75 группа 2 вариант / Режимы роботы и эксплуатации ТЭС / КУ / Учебное пособие

Схема питания котла для обеспечения требований эксплуатации оборудуется воздушниками и дренажами. Их установка должна удовлетворять следующим требованиям:

места врезок дренажей (воздушников) должны обеспечивать полное удаление жидкости (воздуха) из подключаемого участка;

места установки запорных вентилей на дренажах и воздушниках должны быть доступны для безопасного обслуживания персоналом;

удаление водовоздушной смеси из воздушников должно быть организовано и осуществляться в безопасное место;

удаление жидкости из дренажей должно быть также организовано в при-

ямки или специальные расширители.

Для обеспечения плавного заполнения и опрессовки включаемых в работу участков схем на основной запорной арматуре монтируются специальные байпасные трубопроводы. Их пропускная способность ограничивается установкой запорных вентилей соответствующего диаметра (Dу 25;32) или дополнительной установкой дроссельных шайб.

Для случаев переполнения барабана котла предусмотрен трубопровод аварийного сброса уровня 8 из барабана в расширитель аварийного сброса.

Согласно требованиям нормативно–технических документов [10] необходима установка дополнительной (второй) запорной арматуры на следующих элементах:

соединительных линиях водоуказательных колонок, если давление в барабане котла более 45 кг/см2;

байпасах основных задвижек питательных трубопроводов котла с централизованным питанием;

спускных трубопроводах экономайзера и нижних коллекторах котла с рабочим давлением более 60 кг/см2;

продувочных линиях котлов, работающих с давлением более 8 кг/см2;

дренажах и воздушниках "до" и "после" сниженных узлов питания. Схема питания оснащается контрольно-измерительными приборами из-

меряющими расход, давление, температуру рабочей среды и температуру металла барабана.

Схема заполнения котла. Ранее отмечалось, что поддержание заданного уровня воды в барабане является одним из условий нормальной эксплуатации котла. Степень заполнения барабана котла характеризуется следующими терминами: нормальный уровень; высокий; низкий; верхний предельный,

71

регулировочный диапазон.

При повышении уровня в барабане до второго предела (НвII) предусмотрен аварийный сброс уровня в соответствующий расширитель (РАС), за счет автоматического открытия задвижки 8 на линии аварийного сброса. Причём данная блокировка работает таким образом, что при достижении нормального уровня задвижка 8 автоматически закрывается, исключая дальнейшее понижение уровня и потерю котловой воды. При достижении верхнего или нижнего предельных уровней воды в барабане (Нвп или Ннп) в работу вступает автоматическая система защиты, действующая на аварийное отключение котла без выдержки времени. При этом в обоих случаях автоматически прекращается подпитка барабана котла (задвижки 2 закрываются) и открываются задвижки 6,7 на линии рециркуляции барабан-экономайзер.

Растопочный уровень (Нраст) является контрольным при заполнении котла перед его растопкой. Причем котел считается незаполненным, если уровень воды в барабане отсутствует или находится ниже растопочного.

При заполнении барабана котла должны соблюдаться следующие требования:

заполнение неостывшего барабана котла для проведения растопки разрешается при температуре металла верха опорожнённого барабана не выше 160 C;

заполнение барабана для гидроопресcовки запрещается, если температура металла верха опорожнённого барабана превышает 140 С;

температура воды, подаваемой на заполнение неостывшего барабана, не должна отличаться более чем на 40 С от температуры металла низа барабана;

вода, подаваемая на заполнение барабана котла, должна быть деаэрированной;

заполнение барабана должно вестись медленно, для исключения недопустимых температурных перекосов в металле барабана.

Для соблюдения этих требований в схему питания котла выполняют дополнительные врезки трубопроводов от технологических систем, имеющих требуемые параметры рабочих сред, к примеру:

от дренажных насосов, перекачивающих конденсат от расширителей высокого, среднего и низкого давления, с температурой до 95 С, в зависимости от количества и параметров сбрасываемых в расширители потоков;

от перекачивающих насосов, подающих добавочную воду из деаэраторов атмосферного типа, с температурой 104-108 С;

от деаэраторов высокого давления, с которых питательная вода подает-

ся с температурой до 159 С.

Данная схема при заполнении котла предпочтительнее основной схемы питания, т.к. не требуется включения в работу сниженного узла питания и обеспечивается более медленное заполнение барабана. Возможно заполнение котла перед его растопкой и от других технологических систем: от баков слива из котлов, баков низких точек и пр. Кроме этого предпочтительнее заполнение котла вести через нижние коллекторы экранов, т.к. в этом случае эффективнее удаляется воздух из экранных поверхностей нагрева и коллекторов.

