистемы, исправным состоянием контрольно-измерительных приборов, систем управления, сигнализации и защиты.

6.2. Кавитационные процессы в насосах. Высота всасывания.

Большое значение при эксплуатации насосов на ТЭС имеет предотвращение кавитационных процессов. Кавитация представляет собой процесс нарушения сплошности потока жидкости, проходящей там, где снижение местного давления достигает некоторой критической величины. Этот процесс сопровождается образованием пузырьков, наполненных парами жидкости, а также газами, выделившимися из жидкости. В качестве критического давления, при котором начинается кавитация, принимают давление насыщенных паров жидкости при данной температуре. При наличии в жидкости центров парообразования кавитация может возникать при давлениях, превышающих давление насыщенного пара. Каждый кавитационный пузырек, формируясь из ядра, растет до конечных размеров и схлопывается, при этом возникают ударные волны с давлением фронта до 103 МПа.

Существует два типа кавитации: поверхностная и отрывная. Поверхностная кавитация возникает на поверхности и в межлопаточных каналах рабочих колес гидравлических насосов. Отрывная кавитация имеет место в потоке жидкости за рабочими колесами лопастных машин. Начальная стадия кавитации соответствует появлению небольшого количества пузырей и слабому усилению шума при работе лопастной машины. На этой стадии характеристики гидравлической системы практически не изменяются. При полностью развившейся кавитации наблюдается интенсивное выделение пузырьков, увеличение скорости

потока, значительный шум. В конечном итоге наступает “срыв” работы гидравлической машины: работа насоса не поддается управлению, его внешние характеристики становятся совершенно неприемлемыми для обеспечения жизнедеятельности тракта.

В зоне развития кавитации происходит разрушение деталей насосов, работающих длительное время на переменных режимах. Разрушения появляются обычно при внезапных изменениях направления потока или колебаниях давления жидкости на входе в насос. К деталям, подвергающимся кавитационному разрушению, относятся лопасти рабочего колеса, особенно входные и выходные кромки, наружный диск, входные и выходные части корпуса насоса.

В центробежных насосах кавитация обычно возникает при небольшом снижении давления жидкости на входе в корпус подвода. Опыт показывает, что это давление выше давления парообразования при данной температуре жидкости. Это указывает на то, что область минимального (критического ) давления жидкости находится внутри проточной части насоса, что связано с обтеканием входных кромок лопастей (рис 6.3).

Антикавитационное совершенство насосов характеризуется величиной

кавитационного падения напора, которое определяется по формуле

 

Hк = (Рк - Рs)/ρg = λк ρ(C12 +U12 )/2,

(6.1)

где Рк, Рs - давление кавитационного режима и давление насыщения; λк - коэффициент кавитационных потерь давления, cоответствующий наступлению “срывного” режима работы лопастной машины.

Рис.6.3. Области минимальных давлений жидкости

вцентробежном насосе:

а– в колесе с цилиндрическими лопастями; б – в колесе с пространственными лопастями; в – в меридианном сечении

В1935 году известный русский ученый-гидравлик С.С. Руднев на основании обобщения опытных данных предложил применять кавитационный коэффициент быстроходности

n к = 5.62 nQ/ ( Hк) 3/4.

(6.2)

Удобство использования этого коэффициента состоит в том, что он связывает основные параметры насоса Q и n c величиной падения напора Hк. Обычно для данного класса насосов величина кавитационного коэффициента быстроходности не изменяется. Для центробежных насосов, применяемых на ТЭС, 500 < nк < 1000. Коэффициент nк в настоящее время служит одним из наиболее удобных в обращении параметров для оценки кавитационных качеств насосов. Подставив вместо nк обычный коэффициент быстроходности ns можно найти Hк.

Повышения антикавитационных свойств насоса можно добиться, во первых, путем создания оптимальной конструкции самого насосного агрегата и, во вторых, применяя специальные устройства, которые обеспечат условия для предотвращения развития кавитации в проточной части насоса. В перечень наиболее распространенных мероприятий по усовершенствованию конструкции лопастной машины можно включить:

а) максимальное приближение лопаток ко входу путем перемещения входной кромки вперед;

б) выбор оптимального числа лопаток рабочего колеса (z = 6 - 8); в) выбор оптимального угла атаки i = β- βпот;

г) применение рабочих колес с двухсторонним входом; д) использование машин с малым коэффициентом быстроходности; е) установку направляющего аппарата на входе в насос.

