Снижение присосов наружного воздуха в газовый тракт котлов и вакуумную систему турбин остается серьезной проблемой при обеспечении экономичной работы тепломеханического оборудования.
Присосы воздуха в топку котла
Увеличение присосов воздуха в топку котла сверх нормативных приводит к повышению температуры уходящих газов и, как следствие, снижает КПД котла, приводит к росту затрат электроэнергии на собственные нужды котла, что снижает технико-экономические показатели электростанции. Присосы воздуха могут быть столь значительны, что из-за недостатка тяги возникнут сложности с поддержанием и увеличением мощности котла.
Присосы воздуха в вакуумную систему турбин
Острой проблемой являются также присосы воздуха в вакуумную систему турбогенераторов. Сверхдопустимые присосы воздуха в вакуумную систему турбоагрегата – одна из основных причин увеличения давления отработавшего пара в конденсаторе по сравнению с нормативным, что снижает мощность и экономичность работы турбоагрегата. Повышение давления (снижение вакуума) в конденсаторе на 1 кПа для турбин с начальным давлением пара 13 МПа снижает мощность и КПД установки на 0,8…0,9 %.
Традиционные методы обнаружения мест присосов
В условиях реальной эксплуатации фактические присосы воздуха нередко превышают нормативные значения. Борьба с ними значительно затруднена вследствие большого объема эксплуатационного контроля, приходящегося на единицу основного оборудования и ограниченности методов, позволяющих оперативно обнаруживать присосы на работающем оборудовании.
Существующие методы обнаружения мест присоса воздуха в котельном и турбинном оборудовании ввиду необходимости обязательного останова оборудования для проведения мероприятия по его техническому диагностированию недостаточно эффективны, требуют значительных затрат времени и труда, существенно снижают коэффициент эффективного использования теплотехнического оборудования и, как следствие, экономические показатели ТЭС или котельной.
Обнаружение присосов холодного воздуха с помощью тепловизора
Эффективным методом по обнаружению мест присосов воздуха является метод инфракрасной термографии с помощью современных тепловизоров. Этот метод основан на том, что каждый объект имеет инфракрасное (тепловое) излучение. Благодаря тому, что излучение является функцией поверхностной температуры объекта, возможно вычисление и отображение этой температуры в виде теплового изображения (термограммы). Термограмма представляет собой физическое свидетельство обнаруженного при проверке отклонения температуры от нормы и в этом качестве является важнейшим элементом термографии, дающим информацию о реальном физическом состоянии объекта. Анализ этой информации, проведенный по специальной методике, позволяет выявлять места дефектов исследуемого оборудования.
Очень важно, что метод инфракрасной термографии при использовании высокочувствительной тепловизионной техники позволяет обнаруживать не только существующие дефекты, но и скрытые отклонения состояния твердого тела.
Другие технические возможности применения метода инфракрасной термографии для диагностики котлотурбинного оборудования и тепловых сетей:
котлы: нарушение внутренней футеровки котла, диагностика состояния поверхностей нагрева;
трубопроводы и паропроводы: диагностика состояния тепловой изоляции;
газоходы: нарушение герметичности, присосы холодного воздуха;
дымовые трубы: выявление нарушений футеровки трубы;
тепловые сети: обнаружения возможных мест утечек горячей воды.
Применение тепловизора на котельных и ТЭЦ позволит реализовать требования законодательства в части рационального использования топливно-энергетических и материаль-ных ресурсов.
Применение тепловизора оборудования позволит уменьшить затраты на производство энергоресурсов, повысить эффективность энергетического производства, эксплуатационную надежность, предупредить аварийные ситуации, определить оптимальные сроки и объемы ремонтных работ.
профилактические мероприятия по предотвращению загрязнений конденсатора (обработка охлаждаюшей воды химическими и физическими методами, применение шарикоочистных установок и т.п.);
периодические чистки конденсаторов при повышении давления отработавшего пара по сравнению с нормативными значениями на 0,005 кгс/см2 (0,5 кПа) из-за загрязнения поверхностей охлаждения;
контроль за чистотой поверхности охлаждения и трубных досок конденсатора;
контроль за расходом охлаждающей воды (непосредственным измерением расхода или по тепловому балансу конденсаторов), оптимизация расхода охлаждающей воды в соответствии с ее температурой и паровой нагрузкой конденсатора;
проверка плотности вакуумной системы и ее уплотнение; присосы воздуха (кг/ч) в диапазоне изменения паровой нагрузки конденсатора 40-100% должны быть не выше значений, определяемых по формуле
Св = 8 + 0,065 N,
где N – номинальная электрическая мощность турбоустановки на конденсационном режиме, МВт;
- проверка водяной плотности конденсатора путем
систематического контроля солесодержания конденсата;
- проверка содержания кислорода в конденсате
после конденсатных насосов.
