Глава 2. Питательные установки тепловых электростанций
2.1 Включение питательного насоса в тепловую схему электростанции
Нам известно, что питательный насос нагнетает питательную воду из деаэратора, повышая её давление до Р п.н..=(1,25-1,3) Р0, где Р0 – давление острого пара перед турбиной, с учётом сопротивления питательного тракта и поверхностей нагрева парового котла. На современных электростанциях применяются несколько схем включения питательных насосов, но мы рассмотрим только две из них, наиболее применяемые.
Одноподъёмная схема, в которой питательный насос подаёт воду с конечным расчетным давлением через ПВД к питательному узлу парового котла:
Рис. 13. Принципиальная одноподъёмная схема включения питательного насоса
Данная схема применяется на энергоблоках мощностью до 200 МВт.
Достоинства этой схемы:
относительная простота регулировки расхода питательной воды питательным насосом.
Особенность: подогреватели высокого давления (ПВД) работают под очень высоким давлением, создаваемого питательным насосом. Из-за высокого перепада давлений на ПВД к ним предъявляются высокие требования к надёжности работы и повышенные капитальные затраты на ее обеспечение, связанные с увеличением толщины стенки корпуса теплообменника.
2. Двухподъёмная схема, при которой питательные насосы первого подъёма прокачивают воду через ПВД к питательным насосам второго подъёма, подающим воду в паровой котёл:
Рис. 14. Принципиальная двухподъёмная схема включения питательного насоса
Данная схема может применяться на энергоблоках мощностью 300 МВт и выше.
Достоинства этой схемы:
выполнение ПВД на меньшее давление, определяемое тем, что давление воды на входе в насосы второго подъёма должно для предотвращения кавитации несколько превышать давление насыщения при температуре воды перед насосами, поэтому требования к надёжности ПВД несколько меньше, чем в одноподъёмных схемах.
Недостатки:
пониженная надёжность питательных насосов второго подъёма, перекачивающих воду с высокой конечной её температурой;
2. усложнение и удорожание питательной установки;
3.повышенный расход электроэнергии на перекачку воды с более высокой температурой;
необходимость синхронизации насосов I и II подъёма и сложность их регулирования, т.к. питательный насос второго подъёма работает на горячей воде, которая при понижении давления мгновенно вскипит.
1.2. Привод питательных насосов
Существует два варианта приводов питательных насосов:
1) электрический;
2) турбинный.
Электрический привод питательных насосов
Достоинства:
1)простота конструкции (синхронный или асинхронный электродвигатель);
2) высокая надёжность.
Недостатки:
ограничена единичная мощность двигателя до 9000 кВт;
2) ограниченные возможности по регулировке расхода питательной воды.
Турбинный привод питательных насосов
Достоинства:
возможность регулирования частоты вращения, а также подачи воды в широком диапазоне;
2) компактность;
3) независимость от электрического питания.
Выбор электродвигателя ПН осуществляется на основе теплового и экономического сравнения вариантов.
В связи с этим мощность питательного насоса определяется по формуле:
 , (21)
где:
Q п.в.. – расход питательной воды, кг/с;
 - перепад давления воды в питательном насосе, кг/см2;
 -средняя температура питательной воды на выходе из ПН, оС;
 - КПД насоса;
 - КПД гидромуфты (если она есть).
Условием тепловой экономичности турбинного или электрического привода служит следующее соотношение:
 (22)
Коэффициенты полезного действия преобразования и передачи энергии при турбоприводе и электроприводе соответственно равны:
 (23)
 , (24)
где   - внутренние относительные КПД главной и приводной турбин;
 и  - механические КПД главной и приводной турбин;
 - коэффициент дросселирования при транспорте пара в тракте приводной турбины;
 - КПД генератора;
 - КПД электрического трансформатора и электрической сети собственных нужд;
 - КПД приводного электродвигателя;
 - КПД гидромуфты.
