26 Мар

СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ВАКУУМА В КОНДЕНСАТОРАХ ПАРОВЫХ ТУРБИН ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Известно, что снижение расхода циркуляционной воды на входе в конденсаторы паровых турбин ведет к повышению ее нагрева на выходе из конденсатора, к снижению вакуума и к снижению экономичной работы паровой турбины в целом.  В свою очередь, увеличение напора циркуляционного насоса (ЦН) ведет к перерасходу электроэнергии на собственные нужды, а при увеличении гидравлического сопротивления тракта подачи циркуляционной воды в конденсатор, например, на 2,0 м вод. ст., потребляемая электрическая мощность двигателя насоса возрастает почти на 5,0 %, что соответствует увеличению на 0,05%  удельного расхода тепла на один кВт-ч отпущенной электроэнергии [1]. Так же известно, что на ТЭС при снижении вакуума в конденсаторе паровой турбины на 1,0 % ведет к пережогу топлива на 1,0 %, а на АЭС эта потеря составляет уже около 2,0%. [2].

Отсюда следует, что для нормальной работы паровой турбины и системы охлаждения ее конденсатора и поддержания номинального вакуума, необходим мониторинг работы ЦН и расхода циркуляционной воды на его входе и выходе. ЦН должны быть рассчитаны на создание напора, достаточного как для преодоления всех сопротивлений в сети (сопротивление трубной системы конденсатора, арматуры и т.п.), так и для подачи воды в случае необходимости на определенный  уровень, например, в градирнях. Обычно ЦН забирает воду с того же уровня, на который она затем, пройдя конденсатор, и сливается. Вследствие этого статическая высота нагнетания насоса отсутствует, и необходимый напор насоса должен покрывать в основном лишь сопротивление сети. Циркуляционный трубопровод  редко бывает длинным, поэтому и сопротивление его не значительно. Однако, количество воды, прогоняемое через конденсатор, относительно велико, поэтому ЦН являются насосами низкого давления и высокой производительности. Количество подаваемой циркуляционной воды (кратность охлаждения) в конденсатор поверхностного типа паровой турбины зависит от количества ее ходов в конденсаторе и расхода  отработанного пара турбины, сбрасываемого в конденсатор. При эксплуатации паровой турбины расход циркуляционной воды и ее протока через трубную систему конденсатора являются основополагающими требованиями безаварийной работы турбины.  Сопротивление сливного водовода обычно не более 2,0 м вод. ст., тогда, при предельной высоте теоретического сифона разрежение в верхней точке водяной камеры может составлять не более 8,0 м вод. ст., практически же эта величина в пределах 6,5-7,0 м вод. ст. Это ведет к уменьшению высоты сифона, соответственно к увеличению напора ЦН и к увеличению гидравлического сопротивления сливного водовода из конденсатора, и к увеличению расхода электроэнергии на собственные нужды и недоотпуск ее потребителю.  Получение номинального вакуума в конденсаторе зависит от номинальных значений расхода и температуры циркуляционной воды и, конечно, от уровня воды в приемном и сливном каналах в системе циркуляционного водоснабжения турбины. Значение вакуума в конденсаторе также зависит и от сифона по циркуляционной воде, и чтобы удержать этот сифон  и не допустить его срыва, обычно сливной затвор (задвижку), во время эксплуатации, держат прикрытой, что ведёт к дросселированию воды, эрозионному износу её, к увеличению гидравлического сопротивления конденсатора по охлаждающей воде и  к увеличению токовой нагрузки ЦН. На рис.1 приведена принципиальная схема сброса циркуляционной воды с установкой подпорного порога, где показаны геометрические отметки установки подпорного порога и сливного трубопровода под уровень воды в сифонном колодце (приямке).

Рис. 1  Принципиальная схема сброса циркуляционной воды с установкой подпорного порога

 

1 -конденсатор паровой турбины;

2 — сливной водовод под уровнем сифонного колодца, проектное положение;

3 — сифонный колодец (приямок);

4 -сливной водовод под уровнем сифонного колодца, предлагаемое положение;

5 — подпорный порог, железобетон;

Нг. — геодезическая высота верхней точки конденсатора;

Нном- номинальный проектный уровень циркуляционной воды;

Нмин — минимальный проектный уровень циркуляционной воды.

Рис. 2. Компоновка подпорного порога на сливе циркводы

                           В — ширина подпорного порога,  м

Если в сливном канале установить подпорный порог (рис.2), который позволит нам при любых режимах работы циркуляционной системы, т.е. изменение расхода воды в канале, вплоть до останова всех ЦН, получить выход сливного водовода из конденсатора турбины в сифонный колодец всегда был бы ниже уровня воды в сифонном колодце и самом канале.   Это является необходимым условием возможного запуска ЦН в работу и вывод в рабочую точку его характеристики, и создание сифона в конденсаторе. Разность отметок верха водяной камеры конденсатора и уровня воды на сливе из него определяет величину теоретического сифона, который не может быть более 10,0 м вод. ст.

Из опыта эксплуатации конденсаторов следует, что реальный сифон в верхней точке его водяной камеры всегда меньше 10,0 м вод.ст. на величину гидравлического сопротивления сливного водовода  конденсатора δН3 и  полное открытие сливного затвора (задвижки) является необходимым условием максимального использования теоретического сифона в конденсаторе.

Например, на паровых турбинах АЭС К-500-65/300 ХТГЗ широко применяется насосная система подачи воды на эжекторы цирксистемы, для создания сифона, а электрическая мощность каждого из них составляет около 50 кВт.    Установка же подпорного порога позволяет нам отказаться от этих насосов цирксистемы, как ненадёжного элемента турбины и её конденсационной установки. Также порог позволяет всегда иметь высокий уровень в сифонном колодце, за счёт подпора сливной воды уже на выходе из конденсатора без прикрытия сливной арматуры.

 

Выводы.

  1. Применение подпорного порога позволяет уменьшить вероятность снижения уровня циркуляционной сбросной воды в сифонном колодце ниже расчетного;
  2. Подпорный порог позволяет снизить вероятность срыва сифона в конденсаторе при переходах по циркуляционным насосам;
  3. Поддержание расчетного значения сифона в конденсаторе уменьшает вероятность снижения вакуума в конденсаторе, что ведет к снижению токовой нагрузки циркнасосов.
  4. Подпорный порог также позволяет иметь полностью открытый сливной затвор (задвижку) по циркуляционной воде, что ведет к уменьшению дросселирования воды на ней и её эрозионному износу.
  5. Установка подпорного порога позволяет нам отказаться от эжекторных насосов цирксистемы, как ненадёжного элемента турбины и её конденсационной установки.

Список литературы:

[1] – веб-сайт:  http://vdvizhke.ru/parovi-mashiny/.

[2] – там же.

СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ВАКУУМА В КОНДЕНСАТОРАХ ПАРОВЫХ ТУРБИН ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
в статье рассматривается вариант повышения надёжной работы конденсаторов паровых турбин тепловых электростанций, и уменьшения вероятности срыва сифона в конденсаторе, за счёт установки подпорного порога в сливном канале циркуляционной воды.
Written by: Груздев Вячеслав Борисович
Published by: БАСАРАНОВИС ЕКАТЕРИНА
Date Published: 12/22/2016
Edition: euroasian-science.ru_25-26.03.2016_3(24)
Available in: Ebook