Методы контроля за работой конденсационной установки, его периодичность определяются местной инструкцией в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
Выполнение указанных требований обеспечивает надежность и экономичность работы турбоустановки.
Загрязнение поверхности конденсаторных трубок отложениями солевого или биологического характера (обычно со стороны охлаждающей воды) увеличивает температурный напор в конденсаторе и соответственно давление от-
работавшего пара. Ухудшение вакуума по сравнению с нор. мативным значением, соответствующим чистой поверхности трубок, приводит к значительному снижению экономичности турбоустановки, а иногда и к ограничению мощности турбины. Например, для турбин с параметрами свежего пара 240 кгс/см2, 540°С ухудшение вакуума на 1% приводит к увеличению удельного расхода тепла примерно на 0,9-1,5% при номинальной нагрузке турбоагрегата. В связи с этим при эксплуатации турбины должен осуществляться тщательный контроль чистоты поверхности конденсаторов и должны приниматься своевременные меры к ее очистке.
Загрязнение трубных досок конденсатора увеличивает его гидравлическое сопротивление, из-за чего уменьшается расход охлаждающей воды и ухудшается вакуум. Поэтому следует контролировать гидравлическое сопротивление по перепаду давлений на входе в конденсатор и выходе из него при определенном расходе охлаждающей воды. При превышении нормативного сопротивления должна производиться чистка.
Следует учитывать, что периодические очистки трубок конденсаторов не решают полностью задачи поддержания максимально возможной экономичности. Постепенный рост количества отложений на трубках, образующихся в период между двумя чистками, приводит к работе турбины с некоторым вакуумом, более низким, чем вакуум при чистом конденсаторе. Кроме того, для высококачественной очистки трубок требуются останов или снижение нагрузки турбины и значительные трудозатраты. Поэтому очень важно проводить профилактические мероприятия, предотвращающие загрязнение трубок конденсаторов и связанное с ним ухудшение вакуума.
Эти мероприятия определяются в зависимости от характера и состава отложений.
При органическом загрязнении трубок на поверхности трубной системы с водяной стороны оседают микроорганизмы и водоросли, содержащиеся в циркуляционной воде, забираемой из естественных или искусственных водоемов. Под влиянием благоприятных температурных условий в конденсаторе микроорганизмы, закрепившиеся на поверхности трубок, начинают постепенно разрастаться, образуя с течением времени значительный слой слизистых отложений, ухудшающий теплопередачу от пара к воде (увеличение температурного напора). Кроме того, уменьшается сечение трубок, что ведет к увеличению гидравлического сопротивления конденсатора и уменьшению расхода воды через него.
Эффективным средством борьбы с органическими отложениями является обработка циркуляционной воды хлором или медным купоросом. При этом поверхность трубок активируется хлором или купоросом и становится токсичной для микроорганизмов. Перед переходом к систематической обработке циркуляционной воды реагентами необходимо произвести тщательную механическую или гидромеханическую очистку трубок, так как в этом случае эффективность профилактических мероприятий будет выше.
Плотные неорганические отложения (накипь) появляются в конденсаторе при повышенном содержании в циркуляционной воде солей жесткости Са(НСО3)2 и Мд(НСО3)2. Подобные условия часто создаются в оборотных системах водоснабжения, где за счет испарения воды и подпитки системы водой, содержащей соли, растет со-лесодержание циркуляционной воды и при достижении предельного значения карбонатной жесткости начинается распад бикарбонатов с отложением солей на поверхности трубок конденсатора.
Профилактическими мероприятиями против образования неорганических отложений являются организация рационального режима продувки и подпитки систем оборотного водоснабжения, а также проведение химической обработки воды - фосфатирование или подкисление. Применение химических способов улучшения качества циркуляционной воды приводит к необходимости обработки больших количеств воды и требует значительных затрат, поэтому в настоящее время все большее распространение получает метод непрерывной механической очистки трубок конденсаторов резиновыми шариками. Опыт работы электростанций с внедренными установками шариковой очистки конденсаторных трубок показал высокую эффективность данного метода для профилактики загрязнений как неорганического, так и органического характера.