На ТЭЦ обычно применяется электропривод, а на конденсационных электростанциях (КЭС) тип привода зависит от мощности энергоблоков.
Например:
для энергоблоков мощностью 200 МВт и менее применяются электроприводы;
2) для энергоблоков мощностью 300 МВт:
при Nэ<30 % - электроприводы;
при 30 %<100% - турбоприводы
В заключение хочу сказать, что питательный насос в схеме тепловой электрической станции, будь то классическая на природном топливе или атомная электростанция на ядерном топливе, является объектом повышенного наблюдения и контроля и не менее важным, нежели паровая турбина или паровой котел (ядерный реактор) и правильность его эксплуатации также сказывается на безаварийности работы энергоблока и его надежности.
В следующем разделе Пособия рассмотрим пуск в работу питательного электронасоса из ремонта, где будет рассмотрен поэтапный ввод в работу, как самого насоса, так и всех его вспомогательных систем: насосов маслосистемы и маслоохладителей.
2.2 Пуск в работу после ремонта маслосистемы питательного электронасоса
Рассмотрим технологическую схему обвязки маслосистемы питательного электронасоса (рис. 15), которая может быть как автономной, так и общей для нескольких ПЭН (питательный электрический насос).
Рис.15. Принципиальная технологическая схема масляной системы ПЭН
1, 2 – маслонасосы системы смазки;
3, 4 – маслоохладители, кожухотрубные;
ММ-1, 2 – манометры, типа ОБМ;
Р-1, 2 – вентили на линии рециркуляции маслонасоса;
ЭКМ-1, 2 – электроконтактные манометры;
МФ-1, 2 – маслофильтры, два на один маслоохладитель.
Система маслоснабжения ПЭН является автономной системой со своими маслобаком, группой электронасосов (обычно два электронасоса, из которых один работает, второй находится на АВР или в ремонте), маслоохладителями, масляными фильтрами, арматурой, фланцами и трубопроводами, а также автоматической защитой и технологическими блокировками, и при выходе из строя одного работающего ПЭН по аварийному сигналу включается резервный ПЭН, стоящий на АВР, у которого система маслоснабжения исправна, маслобак с номинальным уровнем масла и система с маслонасосами готова к включению в работу, через маслоохладитель настроена протока охлаждающей воды, которую после включения ПЭН и маслонасоса в работу, машинист ПЭН отрегулирует по мере повышения температуры масла, не допуская ее превышения номинального значения.
При невозможности регулирования температуры масла, срочно подключить резервный маслоохладитель по охлаждающей воде, а дефектный вывести из работы, для чего закрыть выходную арматуру по маслу тем самым, поставив маслоохладитель под опрессовку давлением маслонасоса, и промыть его обратным ходом охлаждающей воды и сообщить старшему машинисту турбинного цеха (СМТЦ).
Маслосистема ПЭН на всех тепловых и атомных электростанциях во многом унифицирована, что упрощает ее эксплуатацию и ремонтоспособность, что особенно важно для работающего персонала.
Маслосистема ПЭН работает следующим образом.
Отработанное горячее масло с температурой не выше 55 ОС из подшипников питательного насоса и его электродвигателя (по два подшипника скольжения у насоса и электродвигателя) самотеком возвращается по общему сливному маслопроводу насосного агрегата (линия "а") в маслобак ПЭН, где происходит его отстой и деэмульсация, время которой должно быть не более 3-5-ти минут, в противном случае масло необходимо отправить на очистку и заменить его на свежее масло из общестанционного маслопровода, поступающего из центрального маслохозяйства электростанции в машинный зал. Для смазки подшипников насосного агрегата применяется турбинное масло, что и для паровых турбин, в основном марки Т-22 или Тп-22, качество которого должно удовлетворять требованиям ГОСТ- 32-53-2000.