Эти, а также ряд других конструктивных решений, позволяют существенно понизить вероятность возникновения кавитационных явлений в центробежных насосах, применяемых на ТЭС.

Предотвращение кавитационных явлений в высоконапорных насосах достигается за счет применения:

а) дополнительных неподвижных лопаток для закрутки потока в подводящей камере на входе в рабочее колесо;

б) тангенциальных отверстий в корпусе подвода, обеспечивающих подачу высоконапорного потока для закручивания всей массы жидкости, поступающей на вход в рабочее колесо;

в) специального осевого колеса (шнека), устанавливаемого на одном валу перед центробежным колесом и обеспечивающего подкручивание жидкости на входе в него для снижения входной скорости потока;

г) расположение питающих емкостей на верхних отметках корпуса турбинного цеха;

д) установки перед основным насосом вспомогательного (бустерного) насоса, который создает условия для безкавитационной работы основного насоса. Бустерные насосы, устанавливаемые на ТЭС перед питательными насосами, имеют существенно меньшее число оборотов.

Возникновение и степень развития кавитации в насосе зависят от давления потока на входе в корпус подвода. Причиной понижения давления перед насосной установкой может быть множество факторов, в том числе значительная геодезическая высота расположения насоса относительно точки забора жидкости, низкое давление в подпорном резервуаре, повышенная температура и загрязненность среды, турбулентность потока на входе в насос, подсос попутного воздуха из атмосферы, унос пузырьков пара потоком воды (например из деаэратора) и т.д.

На практике встречаются три основные схемы установки центробежных насосов:

а) когда ось насоса находится выше уровня среды в открытом питающем резервуаре (например, работа циркуляционных насосов в системе охлаждения конденсаторов турбин);

б) ось насоса ниже уровня жидкости в открытом резервуаре (забор воды из баков аварийного запаса);

в) жидкость в резервуаре находится под избыточным давлением или разряжением (забор питательной воды из деаэратора или конденсата из конденсатора турбин).

Используя уравнение Бернули, можно определить, какой гидравлический напор будет создаваться столбом жидкости в подводе насоса:

Нг = (Ро - Р1)/ρg - C12/2g - H1,

(6.3)

где Нг = Z0 - Z1, Н1 - гидравлические потери подводящего тракта, Ро - давление в резервуаре или атмосферное давление.

Величина вакуума на входе в насос, зависящая только от перепада давлений, называется вакууметрической высотой всасывания и определяется по зависимости

Нвак = (Ро - Р1)/ρg - С12/2g .

(6.4)

Таким образом, Нвак = Нг - Н1, если насос работает без подпора, и Нвак = Н1 - Нг при наличии подпора в приемном патрубке насоса.

Для нормальной работы насоса без кавитации необходимо, чтобы давление на входе в рабочее колесо было больше критического ( равного давлению насыщенных паров жидкости) Р1 > Рs.

Все насосы на заводах-изготовителях проходят кавитационные испытания, при этом определяется величина допустимого кавитационного запаса напора в приемном патрубке

Нд = Кд ( Р1 - Рs)/ρg + C12/2g,

(6.5)

где коэффициент запаса Кд = 1,15 - 1,3. Максимально допустимый критический кавитационный запас Нкр может быть рассчитан при известном кавитационном коэффициенте быстроходности по формуле С.С. Руднева

Нкр = 10( ns Q/nк ) 4/3 .

(6.6)

Значение допустимого кавитационного запаса приводится обычно в виде графика Нд =f (Q) на характеристике насоса, который используется для расчета допустимой вакууметрической высоты всасывания:

Нвак = (Ро - Рs)/ρg - Нд.

(6.7)

Таким образом, допустимая высота всасывания является одним из важнейших параметров, характеризующих надежность работы насоса в условиях возможности возникновения кавитации.

6.3. Переменные режимы работы насосов и тягодутьевых машин

При эксплуатации на ТЭС лопастные машины длительное время могут работать на режимах, существенно отличающихся от оптимальных (которые обычно близки к номинальным). Возникает потребность изменять рабочие параметры насосов и ТДМ с учетом перехода котлов и турбин ТЭС с одного уровня нагрузки на другой или для проведения регламентных работ. Режимы работы оборудования, связанные с изменением основных параметров агрегатов во времени, принято называть переменными или нестационарными.

