Добавил:
ajieiiika26@gmail.com Делаю контрольные работы, курсовые, дипломные работы. Писать на e-mail. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

75 группа 2 вариант / Режимы роботы и эксплуатации ТЭС / ПТ / Книги / Курс лекций. Режимы работы и эксплуатация паротурбинных установок ТЭС

.pdf
Скачиваний:
583
Добавлен:
18.01.2018
Размер:
1.52 Mб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина

Теплоэнергетический факультет

Кафедра тепловых электрических станций

КУРС ЛЕКЦИЙ

по дисциплине

РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЭС

Режимы работы и эксплуатация паротурбинных

установок ТЭС

Доцент кафедры ТЭС

к.т.н. Поспелов А.А.

Иваново 2009

Лекция 1

1.1. Структура оборудования и технологических систем паротурбинной установки

Все оборудование на тепловой электрической станции условно делится на основное и вспомогательное. К основному оборудованию ТЭС относятся: котел, турбина, турбогенератор и трансформатор. Все остальное оборудование считается вспомогательным.

Основное и вспомогательное оборудование располагается в отдельном здании – главном корпусе электростанции.

Паротурбинная установка (ПТУ) включает паровую турбину, генератор и соответствующее вспомогательное оборудование, обеспечивающее надёжную и экономичную работу турбины и генератора (рис. 1.1) и размещается в так называемом турбинном отделении (т/о) главного корпуса.

Структуру оборудования и технологических систем ПТУ рассмотрим на примере принципиальной схемы ТЭС с поперечными связями (рис.1).

Рис. 1.1. Принципиальная схема ТЭС с поперечными связями:

ПК №1,2 – паровой котёл станционный №1,2; К.О.П – общестанционный коллектор свежего пара; СК – стопорный клапан; ТА – турбоагрегат; ТГ – турбогенератор; К-р – конденсатор; ВСП, НСП - соответственно, верхний и нижний сетевой подогреватели; СЭН – сетевой электронасос; ЦЭН, КЭН, ПЭН, Сл.Н, Пер.Н, НБЗК – соответственно, электронасосы: циркуляционный, конденсационный, питательный, сливной, перекачивающий, бака запасного конденсата; ОЭ – охладитель эжекторов со встроенными основными эжекторами; ПС – сальниковый подогреватель; РУК, РУД – соответственно, регуляторы уровня в конденсаторе и деаэраторе; 1,2,3,4

– подогреватели низкого давления №1,2,3,4; БЗК – бак запасного конденсата; РДД – регулятор давления в деаэраторе; К.С.Н. - паровой коллектор собственных нужд станции; ПХОВ – подогреватель химически очищенной (обессоленной) воды; ВК, ОК – впускной и обратный клапаны; КХПВ, КГПВ – общестанционные коллекторы «холодной» и «горячей» питательной воды.

ПТУ со вспомогательным оборудованием размещается в турбинном отделении (т/о) главного корпуса и, в общем случае, включает:

1. Турбину, генератор и технологические системы, обеспечивающие их надёж- ную работу:

Систему паропроводов острого пара.

Систему смазки подшипников турбоагрегата и турбогенератора.

Систему регулирования.

Систему газоохлаждения генератора.

Систему паровпуска турбины.

Систему подачи пара на переднее уплотнение турбины.

Систему дренажей турбины.

Систему обогрева фланцев и шпилек.

Систему уплотнения генератора.

Систему подачи острого пара на переднее уплотнение турбины.

Систему отсоса пара со штоков стопорных и регулирующих клапанов.

2. Конденсационную установку, включающую:

Систему циркуляционных трубопроводов (циркводовод).

Систему трубопроводов контура циркуляции основного конденсата.

Эжекторную установку.

Систему подачи пара и отсоса паровоздушной смеси с концевых уплотнений турбины.

Систему подачи ХОВ в конденсатор.

3.Деарационную установку.

4.Питательную установку.