Установленный ПТЭ предел ухудшения вакуума по сравнению с нормативным на 0,5%, после достижения которого должна производиться чистка конденсатора, до известной степени условен, однако им следует руководствоваться для предотвращения чрезмерного снижения экономичности турбоустановки и установления периодичности проведения чистки конденсаторов на электростанции.
Расход охлаждающей воды контролируется непосредственным измерением с помощью сегментных диафрагм, применяемых для водоводов больших диаметров, или определяется из теплового баланса конденсатора по нагреву воды и расходу отработавшего пара. Измерение расхода охлаждающей воды позволяет также контролировать состояние циркуляционных насосов по их характеристикам.
Присосы воздуха через неплотности конденсатора и вакуумной системы турбоустановки оказывают влияние на процесс теплопередачи с паровой стороны трубок конденсатора, увеличивая температурный напор, а также на содержание кислорода в конденсате отработавшего пара.
Создание абсолютной плотности конденсатора и вакуумной системы турбоустановки невозможно. Присос воздуха происходит через различные неплотности в стыках сопрягаемых деталей, фланцевом разъеме ЦНД, фланцевых соединениях трубопроводов, находящихся под вакуумом, в арматуре, через концевые уплотнения турбины при их неудовлетворительной работе. При этом количество присасываемого воздуха зависит от нагрузки турбины. При уменьшении пропуска пара в конденсатор вдвое по сравнению с номинальным режимом присос воздуха может возрасти на 30 - 40% за счет увеличения количества узлов турбоагрегата, работающих под разрежением (регенеративных подогревателей и др.).
В случае применения пароструйных эжекторов возможен их переход на перегрузочный режим, когда количество присасываемого воздуха превышает рабочую производительность эжектора. При этом ухудшается вакуум в конденсаторе и увеличивается содержание кислорода в конденсате. При применении водоструйных эжекторов повышение давления в конденсаторе меньше, чем при применении пароструйных эжекторов, так как при больших присосах они не срываются, а продолжают устойчиво работать в соответствии со своей характеристикой на сухом воздухе.
В основу предписываемых ПТЭ максимально допустимых значений присосов воздуха положены практически достигнутые в эксплуатации значения. Плотность вакуумной системы оценивается непосредственным измерением количества воздуха, отсасываемого пароструйным эжектором, с помощью дроссельного расходомерного устройства. Для установок с водоструйными эжекторами, в которых непосредственное измерение расхода отсасываемого воздуха невозможно, используется характеристика эжектора - зависимость давления на стороне всасывания эжектора от расхода воздуха. При обнаружении больших присосов воздуха следует выявить все неплотности и устранить их в кратчайший срок. Выявление мест присосов производится на работающей машине с помощью галоидных течеискателей, на остановленной – путем залива вакуумной системы водой и визуального осмотра. Высокоэффективным способом отыскания неплотностей вакуумной системы является паровая опрессовка.
Одной из важных задач обеспечения надежности эксплуатации является поддержание требуемого качества конденсата. Источником загрязнения конденсата могут явиться неплотности трубной системы конденсаторов, через которые охлаждающая вода, давление которой значительно выше давления в паровом пространстве конденсатора, попадает в конденсат. Количество присасываемой циркуляционной воды может быть незначительным, но даже малое ее количество достаточно, чтобы вывести конденсат турбины по жесткости за пределы, разрешенные ПТЭ. Так, для турбины К-300-240 присос циркуляционной воды, имеющей жесткость, например, 300 мг/л (чистая речная, озерная вода), в количестве 8-10 л/ч уже является недопустимым. Контроль присосов циркуляционной воды ведется путем химического анализа конденсата на жесткость.
Неплотности трубной системы могут возникать в местах развальцовки трубок в трубных досках из-за дефектов вальцовки, в самих трубках могут появляться трещины и изъязвления материала как следствие агрессивного действия воды.
Для обеспечения плотности вальцовочных соединений применяется нанесение на трубные доски конденсаторов уплотняющих покрытий (битумного покрытия, гуммирования). Уменьшение вероятности повреждения металла по длине трубок обеспечивается выбором материала трубок в соответствии с качеством охлаждающей воды.