Для справки: (Т-22 – это масло Турбинное (Т), с кинематической вязкостью ν = 22 сантистокса; Тп-22 - это масло Турбинное (Т), с кинематической вязкостью ν = 22 сантистокса с присадкой (п) синтетического состава при температуре 20 0С. Обе марки масел являются дистиллятными нефтяного крекинга. Число после марки масла – 22, 32 или других марок указывает, что кинематическая вязкость масла в 22, 32 раза выше кинематической вязкости дистиллированной воды. Время деэмульсации показывает на количество воды, присутствующей в масле и чем больше это время, тем более обводненное масло, тем меньше его кинематическая вязкость. Вода агрессивно воздействует на баббитовую заливку вкладыша (в сплаве баббита до 80% олова) подшипников насоса и электродвигателя ПЭН, что ведет к коррозионному износу вкладыша и уменьшению срока его эксплуатации).
После отстоя в маслобаке масло поступает на всас электромаслонасосов (1, 2). Обычно маслонасосы устанавливаются малорасходными (до 3-5-ти м3/ч), но с высоким напором – до 30,0 атм (3,0 МПа). Отсюда следует, что маслонасосы ПЭН могут быть винтового, шестеренчатого, плунжерного или другого типа, которые при неправильном пуске (особенно в безрасходном режиме) могут привести к повреждению, как напорного маслопровода (разрыв фланцевого соединения трубопроводов), так и самого насоса (выдавливание уплотнений насоса, повреждение напорной и всасывающей арматуры). Затем масло под давлением насоса (один насос в работе, второй – на АВР или в ремонте) через один из маслофильтров (МФ-1, 2), который подключен в работу, второй – в резерве (ремонте), поступает в один из маслоохладителей, другой маслоохладитель находится в резерве или ремонте. Здесь масло охлаждается технической водой до 40 0С и с избыточным давлением 0,7-1,2 атм направляется в общий подающий маслопровод, а из него раздаётся в подшипники насоса и электродвигателя, при этом недопустимо повышение давления масла перед подшипниками более 1,2 атм. При повышении давления масла в напорном трубопроводе до 1,3-1,5 атм установлен механический предохранительный клапан, который избыточное давление в конце масляной линии сбрасывает в маслобак. Для регулирования количества масла перед подшипниками в маслопроводах устанавливаются дроссельные шайбы, диаметр которых определяется опытным путем при пробных пусках насоса после ремонта и заносится в ремонтно-технический циркуляр насоса.
На питательных насосах АЭС в корпусе стула подшипников насоса и электродвигателя выполнен специальный объем для масла с кольцевой смазкой, который рассчитан на аварийный выбег насосного агрегата и для исключения подплавления баббитовой заливки вкладышей подшипников при отключении маслонасосов при потере собственных нужд энергоблока.
Также на многих ПЭН широко применяются предвключенные винты в виде многозаходного шнека, которые выполняют роль бустера (англ. – booster, от boost – поднимать, повышать давление) и установлены они на валу насоса перед входом воды в первую ступень проточной части насоса. Это дает возможность частично отстроиться от кавитации.
Для предотвращения попадания механических примесей, которые могут появиться из потоков, поступающих в корпус деаэратора, перед входной задвижкой ПЭН внутри трубопровода, устанавливают защитную коническую сетку, на которой измеряется перепад давлений питательной воды "до" и "после" сетки. Появление перепада давления более 2,0 атм., сетку промывают без останова или разгрузки насоса на рециркуляцию.
Защитные сетки монтируются в специальной вставке – "катушке", которая на фланцах крепится во всасывающем трубопроводе и легко может быть демонтирована при необходимости.
Теперь приступим к пуску питательного насосного электроагрегата, но в начале операций по пуску ПЭН включим в работу его маслосистему, без которой не может работать ни сам насос, ни его привод.
При работающем ПЭН маслосистема в полном объеме в ремонт не выводится, ее выводят в ремонт только одновременно с ремонтом всего насосного агрегата, да это и понятно: без системы смазки насос и его электропривод, имеющие подшипники скольжения с принудительной смазкой, не смогут работать.