5.Технологические системы регенерации высокого и низкого давления.

6.Теплофикационную установку.

7.Общестанционные технологические системы:

Паропроводы собственных нужд 8-13 ата и 0.8-2,5 ата.

Технического водоснабжения.

Трубопроводы тепловых сетей.

Добавочной воды.

Сбора пароводяных протечек.

Отопления главного корпуса.

Для обеспечения надёжного обслуживания и высокого уровня эксплуатации, границы зон обслуживания оборудования и технологических схем ТЭС, должны быть чёт-

3

ко распределены между технологическими цехами и эксплуатационным персоналом в соответствии с их должностными и производственными инструкциями.

1.2. Структура оперативного персонала турбинного цеха (отделения) неблочной ТЭС

Оборудование ПТУ обслуживает эксплуатационный персонал турбинного цеха включающий:

-начальника смены цеха (НСЦ);

-старшего машиниста цеха (СМЦ);

-машиниста блочного щита управления турбиной (МЩУТ);

-машиниста-обходчика турбины (МОТ);

-машиниста-обходчика вспомогательного турбинного оборудования (МОВТО);

(МОТ);

-дежурного слесаря.

В связи с реструктуризацией энергетической отрасли структура оперативного персонала может отличаться от представленной выше.

Лекция 2.

Эксплуатация конденсационной установки (Назначение, структура технологи-

ческих схем; эксплуатация в режимах: пуска, регулировочном диапазоне нагрузок, останова; типовые аварийные ситуации; оперативный контроль работы КУ).

2.1. Назначение и структура технологических схем конденсационной установки

Конденсационная установка предназначена:

для создания вакуума в конденсаторах турбин и повышения термического КПД цикла паротурбинной установки за счет понижения конечного давления;

для обеспечения первичной деаэрации турбинного конденсата и возврата его в основной цикл паротурбинной установки;

для утилизации низкопотенциальных потоков теплоносителей;

для утилизации теплоносителя в режимах пуска, останова и некоторых переменных режимах работы оборудования.

Несмотря на некоторые отличия отдельных схем конденсационных установок с водяным охлаждением для турбоагрегатов разных типов, можно выделить две схемы, имеющие ряд принципиальных отличий, каждая из которых является типовой.

Первая из них характерна для турбоагрегатов конденсационных энергоблоков с поверхностными ПНД, работающих при сверхкритических параметрах свежего пара (рис. 2.1).

Данная схема включает ряд специальных схем и элементов:

технологическую схему циркуляционной воды, предназначенную для подачи в конденсатор охлаждающей воды. Эта схема включает напорные и сбросные циркуляционные водоводы и, как правило, два циркуляционных насоса, расположенных на береговой насосной станции (БНС);

технологическую схему эжектирующей установки, предназначенную для удаления воздуха из вакуумной системы при нормальной эксплуатации турбоагрегата, а также при его пусках и остановах. Эжектирующая установка, как правило, включает два основных эжектора (ЭО), эвакуирующих из парового пространства конденсатора неконденсирующиеся газы; эжектор циркуляционной системы (ЭЦ), который обеспечивает создание разрежения в сливных водоводах для выполнения технологических условий пуска циркуляционных насосов и облегчения достижения требуемого расхода воды через конденсатор; эжектор уплотнений (ЭУ), необходимый для создания разрежения в

4

крайних камерах концевых уплотнений турбоагрегата. В рассматриваемом случае, как правило, используются водоструйные эжекторы, рабочей средой которых является вода, подаваемая подъемными насосами эжекторов (ПНЭ);