При наличии в конденсате коррозионно-активных газов, в частности кислорода, трубопроводы и оборудование, расположенные на участке от конденсатора до деаэратора, подвергаются коррозии. Продукты коррозии, выносимые в деаэратор, а оттуда в котел, откладываясь на поверхностях нагрева, создают предпосылки для тяжелых аварий из-за пережога труб,
Как правило, конденсаторы обладают удовлетворительной деаэрирующей способностью и обеспечивают содержание кислорода в конденсате после конденсатора в пределах норм, предписываемых ПТЭ. Однако при неплотности находящегося под вакуумом тракта до конденсатных насосов возможны присосы воздуха и поглощение кислорода деаэрированным в конденсаторе конденсатом. Присосы воздуха в трубопроводы конденсата, т.е. непосредственно в воду, наиболее опасны, так как даже незначительного количества подсасываемого воздуха достаточно для заражения всего потока конденсата.
Постоянный контроль содержания кислорода в конденсате обеспечивает возможность своевременного принятия мер к предотвращению коррозии металла по тракту конденсата. Контроль содержания кислорода в конденсате производится путем химического анализа отбираемой пробы. Проба конденсата отбирается после конденсатных насосов, таким образом, под контролем оказывается весь находящийся под вакуумом всасывающий тракт от конденсатора до насоса.
Присосы воздуха на всасывающем тракте конденсатного насоса могут происходить в сварных соединениях при их некачественном исполнении, через неплотности фланцевых соединений трубопроводов, сальники штоков задвижек. Неплотности должны устраняться повторной сваркой соединений, установкой во фланцевые соединения прокладок, организацией гидравлических уплотнений штоков задвижек, использованием вакуумной арматуры и др.
В том случае, если в установке имеются воздухомеры, измеряющие количество воздуха, удаляемого из конденсатора, контроль воздушной плотности вакуумной системы должен быть постоянным и осуществляться путем наблюдения за показаниями воздухомера и сравнения этих показаний с нормальными значениями, которые приняты для данной установки. Величина присоса воздуха устанавливается для каждого агрегата в зависимости от пропуска пара в конденсатор. С уменьшением пропуска пара в конденсатор наблюдается повышение присоса воздуха в вакуумную систему. Последнее объясняется тем, что с уменьшением пропуска пара в турбину разрежение распространяется на большее число ступеней турбины, захватывая регенеративные подогреватели и паропроводы регенеративной системы. Распространение разрежения обычно приводит к увеличению количества источников присоса воздуха.
В настоящее время воздушная плотность вакуумных систем турбоагрегатов значительно повысилась за счет широкого применения в установках сварных соединений и высокого качества сварочных работ.
Как свидетельствует опыт эксплуатации турбоагрегатов, присос воздуха обычно не превышает 2-3 кг/ч для турбоагрегатов мощностью 20-25 Мвт и 5-10 кг/ч - для турбоагрегатов мощностью 100 Мвт и выше при номинальной мощности и отличном состоянии воздушной плотности системы. При отсутствии воздухомеров для контроля за присосами воздуха необходимо периодически, обычно не реже 1 раза в месяц, производить проверку воздушной плотности системы. В том случае, если имеются подозрения в отношении нарушения воздушной плотности, такая проверка может быть повторена.
Проверка воздушной плотности системы также проводится перед остановкой турбоагрегата на ремонт и после ремонта. Проверка воздушной плотности вакуумной системы турбоагрегата по существу заключается в определении скорости падения вакуума при полностью отключенном воздухоудаляющем устройстве. Опытами установлено, что для всех турбоагрегатов имеется линейная зависимость падения разрежения от времени при отключенном отсосе воздуха. Таким образом, относительная оценка качества воздушной плотности системы может производиться по скорости падения разрежения в конденсаторе в единицу времени (обычно за 1 мин).
Проверка плотности вакуумной системы производится следующим образом. При нагрузке турбины примерно 50 или 75% полной закрывают задвижку на линии отсоса воздуха между конденсатором и воздухоудаляющим устройством. Циркуляционные и конденсатные насосы при этом должны работать на обычном режиме. После перекрытия линии отсоса воздуха через равные интервалы времени, обычно через каждые полминуты, производят запись показаний вакуумметра.
Общая продолжительность опыта чаще всего не превышает 5-7 мин. Необходимо иметь в виду, что падение вакуума при проверке воздушной плотности не должно быть ниже 500-550 мм рт. ст. во избежание нагрева выхлопной части турбины. Воздушная плотность считается хорошей, если скорость падения вакуума не превышает 1 мм рт. ст. в минуту для турбин мощностью 25 Мвт и выше и 3-5 мм рт. ст. в минуту - для турбин мощностью до 25 Мвт. Большие скорости падения вакуума свидетельствуют о ненормальных присосах воздуха вследствие нарушения плотности вакуумной системы установки. В таких случаях необходимо приступать к отысканию мест присоса воздуха.