Кнаиболее распространенным переменным режимам работы лопастных машин на ТЭС можно отнести:

а) режимы регулирования, связанные с изменением нагрузки оборудования;

б) режимы работы оборудования на холостом ходу; в) пуски агрегатов из холодного состояния; г) пуски агрегатов из полунагретого состояния;

д) пуски агрегатов после кратковременной остановки (горячие пуски); е) остановы агрегатов.

Кнаиболее характерным и ответственным нестационарным режимам можно отнести пуски и остановы лопастных машин. Пуски и остановы насосов основного цикла и ТДМ в большинстве случаев связаны с пусками

иостановами котельных агрегатов и турбин, и существенно реже - с

режимами снижения нагрузки основных агрегатов ТЭС или выводом оборудования в ремонт.

Перед пуском центробежных насосов (питательных, конденсатных, сетевых и т.д.) необходимо обеспечить заполнение всасывающего трубопровода и внутренней полости насоса перекачиваемой жидкостью. При этом можно использовать метод залива жидкости из напорного трубопровода через специальный приемный клапан или обеспечить отсос воздуха пусковым вакуумнасосом или эжектором.

Нормальный пуск центробежного насоса осуществляется при закрытой задвижке, установленной на напорном трубопроводе. Производится подключение измерительных приборов - манометра и вакууметра. Кроме того, обеспечивается подача воды к уплотнениям (сальникам ) и в систему охлаждения подшипников. Включение приводного электродвигателя обычно осуществляется дистанционно с блочного щита управления котла или турбины ( в зависимости от типа пускаемого насоса).

Пуск питательных насосов начинается с подготовительных операций, предусматривающих осмотр всего оборудования, проверке КИП, задвижек и вентилей, уровня масла в масляном баке, состояния сальников. Проверяются также система маслоснабжения, защиты, блокировки и сигнализация питательного агрегата. Заполнение ПЭНов водой производится путем открытия воздушника перед задвижкой на напорной линии и частичного открытия на линии прогрева насоса. Насос считается прогретым, если температура воды перед напорной задвижкой достигает 110-120 0С. Питательный насос пускается после открытия задвижки на линии нагнетания при гарантированной работе обратного клапана и наличии подпора в напорной магистрали.

При подготовке к пуску конденсатных и сетевых насосов необходимо:

-проверить заземление электродвигателей и кабелей;

-проверить ограждение муфт насоса;

-проверить и подключить средства КИП и автоматики;

-проверить наличие и качество смазки подшипников;

-подать воду на охлаждение подшипников;

-проверить плотность системы охлаждения и смазки;

-открыть задвижку на всасывающей линии.

Пуск сетевых и конденсатных насосов производится с закрытой задвижкой на выдаче. При незадействованном конденсаторе конденсатный насос подключается при пуске к линии рециркуляции. После пуска конденсатного насоса необходимо отрегулировать уровень в конденсаторе (в сетевом или регенеративном подогревателе) и подключить в работу регулятор уровня или соответствующую защиту.

В связи с наличием зоны неустойчивости на характеристике циркуляционные осевые насосы запускаются в работу при открытой

задвижке в циркуляционном водоводе, с минимальным углом разворота лопастей. Это обеспечивает устойчивый пуск агрегата с минимальными перегрузками привода. Пуск осевого циркуляционного насоса запрещается при закрытой задвижке на напорном патрубке или сливной линии циркуляционного водовода, при отсутствии подачи воды для смазки верхнего подшипника и охлаждения масляных ванн подшипников электродвигателя, при низкой температуре масла в нижнем подшипнике двигателя ( ниже 10 0С ).

Пуск любого насоса из холодного состояния производится чаще всего из резерва и требует достаточно длительного времени. Этот режим связан с быстрым прогревом внутренних деталей насоса и большой разностью температур этих деталей по сравнению с наружными элементами корпуса и крепежными соединениями, сальниками и уплотнениями. При “холодном” пуске возникают существенные термические напряжения, что может вызвать перекос деталей и задиры элементов рабочего колеса лопастной машины о корпус.

Пуск насоса из полунагретого состояния обычно производится после его кратковременного отключения. Этот режим является менее опасным, однако из-за неравномерности охлаждения за время простоя возможны линейные перекосы деталей насоса.

Количество пусков насоса из горячего состояния за короткий промежуток времени ограничивается только по условиям эксплуатации приводного двигателя ( см. раздел 6.5).

