32.Питательные насосы. Схемы включения. Выбор насосов.

Генерация пара в паровом котле и в ядерной паропроизводящей установке требует непрерывного восполнения соответствующим количеством питательной воды. Питательная насосная установка нагнетает питательную воду, повышая ее давление до р_ин = (1,25 -1,3) • р₀ с

учетом сопротивления питательного тракта и парового котла.

Возможно несколько схем включения питательных насосов (рис. 9.12): (а— одноподъемная; б — одноподъемная с бустерньш (БН) и главным питательным насосом (ПН); в —

двухподъемная; ПК—паровой котел; ДПВ — деаэратор

питательной воды)

1) од неподъемная, при которой питательный насос подает воду с конечным давлением через ПВД к

питательному узлу парового котла (рис. 9.12,а);

2) одноподъемная с последовательным включением

бустерного (предвключенного) и основного

питательного насосов (рис. 9.12,6);

3) двухподъемная, при которой питательные насосы

первого подъема прокачивают воду через ПВД к

питательным насосам второго подъема, подающим воду в паровой котел (рис. 9.12,в).

Преимущество двухподъемной схемы перед одноподъемными — выполнение ПВД на менее высокое давление (р_п.„ _{ =10 МПа), определяемое тем, что давление воды на входе f насосы второго подъема должно для предотвращения кавитации несколько превышать давление насыщения при температуре воды перед насосами. Недостатки схемы—пониженная надежность питательных насосов второго подъема, перекачивающих воду с высокой ко­нечной ее температурой; усложнение и удорожание питательной установки; повышенный расход электроэнергии на перекачку воды с более высокой температурой; необходимость синхронизации работы насосов I и II подъема и сложность их регулирования. На энергоблоках небольшой мощности (до 210—220 МВт включительно) применяют одноподъемную схему с одним питательным насосом (рис. 9.12,а), имеющим обычно элек­трический привод. Это обеспечивает простоту и компактность питательной установки, быст­роту ее включения в работу. Используемые в качестве привода асинхронные электродвига­тели с частотой вращения 3000 об/мин имеют ограниченную мощность, не превышающую 6000—8000 кВт.

Регулирование подачи электропитательных насосов методом дросселирования необходимо избегать. Несмотря на свою простоту, этот метод не экономичен, так как сопровождается потерей давления, износом регулирующих клапанов, значительными энергетическими поте­рями.

Установка деаэраторов питательной воды на определенную отметку (выше питательных насосов на 12—15 м) также увеличивает кавитационный запас насосов.

31.Деаэраторы, типа, конструкции, технические характеристики.

В конденсате, питательной и добавочной воде содержатся агрессивные газы (кислород, углекислый газ и др.), вызывающие коррозию оборудования и трубопроводов электростан­ции. Они поступают в пароводяной тракт преимущественно в конденсаторе турбины и в ва­куумной части системы регенерации. Для за щиты от газовой коррозии применяют деаэрацию воды, т. е. удаление растворенных в ней газов. Основное коррозионное действие на металл оборудования оказывает кислород, тем более что содержание его в воздухе и при растворении в воде весьма значительно. Углекислота вызывает коррозию самостоятельно и действует как катализатор агрессивного воздействия кислорода, а также способствует загрязнению пароводяного тракта соединениями железа и меди, которые затем откладываются на трубах паровых котлов. Углекислота содержится в пароводяном тракте в свободном состоянии и как продукт термического разложения солей натрия — бикарбонатов.

Для удаления растворенных в воде газов на паротурбинных электростанциях применяют термическую деаэрацию воды. Кислород, оставшийся в воде после термической деаэрации, дополнительно обезвреживают, связывая его химическими реагентами (гидразин-гидрат N₂H₄ , Н₂0 или его соли). Содержание кислорода в норме 10-30 мкг/кг. Выше 9,8 МПа до 3,9 МПа. Углекислота в зависимости от давления: от 9,8 МПа и выше - 5 мкг/кг, до 3,9 МПа - 10 мкг/кг.

Для идеального разбавленного раствора газов в жидкости согласно закону Генри равновесная массовая концентрация газов в растворе с_г, мг/кг, пропорциональна парциальному давлению р_г в газовой фазе над раствором:

к_г - константа фазового равновесия (константа Генри), мг/(кг-Па), которая изменяется в зависимости от температуры и не зависит от количественного состава и давления в системе. Процесс удаления газов из воды происходит до того момента, когда равновесное парциальное давление, соответствующее его концентрации в жидкой фазе, превышает парциальное давление этого газа р_г в газовой фазе над раствором. Следовательно, для деаэрации воды и удаления (десорбции) агрессивных газов необходимо понижать их парциальные давления над жидкостью, абсолютное давление над жидкой фа зой представляет собой сумму парциальных давлений газов и водяного пара:

Если увеличить парциальное давление водяных паров над поверхностью воды, добиваясь Д,2.-Р>то1>*-*0.