Отыскание мест присоса воздуха может производиться путем тщательного осмотра и проверки предполагаемых мест неплотностей пламенем свечи или опрессовкой конденсатора водой. Отыскание мест присосов воздуха является нелегкой задачей, требующей не только значительной затраты времени и труда, но и определенных навыков.
Первый способ отыскания неплотностей заключается в том, что все наиболее вероятные места присосов воздуха (фланцы, сальники, сварные швы, находящиеся под вакуумом, атмосферный клапан) проверяют пламенем свечи. По отклонению пламени можно установить место присоса воздуха. Однако этот способ неприменим для турбогенераторов с водородным охлаждением вследствие его пожарной опасности.
Второй способ - это опрессовка водой; он требует остановки турбины и не дает положительных результатов в тех случаях, когда имеются неплотности в корпусе турбины или в паропроводах регенеративных подогревателей.
В ФРГ был предложен способ отыскания воздушных неплотностей в вакуумной системе работающих турбоустановок с помощью галоидного течеискателя. Этот способ основан на том, что эмиссия, т. е. испускание с поверхностей раскаленной платины положительных ионов, очень резко возрастает в присутствии галоидов (галогенов) элементов VII группы периодической системы Менделеева (фтор, хлор, бром и под). Таким образом, если в каком-либо газе окажется даже незначительное присутствие галоидов, то эффект эмиссии ионов становится заметным. Наиболее подходящим галоидосо- держащим газом является фреон-12 (СF 2 Сl 2 ). Фреон не обладает токсическими свойствами, негорюч, не взрывоопасен и не действует агрессивно на металлы.
На рис. 3-7 показана схема использования галоидного течеискателя для определения мест воздушных неплотностей в вакуумной системе турбоустановки. Галоидосодержащий газ находится в сжатом виде в баллоне 1, который через редуктор 2 соединен с гибким шлангом 3, на конце которого установлено сопло 4. Струя газа, выходящего пз сопла, направляется на те места, которые проверяются на плотность. В случае наличия неплотности газ проникает в вакуумную систему и затем поступает в трубопровод 5, соединяющий конденсатор с воздухоудаляющим устройством. На трубопроводе отсоса воздуха, ближе к конденсатору, встраивается датчик 6, соединенный бронированным кабелем 7 с прибором 8, в электрическую схему которого включен микроамперметр, Прибор подключается к сети переменного тока. Отклонение стрелки микроамперметра зависит от интенсивности эмиссии ионов в датчике. Последнее находится в зависимости от попадания в датчик галоидов.
Таким образом, при наличии неплотности и проникновения галоидосодержащего газа в вакуумную систему установки стрелка микроамперметра будет отклоняться вправо.
После встройки датчика в турбопровод 5 и подключения прибора к сети переменного тока производят прогрев датчика небольшим током в течение 1-2 мин. Стрелку микроамперметра устанавливают на нуль. После этого прибор готов к работе и можно приступать к обдувке фреоном вероятных мест присоса воздуха.
Опыты, проведенные с описанной выше установкой, показали, что время запаздывания (время с момента проникновения газа через неплотность до срабатывания микроамперметра) не превышает 3 сек при установке прибора на максимальную чувствительность. При таком времени запаздывания можно с достаточной точностью установить место нарушения плотности соединения.
Если галоидный течеискатель соединить с каким-либо звуковым или световым сигнальным прибором, то тогда поиски мест присоса воздуха могут проводиться одним человеком. При появлении звукового или светового сигнала следует заметить мелом место, которое обдувалось газом, и путем тщательного осмотра этого места или повторным обдуванием газом можно обнаружить место повреждения. Для отыскания неплотностей в труднодоступных местах может быть использован галоидный течеискатель, выполненный в виде щупа. Такие течеискатели у нас выпускаются под марками ГТИ-1 и ГТИ-2.
Определение мест присосов в современной крупной турбоуста - новке с ее широко развитой вакуумной системой представляет собой весьма сложную задачу.
До недавнего времени для оты-
Екания мест, где возникали неплотности, персонал электростанций располагал весьма ограниченными возможностями. Для определения мест присосов воздуха на ходу турбины существовал старый способ - проверять все подозрительные места с помощью горящей свечи, по отклонению ее пламени. Этот способ позволял находить места крупных присосов воздуха, однако для нахождения более мелких неплотностей он был неприменим. Кроме того, для турбоагрегатов с водородным охлаждением этот метод по условиям пожарной безопасности вообще не мог быть разрешен.