Все подготовительные и пусковые работы на ПЭН выполняет оперативный персонал турбинного цеха во главе со старшим машинистом турбинного цеха (энергоблока) (СМТЦ) по прямому распоряжению начальника смены турбинного цеха (НСТЦ) для чего:
Наряд-допуски на производство ремонтных работ на маслосистеме ПЭН – закрыты, а не прикрыты. Обычно открывается один Общий наряд-допуск на производство ремонтных работ на всем насосном агрегате: сам питательный насос и его маслосистема, ремонтные же работы на электродвигателе выполняет персонал электроцеха электростанции, согласно Разделительной ведомости между турбинным и электрическим цехами. При необходимости выполнения какой-либо работы в пределах насосного агрегата, на который в целом выписан Общий наряд, ответственным руководителем ремонтных работ по Общему наряду выписывается Промежуточный наряд на ремонтные работы на узле, участке агрегата;
В Журнале окончания работ (находится на рабочем месте НСТЦ) начальники электроцеха, цеха тепловой автоматики и измерений (ЦТАИ), турбинного цеха (он делает последним запись в этом журнале) выполняют разрешающие записи о том, что все ремонтные работы на питательном насосном агрегате закончены, ремонтный персонал цеха выведен, насос готов к пуску в работу. Это является основным юридическим документом, дающим право НСТЦ приступить к пусковым операциям на ПЭНе.
НСТЦ дает устную команду СМТЦ о начале пусковых работ на ПЭНе, который, в свою очередь, дает распоряжение машинисту ПЭН (МПЭН).
Машинист питательных насосов выполняет следующую работу:
проверяет, что ремонтный персонал из зоны ремонта насосного агрегата полностью выведен;
снимает и относит на рабочее место НСТЦ предупреждающие и запрещающие плакаты, цепи с арматуры и замки;
проверяет, что КИПиА целы, не просрочены Госповеркой, опечатаны, подключены по импульсным линиям к датчикам (коренные вентили на импульсных линиях открыты), запорно-регулирующая и защитная арматура в целости, фланцы трубопроводов соединены шпильками, которые от усилия руки не проворачиваются, полумуфты насосов и электродвигателей сцеплены и закрыты защитным кожухом, лючки маслобака ПЭН закрыты, масла в баке нет по уровнемерному стеклу (проверяет открытием нижнего вентиля уровнемерного стекла);
докладывает СМТЦ о том, что осмотр насосного агрегата выполнен. Если есть замечания, которые могут привести к аварийной ситуации на насосе, то они записываются в Журнал дефектов, который находится на рабочем месте НСТЦ, и пусковые работы прекращаются до устранения этих дефектов ремонтным персоналом цехов. Степень готовности насоса к пуску определяет НСТЦ, который несет ответственность за пуск насоса;
приступает после устранения дефектов к включению в работу системы маслоснабжения ПЭН, маслобак принят химцехом на чистоту, о чем выполнена запись в Оперативном журнале НСТЦ;
заказывает через СМТЦ подачу свежего масла в маслобак ПЭН, открыв ручной вентиль М-0 (рис. 15);
определяет по характерному шуму в маслобаке и по шуму в дыхательном клапане на маслобаке, что масло пошло в маслобак, воздух вытесняется через дыхательный клапан (дыхательный клапан – это устройство предохранительного назначения и предназначено для герметизации газового объема резервуара с нефтепродуктами и поддержания давления в этом объеме в заданных пределах, а также для защиты от проникновения пламени в резервуар); подключает в работу маслоуравнительное стекло, продувает его в атмосферу, открыв вентили верхнего и нижнего конца трубки, через нижний конец трубки должно выливаться масло в предварительно подставленную емкость (обычно металлическое ведро), после чего закрывает вентиль и визуально проверяет масло на его чистоту и прозрачность (для исключения травматизма, запрещается применять стеклянную посуду, применять только прозрачную пластиковую);