Рис. 2.1. Технологическая схема конденсационной установки блочной ТЭС на сверхкритические параметры острого пара: ТА – турбоагрегат; К – конденсатор; СВАК – аварийный срыв вакуума; БНС – береговая насосная станция; ЦЭН – циркуляционный насос; ПНЭ – подъемные насосы эжекторов; ЭО, ЭЦ и ЭУ – эжекторы соответственно основные, циркуляционной системы и уплотнений; РУД – регулятор уровня в деаэраторе; АД – трубопровод аварийного добавка обессоленной воды; КЭН-I и КЭН-II – конденсатные насосы соответственно первой и второй ступеней; ОГК – охладитель газоохладителей конденсатом; БОУ блочная обессоливающая установка; ПС – подогреватель сальниковый; РУК – регулятор уровня в конденсаторе; ПНД – подогреватели низкого давления системы регенерации; ПВС – паровоздушная смесь; К.С.Н. – паровой коллектор собственных нужд станции; РДПУ – регулятор давления пара концевых уплотнений турбины.

– технологическую схему контура циркуляции основного конденсата, предназначенную для поддержания уровня конденсата в конденсатосборнике с помощью регулятора уровня в конденсаторе (РУК), а также для обеспечения нормального постоянного охлаждения некоторых специальных теплообменных аппаратов турбоустановки. В частности, в состав контура циркуляции входят охладители газоохладителей турбогенератора конденсатом (ОГК) и сальниковый подогреватель (ПС). При ухудшении охлаждения этих теплообменников нарушается работа газоохладителей генератора, концевых уплотнений турбоагрегата и эксплуатация турбоустановки в целом становится невозможной. Поскольку энергоблоки на сверхкритические параметры свежего пара обо-

5

рудованы блочной обессоливающей установкой (БОУ), возникает необходимость установки двух ступеней конденсатных насосов (КЭН-I и КЭН-II);

технологическую схему подпитки энергоблока обессоленной водой через регулятор уровня в деаэраторе (РУД) и трубопровод аварийного добавка воды (АД). Обессоленная вода через РУД подаётся в верхнюю часть конденсатора (для обеспечения предварительной деаэрации добавочной воды). Данная схема используется для первоначального заполнения конденсатора на подготовительном этапе пуска турбины и для поддержания заданного уровня в деаэраторе при нормальной эксплуатации турбины.

Подача обессоленной воды через АД осуществляется, как правило, в режимах пуска энергоблока с прямоточным котлом и требуется в основном для обеспечения пускового расхода питательной воды через котел при пониточной прокачке и холодной отмывки его водяного тракта со сбросом рабочей среды из растопочного расширителя

всбросной циркуляционный водовод;

технологическую схему подачи пара на уплотнения и отсоса паровоздушной смеси из концевых уплотнений цилиндров турбоагрегата;

устройство аварийного срыва вакуума (СВАК) в конденсаторе, используемое при плановых и аварийных остановах турбоагрегата со срывом вакуума в случаях, когда необходимо значительно уменьшить время выбега;

трубопроводы рециркуляции основного конденсата в конденсатор, впрыска в конденсатор. Впрыск в конденсатор используется в режимах пуска и останова энергоблока для охлаждения горячих сбросов сбрасываемых в конденсатор.

Схема конденсационной установки неблочной ТЭС, характерная для тепло-

электроцентралей (рис. 2.2.) в целом аналогична рассмотренной выше, но имеет ряд принципиальных отличий:

1.В таких установках часто используются оборотные системы водоснабжения со специальными охладителями циркуляционной воды (градирнями, прудамиохладителями и т.п.). Поэтому циркуляционные насосы устанавливаются на центральной насосной станции и подают воду в общие для всех турбоагрегатов напорные циркуляционные водоводы. Из этих водоводов охлаждающая вода распределяется по конденсаторам отдельных турбоагрегатов, откуда поступает в общие сливные циркуляционные водоводы и далее, например, в градирни.