Пуск и отключение насосов на ТЭС производятся обычно при закрытой задвижке, при этом в ряде случаев насос может работать в режиме холостого хода достаточно длительное время. В этом режиме значительная часть энергии, потребляемой лопастной машиной на холостом ходу, превращается в теплоту ( 30-40 % Nхх ). В результате может произойти “запаривание” насоса, то есть перегрев теплоносителя выше допустимой температуры. Наиболее опасно это явление для рабочего колеса, так как может возникнуть процесс кавитации, а также разгрузочного устройства и подшипников насоса. Нагрев воды в насосе при работе на холостом ходу можно определить по зависимости

t = 0,632 Nxx (1 - η )/ Qн,

(6.8)

при этом допустимый уровень нагрева для различных насосов обычно составляет t = 10 - 30 0C. Для того чтобы не допустить “запаривания” насоса в схеме установки предусматривается использование линии рециркуляции, соединяющей напорный патрубок с линией всасывания. Линия рециркуляции включает в себя рециркуляционный клапан и дроссельное устройство, обеспечивающее снижение давления воды.

Рециркуляционная линия может включатся в работу автоматически или вручную.

Останов насосов производится обычно дистанционно с блочных щитов управления, однако на месте имеется кнопка аварийного останова. На мощных питательных насосах после останова сразу включается пусковой масляный насос, который обеспечивает подачу масла к подшипникам в течение не менее 5 минут после отключения привода. После останова необходимо убедится в исправности обратного клапана (по отсутствию обратного вращения вала) и при наличии утечки через клапан немедленно закрыть основную задвижку и вывести агрегат в ремонт. Вентиль рециркуляции закрывается только в случае вывода насоса из “горячего” резерва. Подача воды на охлаждение и концевые уплотнения прекращается после полного остывания насоса.

Аварийный останов насоса осуществляется в тех случаях, когда дальнейшая его работа грозит выходом из строя всего агрегата или представляет опасность для жизни человека. В частности, аварийный останов производится персоналом при появлении дыма из подшипников или концевых уплотнений, искр или запаха горелой изоляции из электродвигателя, при прорыве уплотнения фланцев или образовании свищей на напорном трубопроводе, при “запаривании” насоса, при появлении металлических стуков и сильной вибрации, при прекращении подачи воды на концевые уплотнения, при падении давления масла в подшипниках ниже допустимого уровня и ряде других случаев. Аварийный останов может быть осуществлен также по сигналу одной из защит системой автоматики.

К наиболее напряженным переменным режимам работы тягодутьевых машин можно отнести процессы их пуска и останова. Пуск и останов ТДМ осуществляется дистанционно - со щита управления котлом. Центробежные дымососы и вентиляторы всех видов пускают только на закрытую заслонку для того, чтобы не допустить перегрузки приводного двигателя. После достижения электроприводом номинальной частоты вращения ТДМ постепенно нагружают, плавно открывая направляющий аппарат или основную заслонку. За нагрузкой двигателя следят по показаниям амперметра. При установке двухскоростного электродвигателя пуск ТДМ производится на низком числе оборотов. В процессе пуска ТДМ необходимо следить за уровнем вибрации подшипников лопастной машины и приводного электродвигателя. ТДМ, находящиеся в резерве, должны быть готовы к немедленному пуску.

Для экстренного останова ТДМ может быть использована кнопка аварийной остановки. Обходчик или машинист должен немедленно остановить машину в следующих случаях: при трении колеса о кожух, обрыве лопаток рабочего колеса или направляющего аппарата, сильной

вибрации узлов ТДМ, перегреве подшипников ( t > 80 0С ), потере напряжения на электродвигателе. Кроме того, сразу же после аварийного останова закрывается заслонка или направляющий аппарат лопастной машины. Если останов дымососа осуществляется в плановом порядке (например, для периодического осмотра), то для ускорения охлаждения газового тракта направляющий аппарат дымососа и заслонки временно оставляют открытыми.

6.4. Обслуживание и ремонт насосов и тягодутьевых машин

Обслуживающий и ремонтный персонал ТЭС обязан не только устранять, но и предупреждать появление неполадок в работе насосов и ТДМ.

Наиболее напряженными являются переменные режимы работы лопастных машин, они требуют от персонала наибольшего внимания и выполнения специальных технологических операций. Однако и при работе насосов и ТДМ с постоянной нагрузкой оборудование нуждается в регулярном надзоре и обслуживании. Действия персонала ТЭС регламентируются должностными инструкциями и инструкциями по обслуживанию оборудования. В период работы агрегатов необходимо периодически контролировать его параметры по контрольноизмерительным приборам и производить запись их в журнал. Во время работы необходимо осуществлять контроль за общим состоянием оборудования.

