Размещено на http://www.allbest.ru/

1

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ ТОПЛИВНОГО ПЕРЕЖОГА ЭНЕРГОБЛОКОМ 300 МВт

Ануфриенко О.С., кандидат технических наук, доцент.

Казиев А.З. обучающийся 5 курса, группы 3-14ТТ(ба)ЭОП

Базарбаев А.М. обучающийся 5 курса, группы 3-14ТТ(ба)ЭОП

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал) ОГУ

Механико-технологический факультет, кафедра электроэнергетики и теплоэнергетики

регулятор температуры конденсационная установка

При работе конденсационной установки ТЭС и ГРЭС необходимо обеспечивать соответствующий технологическому процессу вакуум, что возможно при отсутствии охлаждении конденсата строго в заданном диапазоне температурного напора, отсутствии превышения воздушных присосов в системе по созданию вакуума, нормальном режиме работы циркуляционной системы по режимной карте турбины.

Невозможность поручить системе АСУ поддерживать необходимый вакуум в конденсаторе вызывает поиск решений в методах очистки конденсационной системы.

Условия, приводящие к снижению уровня вакуума, могут быть:

- остановы и внезапные срывы ПНЭ;

-недоподача пара на уплотнение турбины;

-наличие посторонних предметов в соплах основных эжекторов;

-поломка сифона в сливных циркводоводах;

-остановка центрального насоса;

-превышение уровня конденсата в межтрубном пространстве конденсаторе;

-недостаточная герметичность в разъемах фланцев и арматуры под вакуумом;

-наличие присосов в фильтрах БОУ;

- трещины в трубопроводах, связанных с вакуумом;

- отложения в трубках конденсатора;

Признаками забивания трубной доски конденсатора являются:

а) возрастание температуры выхлопа;

б) возрастание температуры циркуляционной воды на выходе из конденсатора;

в) снижение температурного напора на 0.5-1 °С от исходного;

г) возрастания давления в напорных циркводоводах на 100ч300 кПа;

д) возрастание тока электродвигателей ЦН (возможен перегруз свыше 110

е проведение ремонтных работ на оборудовании, связанном с вакуумом;

В тепловых схемах ТЭС, ГРЭС, согласно рисунку 1, есть большое количество трубопроводов и аппаратов под разряжением.

Пусковой режим турбины, растопка всех корпусов, переменные тепловые режимы турбин могут привести к трещинам трубопроводах, компенсаторах, спровоцировать присосы в сальники арматуры и фланцы.

При изменении вакуума персоналу следует принять оперативные меры по обнаружению присосов. Машинисты КТЦ должны вести контроль показателей работы конденсатора по температурному напору, нагреву циркводы, определять периодичность чистки конденсатора и сушки трубок воздухом.

Решение вопроса организованно по алгоритму:

-категоризация причин загрязнения трубных досок и трубок конденсатора;

-исследование и внедрение способов очистки:

- систематизация успешных решений.

Рисунок 1 - Принципиальная тепловая схема турбоустановки ПТ-65/75-130/13

Предпроектное исследование относится к конденсационным установкам блочной энергоустановки 300МВт и энергоустановки с поперечными связями на базе Ириклинской ГРЭС и ОТЭЦ-1.

Рассмотрены все взаимосвязи и назначение конденсационных установок. Показано, что нарушение технологического вакуума в конденсаторе приводит к пережогу и снижению КПД энергоустановок независимо от схемы подключения к турбине. В связи с этим, решения по повышению технологичности конденсационных установок является актуальной задачей всех конденсационных ПТУ.

Цель исследования:

- проектирование модернизации конденсационных установок ТЭС с повышением технологичности для ТЭС блочного типа и ТЭС с поперечными связями на базе ИГРЭС и ОТЭЦ-1, ТЭЦ ОАО «Уральская Сталь».

Задачи:

- Демонстрация особенностей проектных расчетов, таких, как поверочный и тепловой в проектах модернизации конденсационных установок. Алгоритмизация расчетных методов;

-Алгоритмизация подходов к анализу причин по снижению технологичности конденсационных установок;

-Проектная модернизация конденсационных установок с эффектом повышения технологичности;

-Автоматизация конденсационных установок. Подбор регулятора температуры для синтеза САР при моделировании конденсационной установки;

-Безопасность жизнедеятельности и охрана труда при эксплуатационных режимах конденсационных установок с повышенной технологичностью;

-Технико-экономический анализ эффективности проектной модернизации конденсационных установок;

Снижение вакуума в конденсаторе на 0,1% приводит к перерасходу 1800т.у.т. в год. В связи с такой практикой, повышение технологичности конденсационной установки демонстрируется при:

- снижении количества остановов турбин:

- снижении уровня (или устранении) пережога в котлоагрегате по причине недостаточной устойчивости требуемого вакуума в конденсаторе;

- совершенствовании технологической схемы конденсационной установки:

- корректности выбора конструктивных характеристик конденсатора в случае локальной модернизации котлоагрегата (впрыск конденсата в зоне пароперегревателя);

- повышении надежности эксплуатационных режимов;

- повышении экономичности ПТУ по причине технологичности конденсационных установок.

На рисунке 2 приведена схема основного конденсата блочной ТЭС-300МВт.

Рисунок 2 - Схема основного конденсата блочной ТЭС-300МВт

Приведём для энергоблока 300 МВт. пример расчёта конденсатора пара уплотнений для конденсационной турбины.

1. Пренебрегаем потерями давления в стопорных и регулирующих клапанах турбины. Исходные данные:

1) Параметры пара высокого давления перед турбиной:

2) Параметры пара низкого давления перед турбиной:

3) Параметры в конденсаторе:

4) Температурный график сетевой воды 130/60

Для сравнения, приведём по условиям эксплуатации балансы пара и воды для ПГУ-325.