72

В общем случае схема питания и заполнения определяет надежность работы котла и при ее эксплуатации должны соблюдаться следующие

принципы:

1. Особое внимание должно уделяться техническому состоянию (гидравлической плотности; настройке концевиков; отсутствию дефектов и правильному содержанию запорно-регулирующей арматуры, особенно той, которая задействована в автоматической системе защиты (2, 6, 7) и блокировок

(8, рис. 2.3).

2.Не допускать заполнения сниженного узла питания без удаления воздуха, во избежание возникновения гидроударов и выхода из строя запорнорегулирующей арматуры, экономайзера, конденсационной установки.

3.Эксплуатационный персонал котельного цеха должен знать места врезок импульсных линий, термопар, пробоотборных точек и обслуживать их в соответствии с действующими на станции инструкциями.

4.Не допускается использование основной запорной арматуры в качестве регулирующих органов при работе котла или при заполнении питательных трубопроводов.

5.При появлении неплотностей в схеме персонал обязан локализовать протечки и обеспечить безопасность обслуживания расположенного вблизи оборудования (огородить зону; вывесить предупредительные плакаты и т.п.).

6.В соответствии с требованиями производственных инструкций необходимо контролировать техническое состояние водоуказательных приборов и не реже двух раз в смену сверять показания уровней в барабане по водоуказательным колонкам и сниженным приборам контроля.

7.Котел должен быть немедленно остановлен и отключен при следующих нарушениях в работе системы питания барабанного котла:

а) при недопустимом (предельном) повышении или понижении уровня воды в барабане;

б) при выходе из строя всех приборов контроля уровня воды в барабане; в) в случае быстрого снижения уровня воды в барабане, несмотря на уси-

ленное питание котла; г) в случае отключения всех питательных насосов;

д) в случае разрыва питательных трубопроводов.

8.Котел должен быть остановлен по распоряжению технического руководителя ТЭС при следующих нарушениях в системе питания барабанного котла:

а) в случае обнаружения свищей в питательных трубопроводах, а также течей и парений в арматуре;

б) при выходе из строя всех дистанционных указателей уровня воды в барабане котла;

в) неисправности устройств дистанционного и автоматического управления и контроля измерительных приборов.

2.3.2. Схема паропроводов острого пара

Система паропроводов острого пара котельной установки (рис. 2.5) предназначена для транспортировки пара заданных параметров от котла в общестанционный паропровод и в главные паропроводы турбины. Схема (рис. 2.5)

73

включает соединительный паропровод, растопочный узел и элементы защиты котла.

Соединительным считается паропровод, идущий от паросборной камеры котла до второй отключающей задвижки (ГПЗ-2). Прогрев соединительного паропровода входит в перечень ответственных пусковых операций на котле. При этом оперативный персонал обязан строго соблюдать скорость прогрева паропровода, а тепломеханическое состояние соединительного паропровода является одним из важнейших определяющих критериев при решении вопросов о моменте включения котла в общестанционный паровой коллектор. Согласно требованиям ПТЭ разрешается включение котла в параллельную работу (т.е. включение в общестанционный паровой коллектор), если соблюдены следующие условия:

давление в соединительном паропроводе равно давлению в общестанционном паровом коллекторе;

температура свежего пара перед ГПЗ-2 отличается не более чем на 5 С от температуры пара в общестанционном паровом коллекторе и отсутствует защемление соединительного паропровода.

В общем случае для обеспечения требуемых условий эксплуатации (пуска, останова, вывода в ремонт) соединительный паропровод оборудуется:

байпасными трубопроводами помимо каждой задвижки, обеспечивающими регулируемый пропуск пара в прогреваемый участок паропровода, за счет изменения степени открытия запорной арматуры, устанавливаемой на байпасе;

дренажными трубопроводами, установленными перед задвижками и обеспечивающими сброс рабочей среды в атмосферу, до момента прекращения массовой конденсации пара в прогреваемом участке паропровода (до Рпе = 0,5 МПа), и на расширитель дренажей высокого давления, при отсутствии конденсата в сбрасываемой с паропровода паровой среде;

термопарами, устанавливаемыми в конце каждого тупикового участка (т.е. перед каждой задвижкой по ходу пара) для замера температуры рабочей среды и металла паропровода;

импульсными линиями для дистанционного и прямого замера давления

впаропроводе;

указателями тепловых расширений паропровода (реперами);

пробоотборными точками для отбора проб перегретого пара. Растопочный узел включает растопочный расширитель (РР), барботер

(Б), растопочное редукционно-охладительное устройство (РРОУ) и выполняется, как правило, в виде одного комплекса на два или три котла. Растопочный узел используется при растопке котла для подъема параметров до уровня, обеспечивающего включение котла в общестанционный паровой коллектор. Причем если качество острого пара при растопке не удовлетворяет требованиям ПТЭ – растопочный пар сбрасывается через растопочный расширитель и барботер в промышленную ливневую канализацию (ПЛК) или в систему гидрозолоудаления (ГЗУ). Если качество пара удовлетворяет требованиям ПТЭ, но давление растопочного пара ниже давления пара в общестанционном коллекторе – растопку ведут через РРОУ и растопочный пар используется для собственных нужд станции.