Наиболее важными контролируемыми параметрами при обслуживании насосов являются давление, расход среды и потребляемая мощность, а также их соответствие паспортным данным. Постоянному надзору подлежат все подшипниковые узлы, где контролируется качество смазки и температура масла. Периодически следует обращать внимание на работу концевых уплотнений, состояние сальников. Персонал обязан следить за очисткой сетки или ловушки, устанавливаемой в ряде случаев на всасывающем трубопроводе насоса, особое внимание уделять плотности стыковых соединений насоса ( но не производить затяжки гаек на соединениях при работающем оборудовании). В процессе работы агрегата периодически проверяется исправность приборов КИП и автоматики.

Для ТДМ наиболее важными точками контроля являются подшипники (их системы смазки и охлаждения). Для предотвращения перегрузки на шкале амперметра указывается допустимый уровень тока, соответствующий инструкции по эксплуатации. Периодически производят обдувку роторов дымососов влажным паром для предотвращения отложений на рабочих колесах вязкой золы и другого загрязнения. Кроме контроля за основными показателями работы ТДМ необходимо при их

обслуживании следить за вибрацией, возникающей чаще всего из-за механических неисправностей агрегата. Если при работе ТДМ наблюдаются колебания расхода, напора и мощности (так называемый помпаж), необходимо изменить режим работы лопастной машины в сторону повышения производительности.

Наряду с правильной эксплуатацией своевременный и высококачественный ремонт способствует повышению надежности и долговечности работы оборудования.

При эксплуатации насосов и ТДМ распространены следующие виды ремонтных работ: периодический осмотр, текущий ремонт, капитальный и аварийный ремонты.

Периодический осмотр обычно производится при нахождении оборудования в резерве 2-3 раза между плановыми ремонтами. При этом проверяется действие отдельных агрегатов и узлов лопастной машины, работа систем защиты и автоматики, состояние быстро изнашивающихся элементов конструкции.

Текущий ремонт - это планируемые работы по устранению дефектов оборудования, выявленных, как правило, при периодических осмотрах. Полная разборка лопастной машины при текущем ремонте не производится. Этот вид обслуживания должен производится 2-3 раза между капитальными ремонтами по мере необходимости.

Капитальный ремонт производится для устранения крупных неисправностей, возникающих в результате физического износа деталей и узлов в процессе эксплуатации. Капитальный ремонт обычно требует разборки основных узлов насосного агрегата, при этом производится восстановление всех изношенных деталей до уровня, максимально близкого к первоначальному. Часто во время капитального ремонта выполняются мероприятия, направленные на повышение надежности оборудования путем его реконструкции. Капитальный ремонт мощных насосов и ТДМ на ТЭС производится централизованно с привлечением ремонтных служб или при участии завода-изготовителя.

До начала капитального ремонта должны быть подготовлены и утверждены следующие документы: график подготовительных работ, ведомость обьема работ, технологический график проведения капитального ремонта, технологические чертежи и процессы на сложные работы и работы по реконструкции. Производство каждого капитального ремонта рекомендуется оформлять технологическим актом.

Аварийный (внеплановый) ремонт производится в случае, если срочно необходимо устранить неисправности в работе, могущие привести к остановке насоса или ТДМ, или ликвидировать дефекты оборудования, возникшие в результате аварии.

Периоды между ремонтами лопастных машин должны устанавливаться с учетом режимов и продолжительности работы оборудования, его состояния, наличия резерва оборудования и прочих условий. Межремонтный срок в каждом случае выбирается таким образом, чтобы износ оборудования не снижал надежность его работы.

После ремонта проводятся испытания оборудования по специальной программе, которая должна предусматривать опробование и испытание всех узлов, подвергавшихся ремонту, а также испытание насоса или ТДМ в целом для определения действительных параметров его работы.

При плановых и аварийных ремонтах используются запасные части, поставляемые по заявке ТЭС заводом-изготовителем или изготовляемые на месте. При выходе из строя крупных узлов и деталей лопастную машину (или крупную ее часть) целесообразно отправить для проведения ремонтных работ на специализированное ремонтное предприятие.