2. Расчет тепловой схемы ведется при электрической мощности генератора

Доля пара высокого давления к стопорным клапанам ЦВД при расчетном режиме:

Доля пара низкого давления при расчетном режиме:

Потери пара и воды от утечек:

Количество пара уплотнений, направляемого в конденсатор пара

уплотнений (КПУ):

Расчет конденсатора пара уплотнений для ПГУ производим по схеме рисунка 3

Рисунок 3 - Расчетная схема конденсатора пара уплотнений.

- энтальпия основного конденсата на входе в КПУ.

Энтальпия пара уплотнений принимается как энтальпия сухого насыщенного пара при давлении

Тогда:

Энтальпия конденсата пара уплотнений:

Энтальпия конденсата в конденсаторе при

 ().

Потери в блочной обессоливающей установке, в тракте от конденсатора турбины до КПУ незначительны, частично компенсируются рециркуляцией основного конденсата после насосов обессоливающей установки (НОУ) и конденсатных насосов (КЭН) и ими можно пренебречь.

Расход конденсата через КПУ при нормальном режиме

, (1)

где - расход пара в конденсатор

(2)

Тогда, расход конденсата через КПУ:

Тепловой баланс конденсатора пара уплотнений

(3)

3. Расчет узла смешения основного конденсата и конденсата сетевых подогревателей.

Материальный баланс узла смешения определяем по формуле

(4)

где

Тепловой баланс узла смешения

(5)

Произведём оценку погрешности расчета материального баланса воды и пара согласно рисунку 4.

Из теплового баланса ДПВ:

Из материального баланса узла смешения:

Погрешность расчета

Рисунок 4 - Расчётная схема деаэратора питательной воды

Постановка задачи снижения пережога сводится к поиску путей уменьшения температурного напора, причинами которых является загрязнение трубных досок конденсаторов турбин.

Повышение давления пара в конденсаторах приводит к пережогу топлива. Для определения величины пережога топлива определим значение поправки к мощности и ограничений мощности из-за превышения предельных значений давления пара в конденсаторе, для числа стояния температур атмосферного воздуха в диапазоне температур от 20°С до 25°С (согласно СНиП23-01-99 от 5% обеспеченности до 2%). С помощью графика зависимости естественной температуры воды от температуры воздуха в интересующем нас диапазоне определяем температуру воды.

Первая опытно-промышленная СШО, смонтированная на 6-м энергоблоке (турбина К-300-240-ЛМЗ), после наладки и испытаний была сдана в эксплуатацию.

Ввод СШО преобразовал обслуживание конденсатора и повлиял на работу блока в целом. Прекратились внеплановые остановы для чистки конденсатора, отпала необходимость в термосушке трубок, выгрузке (иногда десятками вёдер) дрейсены, водорослей, мусора из камер конденсатора.

«Первоиспытателем» СШО на Ириклинской ГРЭС был шестой энергоблок. После положительных результатов эксплуатации в ходе капремонта второго энергоблока на одном из энергоблоков установили фильтр предварительной очистки конденсатора.

Таблица 1 - Расчетные значения пережога топлива и ограничений мощности за четыре месяца, когда температура охлаждающей воды превышает 12 °С

Ириклинские энергетики возлагают большие надежды на данную систему шариковой очистки. Она позволяет содержать трубную часть конденсатора в чистоте. Использование СШО улучшает вакуум в конденсаторе, уменьшает потери тепла, а вследствие этого уменьшается расход топлива.

Опыт эксплуатации СШО решает одну из наиболее важных и актуальных задач энергосбережения на ГРЭС и имеет настолько хорошие результаты, что может быть рекомендован для всех ТЭС.

СШО конденсатора ТГ (турбогенератора) представлена на рисунке 5, из которого видно, что система состоит из двух групп оборудования:

I - оборудование, предназначенное для очистки от мусора всего потока циркуляционной воды;

II - оборудование, предназначенное для очистки трубок конденсатора ТГ.

Рисунок 5 - Принципиальная схема установки непрерывной очистки конденсатора

Оборудование первой группы предотвращает попадание взвешенных веществ в контуры циркуляции шариков, обеспечивает надежную работу СШО. Оборудование, входящее в состав шарикоочистки конденсатора турбины, образует два автономных контура циркуляции половин конденсатора А и Б. Пористые резиновые шарики вводятся в напорный водовод и потоком воды увлекаются в конденсаторные трубки. После прохождения через трубки шарики отделяются от потока охлаждающей воды шарикоулавливающим устройством (ШУУ), установленным в сливном водоводе. Из ШУУ насосом возврата шариков (НВШ) через узел ввода шарики подаются в напорный водовод, тем самым замыкая контур циркуляции. Загрузка шариков в контур производится в камеру шлюза загрузки (ШЗ), который служит также для улавливания и выгрузки шариков. Для контроля за циркуляцией шариков предусмотрены смотровые окна.

Список литературы

1.Шипилов С.Г. Совершенствование оборудования системы шариковой очистки конденсаторов паротурбинных установок/С. Г. Шипилов // Теплоэнергетика, 2007, N №4.- С.63-67.

2.Бабкин П. В. Комплексная система очистки/П. В. Бабкин, И. В. Карпенко // Теплоэнергетика, 2010, N № 7.- С.38-41

3.Юренев В.Н. Справочник энергетика: справочник / В. Н. Юренев. - М.:Энергия, 2006. - 430с.

Размещено на Allbest.ru