74

Для обеспечения надёжной и безопасной эксплуатации растопочный узел имеет аналогичные соединительному паропроводу элементы обвязки: байпасные трубопроводы, дренажные системы, контрольно-измерительные приборы.

При эксплуатации растопочного узла необходимо руководствоваться следующими принципами:

включение РРОУ в работу должно осуществляться только по согласованию с персоналом химического цеха при качестве растопочного пара, удовлетворяющем требования ПТЭ;

включение РРОУ в работу осуществляется при давлении растопочного пара за котлом не ниже 13 кг/см2;

температура пара за РРОУ должна поддерживаться на уровне 260 С;

при растопке котла на РРОУ регулятор давления перед РРОУ должен быть полностью открыт, при этом соответствующие регуляторы давления регулируемых отборов турбины должны быть выведены в автоматический режим работы;

не допускается эксплуатация РРОУ при неисправных предохранитель-

ных клапанах, узлах впрыска, системы КИП.

К элементам защиты котла, установленным в схеме паропроводов острого пара, относятся:

импульсные предохранительные клапана (ИПК). Они устанавливаются на барабане котла и на паросборной камере, в количестве не менее двух. ИПК работают по принципу прямого действия и предназначены для подачи пара в качестве силовой среды на главный предохранительный клапан в целях его открытия при повышении давления в котле сверх допустимого, путем выпуска рабочей среды в атмосферу или утилизационную систему. В схеме обвязки котлов используются в основном рычажно-грузовые ИПК. На открытие при заданном давлении они настраиваются путём перестановки груза на рычаге в соответствующее положение. Кроме этого, ИПК могут быть открыты принудительно, независимо от давления пара за котлом, от воздействия специальных индуктивных катушек, вмонтированных в конструкцию клапана и управляемых, как правило, со щита управления котлом;

главные предохранительные клапаны (непрямого действия). Устанавливаются на выходном коллекторе неотключаемого пароперегревателя или на паропроводе до главного запорного органа (до ГПЗ-1), в количестве не менее двух клапанов и с суммарной пропускной способностью не менее часовой паропроизводительности котла. Предохранительные клапаны оборудуются специальными отводными трубами, предохраняющими обслуживающий персонал от ожогов при срабатывании клапанов. Отводные трубы обеспечивают выход пара из котла в безопасное место и снабжаются устройством для слива скапливающегося в них конденсата, в большинстве случаев выполненным

ввиде постоянно действующего дренажа;

паропровод продувки пароперегревателя. Предназначен для защиты пароперегревательных поверхностей в период растопки или отключения котла, когда расход пара в паропроводе мал или вообще отсутствует, а тепловыделение в топке котла – значительное. Запорная арматура на продувочном паропроводе может открываться автоматически, от действия автоматической

76

системы защиты при останове котла, или от воздействия персонала на соответствующий ключ управления задвижкой.

В общем случае на паропроводы острого пара распространяются требования “Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды”. При эксплуатации трубопроводов и арматуры в соответствии с действующими инструкциями должны контролироваться:

размеры тепловых перемещений паропроводов и их соответствие расчетным значениям по показаниям индикаторов;

отсутствие защемлений и повышенной вибрации паропроводов;

плотность предохранительных устройств, арматуры и фланцевых разъемов;

температурный режим работы металла при пусках и остановах;

состояние опор и подвесов;

герметичность сальниковых уплотнений;

соответствие показаний указателей положения регулирующей арматуры на щитах управления ее фактическому положению;

наличие смазки подшипников в редукторах электропривода арматуры. Перед включением паропроводов в работу должны быть проверены ком-

плектность и исправность элементов обвязки паропроводов:

тепловой изоляции;

индикаторов тепловых перемещений;

дренажей;

воздушников, предохранительных устройств;

подвижных частей арматуры;

сигнализации крайних положений запорной арматуры на щитах управле-

ния.