Когда температура воды повышена до температуры насыщения, парциальное давление

водяного пара над уровнем воды достигает полного давления над водой, а парциальное

давление других газов снижается до нуля, вода освобождается от растворенных в ней газов.

Недогрев воды до температуры насыщения при данном давлении увеличивает остаточное

содержание в ней газов, в частности кислорода.

Термические деаэраторы паротурбинных установок электростанций делятся:

По назначению на:

1) деаэраторы питательной воды паровых котлов;

2) деаэраторы добавочной воды и обратного конденсата внешних потребителей;

3) деаэраторы подпиточной воды тепловых сетей. По давлению греющего пара на:

1) деаэраторы повышенного давления ДП, работающие при давлении 0,6—0,8 МПа, а на АЭС — до 1,25 МПа и использующиеся в ка честве деаэраторов питательной воды ТЭС и A3C;t_B=165°C 2) атмосферные деаэраторы (ДА), работающие при давлении 0,12 МПа; t_B=104°C

3) вакуумные (ДВ), в которых деаэрация происходит при давлении ниже атмосферного:

7,5—50 кПа.

По способу обогрева деаэрируемой воды на:

1) деаэраторы смешивающего типа со смешением греющего пара и обогреваемой деаэрируемой воды. Этот тип деаэраторов применяется на всех без исключения ТЭС и АЭС;

2) деаэраторы перегретой воды с внешним предварительным нагревом воды отборным паром.

По конструктивному выполнению (по принципу образования межфазной поверхности) на:

1) деаэраторы с поверхностью контакта, образующейся в процессе движения пара и воды:

а) струйно-барботажные;

б) пленочного типа с неупорядоченной насадкой;

в) струйного (тарельчатого) типа;

2) деаэраторы с фиксированной поверхностью контакта фаз (пленочного типа с упорядоченной насадкой).

Процесс деаэрации воды осуществляется в деаэрационной колонне (5-15минут). Наибольшее значение для работы электростанций имеют деаэраторы питательной воды паровых котлов (ДПВ). применяют преимущественно деаэраторы с вертикальной цилиндрической деаэрационной колонкой струйного типа, с насадкой, а в последнее время — струйно-барботажные с внутренним обогревом воды паром постоянного давления 0,6—0,8 МПа. Эти деаэраторы являются одновременно регенеративными подогревателями смешивающего типа в тепловой схеме электростанции.

В деаэраторе струйного типа (/ — подвод основного конденсата; 2 — подвод конденсата сетевых подогревателей; 3 — смесительное устройство; 4 — 8 — дырчатые тарелки; 9, 10 — подвод конденсата ПВД; 11 12 — пар от уплотнений штоков клапанов и расширителей дренажей; 13 — подвод греющего пара; 14 — отвод выпара) вода, подлежащая деаэрации, подается в деаэрациониую колонку через смесительную камеру на верхнюю распределительную тарелку кольцеобразной формы; через отверстия диаметром 5— 8 мм в днище этой тарелки вода падает в виде дождя на следующую, расположенную под ней дискообразную тарелку (сито) и т. д. Применяют от двух до пяти тарелок, размещаемых одна под другой на расстоянии 400— 1200 мм. Тарелки выполняют попеременно* в виде центрально-расположенных дисков и кольцеобразных, прилегающих к внутренней стенке колонки. Греющий пар подается в нижнюю часть колонки через горизонтальный коллектор с отверстиями. Поднимаясь, поток пара проходит последовательно через промежутки между центрально расположенными тарелками и

внутренней поверхностью стенки колонки и внутри кольцеобразных тарелок, пересекает струи воды, нагревая ее до температуры насыщения. Выделяемые из воды газы вместе с небольшой несконденсированной частью пара — выпаром поднимаются и в виде паровоз­душной смеси удаляются из колонки через центральный штуцер в верхней ее части. Не­обходимая деаэрация воды обеспечивается обязательным нагревом воды до кипения и выделением при этом пара с выпаром в количестве не менее 1,5—3 кг на тонну деаэрируемой воды.

Деаэраторы смешивающего типа снабжаются большей частью охладителями паровоздушной смеси (выпара), включенными на подводе деаэрируемой воды. В охладителе выпара пар конденсируется и конденсат его возвращается в деаэратор; воздух удаляется в атмосферу