Имеются также методы определения неплотностей в вакуумной системе на остановленной турбине. К ним относятся гидравлическая и воздушная опрессовка системы.
При гидравлической опрессовке в паровое пространство конденсатора заливается вода до расточек уплотнений выхлопного патрубка. При этом все задвижки элементов и узлов, находящихся под разрежением, должны быть открыты, а концевые уплотнения турбины должны быть загерметизированы. Места неплотностей при этом определяются по вытекающей из них воде. Для увеличения внутреннего давления при опрессовке в верхнюю часть турбины подают от компрессора воздух под давлением 0,0196-0,0294 МПа (0,2-0,3 кгс/см2) (изб.).
Воздушная опрессовка осуществляется путем подачи в цилиндры турбины воздуха под избыточным давлением. Места неплотностей определяются по отклонению пламени свечи или путем покрытия подозрительных мест мыльной пеной.
Все эти методы весьма трудоемки и, естественно, не соответствуют современному уровню развития энергетики, вследствие чего в последнее время были разработаны новые методы отыскания неплотностей. Они основываются на применении аппаратуры, использовавшейся в технике глубокого вакуума. ^^-^Йаиболее совершенным и современным способом отыскания неплотностей в вакуумной системе турбины является использование для этой цели галоидных течеиска - телей атмосферного и вакуумного типа . С помощью этих приборов удается обнаружить самые незначительные присосы воздуха в любых местах турбоустановки, находящихся под разрежением.
Принцип действия галоидных те - чеискателей основан на свойстве платины в раскаленном состоянии испускать ионы. Эмиссия ионов возрастает, когда в среде, в которой находится разогретая платина, присутствует галоидосодержащий газ (фреон, четыреххлористый углерод и др.).
Если какой-либо узел (фланец, сальник и др.), имеющий неплотность, обдувать галоидосодержа - щим газом, а в месте отсоса воздуха из конденсатора поставить датчик прибора, то газ вместе с воздухом попадает в вакуумную систему турбины и будет отсасываться из нее эжектором. Появление галоидов в Отсасываемом воздухе будет отмечено прибором. Отсутствие сигнала на приборе будет указывать на воздушную плотность испытуемого элемента вакуумной системы.
В качестве пробного газа обычно применяется фреон-12. Он достаточно дешев, нетоксичен, не вступает во взаимодействие с металлами. Для обдувки фреоном мест возможных присосов используется небольшая, переносимая в руках емкость (баллон) со шлангом, из которого и производится обдувка. Измерительный блок галоидного течеискателя соединяется гибким шлангом с датчиком атмосферного или вакуумного типа. Датчик атмосферного типа (ГТИ-3) предназначен для использования в турбоустановках, снабженных пароструйными эжекторами. В этом случае датчик устанавливается в потоке воздуха, выходящего из парового эжектора после последней секции холодильника (рис. 6-16,а).
Значительно большие трудности для получения пробы воздуха имеются в турбоустановках с водоструйными эжекторами, поскольку отсасываемая из конденсатора паровоздушная смесь смешивается с рабочей водой эжектора и сбрасывается в отводящие каналы циркуляционной системы. В этом случае проба воздуха на наличие фреона должна забираться из всасывающей линии к водяному эжектору. Для этой цели служит датчик вакуумного типа (галоидный течеискатель типов ВАГТИ-4 и ГТИ-6).
Как видно из схемы на рис. 6-16,6, датчик 6 и холодильник 4 подсоединяются параллельно основному трубопроводу паровоздушной смеси. Прохождение некоторого количества паровоздушной смеси через параллельную ветвь осуществляется за счет работы воздушного элеватора 5, создающего необходимую циркуляцию паровоздушной смеси в ответвлении. Применение холодильника для конденсации пара из паровоздушной смеси повышает концентрацию галоидов в смеси, проходящей через датчик, и тем самым усиливает сигнал. Укажем основные приемы работы с галоидными течеискателями.
Для проверки работоспособности течеискателя и выбора режима его работы первоначально фреоном обдувается специальное калибровоч
ное сопло диаметром 0,5-1,0 мм, установленное в наиболее доступном месте вакуумной системы турбины. Эта пробная обдувка позволяет выбрать чувствительность прибора. После этого калибровочное сопло отключается, и установка может быть использована для определения действительных мест присо- сов. При этом следует учитывать, что сигнал появляется на приборе с некоторым запаздыванием после начала обдувки какого-либо места фреоном. Это запаздывание может колебаться от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от расстояния между местом обдувки и местом установки датчика. Время обдувки должно быть порядка 1 - 3 с. После обнаружения неплотности обдувку газом следующего узла следует производить не сразу, а после вакуумной системы, которая может длиться до 10 мин. Только после того, как стрелка прибора встанет на нуль, можно переходить к дальнейшей работе с течеискателем.