При заполнении неостывших паропроводов должен осуществляться контроль разности температур стенок паропровода и рабочей среды, которая должна быть выдержана в пределах расчётных значений.

Котел должен быть немедленно остановлен и отключен действиями защит или персоналом при следующих нарушениях в работе системы паропроводов острого пара:

а) при прекращении действия более 50 % предохранительных клапанов или других заменяющих их предохранительных устройств;

б) при недопустимом повышении давления в пароводяном тракте котла; в) в случае разрыва или обнаружения трещин, вспучин в паропроводах

острого пара.

2.3.3. Схема мазутопроводов в пределах котла

Мазут на тепловых энергетических станциях может использоваться в качестве основного, резервного и растопочного топлива. Во всех случаях перед сжиганием мазут специальным образом подготавливается и подается в топку в распыленном состоянии.

77

Технологический процесс подготовки и подачи мазута к котлам включает несколько стадий [9]. Вначале на мазутном хозяйстве ТЭС осуществляется разогрев и слив мазута из цистерн в специально оборудованные приемные емкости (рис. 2.6).

Рис.2.6. Принципиальная схема приготовления мазута:

1 – магистральный напорный мазутопровод; 2 – магистральный мазутопровод рециркуляции; 3 – узел рециркуляции; 4 – отключающая арматура; 5 – бак хранения мазута; 6 – приемная емкость; ПМ – подогреватель мазута; ПН – погружной перекачивающий насос; ФГО – механический фильтр грубой

очистки; ФТО – механический фильтр тонкой очистки; ГМН-1,2 – главный мазутный насос первой и второй ступени

78

Из них погружными насосами мазут прокачивается через фильтры и после очистки от механических примесей сливается в наружные баки хранения мазута. Так как разогрев мазута в цистернах осуществляется в основном открытым паром, образующийся при этом конденсат вместе с мазутом попадает в баки хранения. Поэтому для исключения расслоения мазута и влаги, предупреждения накопления загрязнений в нижней части резервуара и обеспечения равномерной температуры и вязкости по всему объему, мазут в расходных баках хранения перемешивается, за счет организации циркуляции, и подогревается до температуры 75-90 С.

Из баков хранения главными мазутными насосами мазут, предварительно подогретый в мазутном подогревателе и очищенный от механических примесей в фильтре тонкой очистки, подается в напорные магистральные мазутопроводы. Для повышения надежности работы ТЭС в большинстве схем монтируются два мазутопровода.

Давление мазута в напорных магистральных мазутопроводах поддерживается на уровне, обеспечивающем качественный распыл мазута в форсунках, и определяется в основном типом мазутных форсунок, устанавливаемых на котле. В случае применения на котлах механических форсунок, эксплуатируемых при сравнительно высоких давлениях (до 4,5 МПа), необходимый напор для перекачки мазута обеспечивается работой последовательно установленных главных мазутных насосов первой и второй ступени.

Температура мазута, подаваемого в напорные магистральные мазутопроводы, определяется оперативным состоянием мазутопроводов и маркой мазута. Так, широко используемый в энергетике мазут марки М100 подогревают до 120-135 С; мазут марки М40 – до 75-115 С. В случае содержания магистральных мазутопроводов в резерве, температура мазута в них поддерживается на уровне 90 С исходя из соображения экономии энергетических затрат на подготовку мазута к сжиганию.

Напорные магистральные мазутопроводы обеспечивают транспортировку и распределение подготовленного мазута (соответствующего качества и параметров) по объектам ТЭС: в котельное отделение главного корпуса; на пусковую котельную; на пиковый водогрейный комплекс.

Для исключения захолаживания мазута в напорных магистральных мазутопроводах, в случае полного останова котлов какого–либо объекта, предусматривается прокладка дополнительного магистрального мазутопровода рециркуляции и устройства регулирующего узла (задвижки) на перемычке, соединяющей магистральные напорные мазутопроводы и мазутопровод рециркуляции. Такая схема позволяет обеспечить циркуляцию мазута: через напорные магистральные мазутопроводы, регулирующий узел и магистральный мазутопровод рециркуляции – в бак хранения мазута. При этом расход мазута по линии рециркуляции должен быть минимальный, но достаточный для того, чтобы обеспечивались номинальные параметры мазута (Р, МПа; Т,С) в напорном магистральном мазутопроводе и необходимая температура мазута в том баке хранения, куда заведена рециркуляция.

Исходя из условий безопасности обслуживания все мазутопроводы оборудуются тепловой изоляцией и окожуховываются жестью. Кроме того, магистральные мазутопроводы, проложенные к объектам по территории ТЭС, оборудуются так называемыми спутниками мазутопроводов, предназначен-

79