2.В схемах конденсационных установок неблочных ТЭС используются пароструйные основные, пусковой эжекторы и эжектор уплотнений. Пусковой эжектор, производительность которого больше, чем производительность основных эжекторов, используется в режимах пуска турбоагрегата для создания начального разрежения в конденсаторе. Эжектор уплотнений иногда отсутствует (как показано на рис. 1.2) в этом случае отсос пара из концевых уплотнений турбины осуществляется основными эжекторами. Для обеспечения нормальной работы ЭО и ЭУ используются холодильники эжекторов, включенные в схему контура циркуляции основного конденсата. Конструктивно основной эжектор выполняется двухили трехступенчатым, причем все ступени встроены в холодильник эжекторов.

6

Рис. 2.2. Технологическая схема конденсационной установки неблочной теплофи-

кационной ТЭС: Х – холодильники эжекторов; ЭХ – эжектор хозяйственный; БНТ – бак низких точек; ХОВ – трубопровод добавка обессоленной воды в конденсатор; остальные обозначения те же, что на рис. 1.1.

3.Подпитка цикла в схемах теплофикационных ТЭС, кроме режимов пуска и останова турбины, обычно осуществляется не в конденсатор, а непосредственно в деаэратор питательной воды либо в линию основного конденсата турбоустановки в рассечку между подогревателями низкого давления. Это обусловлено сравнительно большим из-за невозврата конденсата пара внешних потребителей расходом добавочной обессоленной воды, требующей предварительной деаэрации. Деаэрация добавочной воды цикла осуществляется в деаэраторах атмосферного давления, реже – в вакуумных деаэраторах, что исключает ввод этого потока в конденсатор турбины. В то же время для заполнения конденсатора в режимах пуска, останова и в аварийных ситуациях предусмотрен специальный трубопровод ввода недеаэрированной обессоленной воды.

4.В схемах конденсационных установок неблочных ТЭС, для которых характерны восстановительные водно-химические режимы, используют одну ступень конденсатных насосов. Это обусловлено отсутствием БОУ и, соответственно, дополнительного гидравлического сопротивления тракта регенерации низкого давления, а также тем, что конечное давление этого тракта – давление в деаэраторе питательной воды – обычно меньше, чем в установках на сверхкритические параметры острого пара.

5.Регулирующий клапан, выполняющий функции регулятора уровня в конденсаторе, в отличие от подобного регулятора в конденсационных установках блочных электростанций конструктивно выполняется трехходовым регулирующим клапаном разделительного типа. Конструкция указанного клапана позволяет удерживать требуемый минимальный расход конденсата через холодильники основных эжекторов и сальниковый подогреватель как в режимах пуска, останова, так и в режиме нормальной эксплуатации турбоагрегата. Этим обеспечивается устойчивая работа основных паро-

7

струйных эжекторов и схемы отсоса паровоздушной смеси из концевых уплотнений цилиндров и штоков стопорных и регулирующих клапанов турбины.

Лекция 3

3.1. Пуск конденсационной установки в работу

Последовательность пусковых операций конденсационной установки тесно связана с технологией пуска турбоустановки или энергоблока в целом, поэтому операции по пуску конденсационной установки не следуют непосредственно одна за другой, а бывают разделены известным промежутком времени, в течение которого производятся операции по пуску собственно турбины и другого вспомогательного оборудования.

Ранее было отмечено, что подготовку конденсационной установки к пуску и включение её в работу осуществляют на подготовительном этапе пуска турбоагрегата. Пуск турбоагрегата и, соответственно, его конденсационной установки осуществляется из оперативного состояния «Резерв». Если рассматривать пуск турбины из холодного состояния («Холодный резерв»), то включение конденсационной установки в работу производится в три этапа (с учетом структуры оперативных состояний конденсационной установки):

1.Перевод конденсационной установки из «Холодного резерва» в «Неостывший резерв». На этом этапе осуществляется включение в работу технологической схемы циркуляционных водоводов, то есть обеспечивается необходимый расход охлаждающей воды через конденсатор турбины. Следует отметить, что эта операция является первой на подготовительном этапе пуска турбоагрегата из холодного состояния, так как от системы циркуляционных водоводов обеспечивается водой система технического водоснабжения, а дальнейшие пусковые операции на турбине (включение системы смазки подшипников турбины, включение валоповоротного устройства) выполняются при предварительно заполненной трубной системе конденсатора.