открывает ручные вентили Н-1,2, закрыв вентиль М-О, при достижении номинального уровня масла в маслобаке (обычно на стеклянной уровнемерной трубке красной краской наносят черту, соответствующую номинальному уровню масла в маслобаке), начинает заполнение маслонасосов маслом, предварительно открыв воздушники и дренажи из их корпусов, не допуская попадания масла из воздушников на фундамент и соседнее оборудование. При разливе масла на полу или других местах, масло убирается немедленно с помощью сухого песка и чистой ветоши. Промасленные песок и ветошь убираются в специальные металлические контейнеры и удаляются из цеха;
закрывает вентиль при появлении сплошной струи масла из воздушника, и дренаж, маслонасосы считаются заполненными маслом и обезвоздушенными;
открывает напорные вентили маслонасосов (Н-1,2), по манометрам (ММ-1,2) и ЭКМ-1 проверяет, что они показывают величину статического столба масла в маслобаке (0,08-0,10 атм), т.е уровень масла в баке составляет около одного метра от его дна. Вообще шкала любого манометра должна быть выбрана таким образом, чтобы при работе насоса значение его напора находилось во второй трети всей шкалы;
подает в летнее время года техническую воду на маслоохладители, открыв ручные вентили (ТВ-1,3), а также воздушники из трубной системы маслоохладителей, заполняет маслоохладители водою, (контроль – из воздушника идет непрерывная струя воды, воздушники закрыть), опрессовать маслоохладители по воде под давлением техводы (контроль – при открытии вентиля опорожнения масляного пространства маслоохладителя - воды нет). В зимнее время года – техводу в маслоохладители не подавать, а при начале роста температуры масла и баббитовых вкладышей подшипников, постепенно подать техводу, не допуская резкого снижения температуры масла;
приоткрывает на 1/3 выходные вентили техводы (ТВ-2, 4) из маслоохладителей, ставит маслоохладители под протоку техводы;
заказывает сборку электросхем на маслонасосы;
проверяет совместно с персоналом ЦТАИ защиты и блокировки на маслонасосах (стандартный перечень и назначение технологических защит и блокировок питательного насоса см. Приложение 3);
приоткрывает на 1/2 вентили рециркуляции масла (Р-1, 2), и всасывающие вентили (Н-1, 3) насосов, напорные вентили (Н-2, 4) закрыть;
включает электродвигатель одного из маслонасосов, постепенно открывая всасывающий вентиль маслонасоса и его
рециркуляции, на местном щите управления маслонасосов (МЩУ МН), контролирует загрузку электродвигателя насоса по амперметру;
отключает первый пущенный насос, опробывает в работе второй маслонасос, зная, что работа маслонасосов на рециркуляцию более 30-ти минут недопустима;
осматривает во время работы маслонасосы на предмет дефектов;
запрашивает у СМТЦ какой маслонасос, согласно цеховому графику, должен остаться в работе и при готовности маслосистемы самого ПЭНа, подать масло от работающего маслонасоса в подающий коллектор маслопровода ПЭНа через один из маслоохладителей, при этом, постепенно закрывая вентиль рециркуляции, на манометре М-3 проконтролировать, что давление масла в конце напорного маслопровода ПЭН соответствует номинальному значению, согласно Инструкции по эксплуатации ПЭН;
переключает на МЩУ МН ключ работающего маслонасоса "Режим работы МН" в положение "Работа", а резервного - в положение "Резерв", в противном случае по факту отключения работающего насоса резервный маслонасос не включится и питательный насос аварийно будет отключен, что приведет к нарушению работы энергоблока;
записывает в Оперативный журнал (суточную ведомость) МПЭН об опробовании маслонасосов ПЭН и состоянии его маслохозяйства, сообщает об этом СМТЦ и ждет дальнейших его распоряжений, не прекращая контролировать работу маслосистемы ПЭН.
</30>
|