С помощью галоидного течеискателя атмосферного типа ГТИ-3 можно обнаруживать неплотности и в линии основного конденсата, находящегося под разрежением . В этом случае воздух не попадает в конденсатор, а увлекается потоком конденсата в деаэратор через всю регенеративную систему низкого давления. При этом резко повышается содержание кислорода в конденсате, что вызывает коррозию питательного тракта низкого давления и попадание продуктов коррозии в деаэратор, а затем в котел.
|
В -с датчиком атмосферного типа (ГТИ-3): / - пароструйный эжектор; 2-воздухомер; 3- охладитель паровоздушной смеси; 4-щуп (датчик) течеискателя; 5 - измерительный блок течеискателя; 6 - термометр; 7 - вентиль для выпуска воздуха помимо воздухомера; 8 - конденсатор; 9 - баллон с фреоном; 10 - отводная трубка, б -с датчиком вакуумного типа (ВАГТИ-4): 1-конденсатор; 2 - водоструйный эжектор; 3 - бессальниковый вентиль; 4-охладитель смеси; б- воздушный элеватор; 6 - вакуумный датчик; 7 - измерительный блок течеискателя; 8- баллон с фреоном; 9 - проверяемая на плотность задвижка; 10 - устройство для пуска фреона; //-калибровочное сопло. |
Местами возможных присосов воздуха в этом случае являются сальники уплотнений штоков задвижек насосов, накидные гайки, вентили, тройники манометров, фланцы
крышек конденсатных насосов и т. д. К этим местам присосов относятся и неплотности, появляющиеся в напорной линии конденсатных насосов при выводе и^ в резерв.
Работа с течеискателем в данном случае отличается тем, что датчик устанавливается на выпаре деаэратора, причем отбор пробы воздуха производится через дополнительный холодильник.
Как показал опыт, применение галоидных течеискателей для нахождения мест присосов воздуха позволяет поддерживать высокую воздушную плотность вакуумной системы турбины, что особенно важно для крупных энергетических блоков.
Из других новых методов определения мест присосов воздуха следует отметить ультразвуковой способ, позволяющий находить неплотности по наличию звуковых колебаний высокой частоты при подсосе воздуха в вакуумную систему .
"В отечественной практике была сделана попытка применить прибор ТУЗ-5М, состоящий из пьезоэлектрического датчика, усилителя и головного телефона. Для определения мест неплотностей датчик течеискателя должен поочередно подноситься к возможным местам присосов воздуха. При наличии неплотности в наушниках возникает шипящий звук, сила которого будет нарастать по мере приближения датчика к месту подсоса.
Преимуществами прибора являются его малый вес (400 г) и простота эксплуатации.
Очень большим недостатком указанного ярибора является то, что ои реагирует иа носторонние шумы: паровые свищи, движение потоков пара, воды и воздуха внутри труб. Прибором нельзя воспользоваться также для проверки работы концевых уплотнений турбины, так как вращающийся вал ее создает шумовой фои интенсивнее полезного сигнала. Кроме того, электрическая часть схемы испытывает влияние работы генератора и возбудителя. Вследствие этого пользоваться ультразвуковым течеискателем особенно удобно в период пуска конденсационной установки и набора вакуума при иевозбуждеином генераторе, а также в местах удаленных от звуковых помех. Для уменьшения влияния посторонних шумов рекомендуется подсоединять к датчику прибора специальную насадку цилиндрической формы, оклеенную изнутри звукоизолирующим материалом.
По своим эксплуатационным данным ультразвуковой течеискатель ие может заменить течеискатель галоидного типа и поэтому не нашел широкого распространения на электрических станциях СССР.
Определяющим показателем надежной и эффективной работы паровых турбин на электростанциях является оптимальная эксплуатация конденсационных установок. Основным назначением конденсационной установки паротурбинного агрегата является конденсация отработавшего пара турбины, который содержит примесь неконденсирующихся газов, в основном воздуха, проникающего через неплотности в вакуумной системе турбоагрегата. Для поддержания разрежения в паровом пространстве конденсатора неконденсирующиеся газы должны постоянно удаляться. Для этого на Российских электростанциях уже более 50 лет применяются штатные системы вакуумирования эжекторного типа.