У насосов на ТЭС наиболее подвержены интенсивному износу рабочие колеса, уплотнительные кольца, лопаточные отводы, детали гидропяты и концевые уплотнения. Разрушение этих деталей связано с действием механического трения, эрозионного действия прокачиваемой воды, коррозии, кавитации и ряда других факторов. В местах ударного протекания струи жидкости может возникать эрозионный размыв секций внутреннего корпуса насоса. Особенно интенсивно разрушаются детали проточной части у насосов, перекачивающих агрессивные среды. Достаточно часто приходится ремонтировать баббитовые вкладыши подшипников скольжения мощных питательных, конденсатных и циркуляционных насосов.

К деталям ТДМ, наиболее подверженным износу в процессе эксплуатации, следует отнести рабочее колесо с лопастями и кожух у радиальных машин (особенно мельничных вентиляторов и дымососов, транспортирующих воздух, насыщенный частицами аброзивной угольной пыли и золы), а также узлы подшипников качения и скольжения у всех типов вентиляторов и дымососов. Реже у этих машин подвергаются ремонту направляющие аппараты, валы, втулки и соединительные муфты.

6.5. Условия работы привода лопастных машин

Экономичность и надежность эксплуатации насосов и тягодутьевых машин на ТЭС во многом зависят от типа применяемого привода. Существенное влияние тип приводного двигателя оказывает также на выбор способа регулирования лопастной машины.

В большинстве случаев для привода насосов и ТДМ применяются электродвигатели переменного или постоянного тока, и только на энергоблоках мощностью выше 500 Мвт на питательных насосах могут устанавливаться небольшие приводные турбины. Использование электродвигателей постоянного тока как приводных устройств не нашло распространения в отечественной энергетике в силу их высокой стоимости и больших эксплуатационных издержек. Кроме того, электродвигатели постоянного тока, имеющие широкий диапазон регулирования числа оборотов, не могут обеспечить необходимую надежность работы лопастных машин в тяжелых производственных условиях, свойственных энергетическим объектам, поэтому основным видом привода насосов и ТДМ остаются в настоящее время асинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором.

К основным достоинствам этого типа приводных устройств машин можно отнести простоту обслуживания, высокую надежность и экономичность, а к недостаткам - невозможность регулирования частоты вращения, что требует применения специальных регулирующих устройств, обеспечивающих изменение характеристики лопастной машины. Следует отметить, что КПД электродвигателей достигает 90-93% и почти не снижается при уменьшении нагрузки.

Приводной двигатель и лопастная машина в совокупности с регулирующими органами представляют собой единую установку. К ее характеристикам можно отнести:

а) зависимость вращающего момента двигателя и момента сил сопротивления лопастной машины от частоты вращения и величины момента инерции вращающихся масс;

б) зависимость КПД двигателя и лопастной машины от нагрузки. Все типы приводных устройств работают на трех основных режимах:

пусковом, двигательном и тормозном. Для электропривода наиболее ответственным является режим пуска, так как пусковой ток у асинхронных двигателей может превышать шесть номиналов (Iп > 6 Iн). Возникающий при этом нагрев обмотки ограничивает допускаемое время разбега, обеспечиваемое избыточным вращающим моментом двигателя, и частоту пусков (не более 2-3 раз из холодного состояния и 1 раз - из горячего). Для снижения нагрузки на приводной двигатель центробежные насосы и ТДМ пускают “на закрытую задвижку”, отключая рабочий тракт, а осевые -

наоборот, при этом обеспечивается минимальное потребление мощности. Пусковые свойства приводного электродвигателя должны соответствовать времени разворота ТДМ или насоса. Поэтому при подборе электродвигателя накладываются ограничения на допустимую величину момента инерции приводимой лопастной машины.

Согласно нормативам ПТЭ выбор электродвигателя для лопастной машины производится при максимальной расчетной величине потребляемой мощности Nэл при заданной частоте вращения и напряжении тока. Мощность электродвигателя привода в киловаттах определяется по формуле

Nэл = 1,1ρgQH/η,

(6.9)

что позволяет обеспечить 10% запаса на перегрузку, при этом подача Q и напор H насоса или ТДМ берутся также с нормативными запасами в 5% и 10% соответственно.

По соображениям надежности и простоты обслуживания в отечественной энергетике применяется только непосредственное присоединение двигателей к ТДМ, на насосных установках в ряде случаев применяют различные вариаторы числа оборотов. Наибольшее распространение получило применение электродвигателей с двумя или тремя ступенями скорости, что позволяет производить в случае необходимости переключение мощных насосов и ТДМ на пониженное число оборотов. В этом случае межступенчатое регулирование лопастных машин осуществляется с помощью направляющих аппаратов или других регулирующих устройств.

Соседние файлы в папке НАСОСЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