2.Перевод конденсационной установки из «Неостывшего резерва» в «Горячий резерв». Организуется подача добавочной воды цикла в конденсатор турбины для набора необходимого уровня в конденсатосборнике и включения в работу контура циркуляции основного конденсата. При включении контура циркуляции основного конденсата обеспечивается необходимый пропуск конденсата через холодильники основных эжекторов и сальниковый подогреватель, то есть обеспечиваются условия эффективной работы при последующем включении эжектирующей установки. С напора конденсатных насосов конденсат подается также к клапанам обратным стопорным (КОС) регенеративных отборов турбины, в схему привода быстродействующего впускного клапана группы регенеративных подогревателей высокого давления (ПВД). Этим же конденсатом осуществляются заполнение, опрессовка и контроль плотности трубных систем регенеративных подогревателей низкого давления (ПНД).

3.Перевод конденсационной установки из «Горячего резерва» в «Работу» в целях набора минимального вакуума в конденсаторе (обычно не менее 350 мм рт. ст.) и обеспечения условий дальнейшего проведения пусковых операций на турбоустановке. При этом необходимо учитывать, что набор минимального вакуума в конденсаторе должен осуществляться до организации горячих сбросов в конденсатор, поэтому эта операция выполняется перед включением питательных насосов (если сбросы с концевых уплотнений этих насосов направлены в конденсатор). Если протечки с концевых уплотнений питательных насосов сбрасывают в бак низких точек (такая схема характерна для теплофикационных турбоагрегатов), набор вакуума в конденсаторе осуществляется перед прогревом системы паровпуска турбины. Система паровпуска включает соединительный паропровод от главной паровой задвижки, установленной перед турбиной, до автоматического стопорного клапана и перепускные трубы (паропроводы,

8

обеспечивающие подачу свежего пара от стопорного клапана к регулирующим клапанам турбины).

Следует обратить внимание на то, что при включении конденсационной установки в «Работу» для исключения опрессовки конденсатора по паровому объему на давление выше атмосферного и разрыва предохранительных диафрагм выхлопного патрубка турбины должна соблюдаться определенная очередность включения технологических систем (еще не включенных в работу).

Собственно включение конденсационной установки в «Работу», то есть перевод её из «Горячего резерва» в «Работу», осуществляют в следующей последовательности:

включение в работу эжектирующей установки; при наличии пускового эжектора он включается одновременно с основным эжектором;

подача пара на концевые уплотнения турбоагрегата и организация отсосов паровоздушной смеси в сальниковый подогреватель; операция осуществляется при появлении признаков разрежения в конденсаторе;

закрытие арматуры на трубопроводе аварийного срыва вакуума с контролем набора вакуума в конденсаторе;

отключение пускового эжектора после достижения вакуума в конденсаторе 66,5 кПа (500 мм рт. ст.).

При включении в работу любой из технологических систем конденсационной установки, в общем случае необходимо соблюдать следующую последовательность выполнения операций:

проконтролировать комплектность и исправность оборудования и элементов обвязки системы;

через оперативный персонал цеха тепловой автоматики и измерений (ТАИ) обеспечить сборку электрических схем двигателей привода запорной и регулирующей арматуры;

подготовить схему к заполнению её рабочей средой (обессоленной водой, конденсатом, паром); при этом оперативный персонал определяет:

8 схему или оборудование, от которых будет производиться заполнение включаемой схемы;

8 состав запорных органов и других дополнительных элементов обвязки схемы, которые должны быть задействованы для исключения появления гидравлических ударов, помпажа или срыва работы насосных агрегатов;

8 участок схемы, подлежащий заполнению; 8 состав контрольно-измерительных приборов, задействованных при контроле за-

полнения схемы;

заполнить схему, удалив при этом воздух, опрессовать её на рабочее давление

сконтролем отсутствия дефектов;

при отсутствии дефектов обеспечить необходимый расход рабочей среды через систему.