В современных реалиях рынка процесс снижения издержек производства электроэнергии и тепла является ключевым фактором выживания в условиях жесткой рыночной конкуренции генерирующих компаний. Основным минусом эксплуатации паровых эжекторов для откачки паровоздушной смеси являются пережег топлива для выработки пара. Минусами эксплуатации водоструйных эжекторов являются большой расход технической воды, расход электроэнергии, затрачиваемой на работу подъемных насосов, а также потеря химобессоленной воды.
Предлагаемые нашей компанией вакуумные системы для откачки паровоздушной смеси из конденсатора паровых турбин электростанций состоят из двухступенчатых жидкостно-кольцевых вакуумных насосов с системой конденсации пара посредством впрыска воды до попадания в насос, теплообменник с замкнутым контуром охлаждения жидкостного кольца системы и сепаратор для разделения воздуха и воды. Принцип действия жидкостно-кольцевой вакуумной системы основан на откачке неконденсирующихся газов (воздуха) с остаточным содержанием пара, сжимающий паровоздушную смесь и выбрасывающих ее в атмосферу. Данные вакуумные системы уже многие десятилетия надежно функционируют и являются отраслевым стандартом в энергетической отрасли Европейских стран и США, а в последние годы активно внедряется и в странах Азии, таких как Индия, Китай, Корея и Япония и т.д.
Расчёты окупаемости показывают, что максимальные показатели окупаемости оборудования приходятся на электростанции, использующие прямоточную систему забора воды из водоемов.
Схема электростанций с прямоточным циклом снабжения технической воды приведена на схеме №1.
В связи с существующей проблемой водопользования, основные электрогенерирующие компании России ищут способы снижения расхода воды, забираемой из водных объектов. Это связано с принятием 26 декабря 2014 г. постановления Правительства РФ N 1509 «О ставках платы за пользование водными объектами, находящимися в федеральной собственности, и внесении изменений в раздел I ставок платы за пользование водными объектами, находящимися в федеральной собственности». Вследствие чего, ежегодный коэффициент за пользование водными объектами РФ на стремительно растет на 15% в год. Это постановление приводит к существенному снижению конкурентного уровня тепловых электростанций (ТЭС) с прямоточными системами, где средняя доля затрат на водоснабжение ТЭС с прямоточными системами технического водоснабжения от общих затрат на производство энергии в 2013 году составило 3,4%, а к 2017 году вырастет до 8,2 %, а на некоторых ТЭС - до 12 %.
Одним из решений снижения платы за водопользование является замена водоструйных эжекторов на вакуумные системы на базе водокольцевых насосов. В среднем при таких заменах срок окупаемости составит от 3 до 6 лет, и позволит:
- снизить расход электроэнергии вакуумной установки ~ в 7 раз;
- уменьшить расход технической воды на вакуумную установку ~ в 50 раз и более;
- исключить потери химобессоленой воды.
В конечном итоге эксплуатационные затраты жидкостно-кольцевых вакуумных систем на 60-80% ниже, в сравнении с эжекторными.
Схема электростанций с вакуумными жидкостно-кольцевыми установками приведена на схеме №2.
Мы проводим оптимальный подбор оборудования, обеспечивая баланс производительности вакуумной системы и КПД турбины. Благодаря широкому диапазону вакуумных насосов, каждая вакуумная система проектируется индивидуально, в соответствии со всеми требованиями Заказчика, обеспечивая баланс производительности вакуумной системы и КПД турбины, а также учитывая следующие факторы:
- Практические условия эксплуатации энергоустановок при нормальных и аварийных присосах;
- В соответствии с зарубежными и отечественными стандартами энергетической отрасли;
- Практические Летние и Зимние условия;
- Основные преимущества вакуумной системы:
- двухступенчатый жидкостно-кольцевой вакуумный насос, оптимизированный специально для применения в энергетике;
- Оптимальная скорость откачки для любой мощности турбины вплоть до 1500 МВ и выше;
- Рассчитан на постоянную работу при вакууме близком к давлению насыщенных паров;
- Надежная и стабильная работа в разных режима, не чувствительна к резким перепадам нагрузки;
- Минимально необходимое энергопотребление
- Отсутствие потерь конденсата/хим. обессоленной воды.
- испытания, согласно стандартам HEI;
Для расчета и предоставления ТКП в Ваш адрес, просим Вас направить техническое задание или заполнить наш Опросный лист.
Загрузка...