При наличии в системе насосов их заполнение осуществляется совместно со всеми трубопроводами. При отсутствии дефектов по насосным агрегатам выполняются следующие операции:

контроль правильности вывода или вывод насосов, имеющихся в схеме, по тепловой части в оперативное состояние «Резерв»;

сборка электрических схем питания приводных электродвигателей насосов (операция осуществляется оперативным персоналом электроцеха по заявке оперативного персонала турбинного цеха);

опробование насосов с контролем отсутствия дефектов;

заполнение, удаление воздуха, опрессовка на рабочее давление трубопроводов и оборудования, установленных на напоре насосов;

9

при отсутствии дефектов на опрессованном участке проверка исправности работы системы автоматического включения резерва (АВР) по насосам; операция осуществляется совместно с персоналом цеха ТАИ и электроцеха;

вывод насосов в соответствующие оперативные состояния, регламентируемые графиком работы оборудования и местными инструкциями.

При включении конденсационной установки в работу необходимо придерживаться следующих принципов:

при наличии эжектора циркуляционной системы он должен быть включен в работу перед пуском циркуляционных насосов;

не допускать набора вакуума в конденсаторе и подачу пара на концевые уплотнения турбоагрегата до включения валоповоротного устройства турбины;

не допускать сброса высокопотенциальных тепловых потоков в конденсатор, если вакуум в конденсаторе менее 350 мм рт. ст.;

обеспечить постоянный расход конденсата через теплообменные аппараты, включенные в схему циркуляции основного конденсата (сальниковый подогреватель, холодильники эжекторов, охладитель газоохладителей конденсатом);

для исключения разрыва предохранительных диафрагм выхлопного патрубка турбоагрегата соблюдать правильную последовательность включения в работу технологических схем;

при возникновении сложностей с набором вакуума в конденсаторе при пуске турбины может быть отключение по пару регенеративных подогревателей низкого давления для снижения присосов воздуха.

3.2.Останов конденсационной установки

Останов конденсационной установки, то есть перевод её из «Работы» в «Горячий резерв», выполняется при останове турбоагрегата. Суть выполняемых при останове конденсационной установки операций сводится к тому, чтобы путем воздействия на соответствующие технологические системы обеспечить повышение давления в конденсаторе до атмосферного. После отключения турбогенератора от сети и срабатывания исполнительных органов защиты происходит обеспаривание проточной части турбины, обороты ротора уменьшаются. При этом разрежение (вакуум) в конденсаторе близко к рабочему. В общем случае срыв вакуума осуществляется после обеспаривания проточной части турбины за счет воздействия на соответствующие системы конденсационной установки в следующей последовательности:

открывается задвижка аварийного срыва вакуума, контролируется повышение давления в конденсаторе;

отключается подача пара на концевые уплотнения цилиндров турбины;

отключается эжектирующая установка.

После выполнения этих операций давление в конденсаторе увеличивается до атмосферного, а режим вывода конденсационной установки в «Горячий резерв» считается законченным.

Следует обратить внимание на то, что момент срыва вакуума (открытия задвижки аварийного срыва вакуума) выбирается в зависимости от причины останова турбоагрегата.

При плановых остановах турбоагрегата в резерв, ремонт, а также при аварийных остановах без срыва вакуума открытие задвижки аварийного срыва вакуума и последующее отключение подачи пара на концевые уплотнения цилиндров и эжектирующей установки осуществляется после останова валопровода (после завершения выбега ротора) и организации его вращения валоповоротным устройством.

При остановах турбоагрегата со срывом вакуума открытие задвижки аварийного срыва вакуума осуществляется в начальный момент выбега ротора. При этом основной целью останова турбоагрегата с преждевременным срывом вакуума является достижение значительного уменьшения времени выбега ротора турбины и исключение

10