Пусковая схема энергоблока с барабанным котлом

Обновлено: 11.05.2024

7. Пусковые схемы блоков с бараб. И прямоточ. Котлами

Характерной особенностью схемы с барабан­ным котлом является отсутствие необходимости внешней циркуляции питательной воды при его розжиге. Если барабан котла заполнен водой, а в его топке включены горелки, то начнется естест­венная циркуляция питательной воды из барабана по опускным трубам (расположенным вне топки) и затем по подъемным трубам (расположенным в топке) в барабан. За счет теплоты горящего топ­лива будет происходить образование пара в бара­бане, причем важно, что при отсутствии расхода пара из котла (в начале пуска) не требуется подача в него питательной воды.

Пусковая схема с прямоточным котлом. На рис. 15.6 показана пусковая схема моноблока с пря­моточным котлом на сверхкритическое давление пара и с одним обводом. БРОУ, установленная на перемычке паропроводов свежего пара, при пусках и сбросах нагрузки направляет пар непосредст­венно в пускоприемное устройство конденсатора. Для обеспаривания тракта промежуточного перегрева при сбросах нагрузки служат сбросные клапаны исправляющие пар также в конденсатор. В отличие от барабанного прямоточный котел не может работать при малом расходе питательной воды через топочные экраны. Нормальная работа прямоточного котла возможна только при расходе воды, составляющем около 30 % номинального, и достаточно большом давлении. Это требует созда­ния при пуске котла циркуляции нагреваемой среды. Поэтому для пуска котел оборудуется специальным растопочным узлом, состоящим из встроенной в тракт котла задвижки, дроссельного клапана Д-1, встроенного сепаратора, дроссельный клапанов Д-3 и Д-2 и растопочного расширителя, котором поддерживается давление около 2 МПа.

Встроенная задвижка делит тракт котла на испарительную и перегревательную части. Перед растопкой котла встроенную задвижку и дроссельный клапан Д-3 закрывают и, несколько открывая дроссельный клапан Д-1, создают циркуляцию питатель ной воды по контуру конденсатор — деаэратор -питательный насос — испарительная часть котла — встроенный сепаратор — расширитель — конденсатор (приведен один из возможных вариантов циркуляции). При зажигании горелок котла сначала происходит нагрев воды, а затем во встроенных сепараторах образуется пар. Приоткрывая дроссель­ный клапан Д-5, подают образующийся пар в паро­проводы свежего пара. Теплота конденсата растопочного расширителя, направляемого в конденсатор, отдается циркуляци­онной воде и поэтому теряется, а образующийся в расширителе пар используется для различных целей: деаэрации питательной воды, прогрева паро­провода промежуточного перегрева и т.п. При пусках турбины необходимо обязательно прогревать и паропроводы промежуточного пере­грева во избежание конденсации поступающего в них из ЦВД пара и предотвращения возможности заброса конденсата в ЦСД. Выше упоминалось о возможности прогрева тракта промежуточного перегрева паром из растопочного расширителя, который широко используется для этой цели. Уста­новившегося общепризнанного мнения о наиболее целесообразном источнике греющего пара в настоя­щее время не выработано. Наиболее часто для этой цели используют специальную редукционно-охладительную установку (РОУ), снижающую пара­метры свежего пара и подающую его в тракт про­межуточного перегрева.

ОСОБЕННОСТИ ПУСКА БЛОЧНЫХ УСТАНОВОК

Пуск турбоагрегата, работающе­го в блоке с паровым котлом, от­личается целым рядом особенностей по сравнению с пуском неблочной туропны.

Главная особенность заключает­ся в том, что в блочных установках вместе с турбиной пускается и ко­тел, причем пусковые операции ко­тельного агрегата неразрывно свя­заны с пусковыми операциями тур­бины. Это усложняет пуск блока в целом, причем їв ряде случаев условия безопасного пуска котла противоречат условиям безопасного пуска турбины. Осуществление сов­местных пусков котла и турбины требует разработки особых техноло­гических схем и приемов пуска бло­ка в нормальную эксплуатацию, а также накладывает определенный отпечаток на конструкцию самой турбины.

Вторая особенность заключается в том, что если при пуске турбины от общего паропровода параметры пара перед ГПЗ остаются всегда постоянными, равными начальным параметрам цикла, то при блочном пуске давление и температура пара перед турбиной могут в процессе пуска изменяться в самых широких пределах в зависимости от работы котла, турбины и элементов пуско­вой схемы.

Пуск питательных насосов, деа­эратора и других вспомогательных элементов турбины и котла также тесно связан с пуском всего блока и проводится в строгой последова­тельности совместно с основным оборудованием. Все блочные тур­боагрегаты с промежуточным пере­гревом пара имеют на горячих ли­ниях промперегрева, перед ЧСД, отсечные и регулирующие клапаны. Назначение отсечных клапанов за­ключается в том, чтобы исключить после срабатывания автомата безо­пасности разгон турбины за счет объема пара, находящегося в пром - перегревателе, а также холодных и горячих линиях промперегрева. Ре­гулирующие клапаны ЧСД обеспе­чивают удержание турбины на холо­сто м ходу при сбросе нагрузки.

Пуск блочных установок услож­няется еще и тем, ч(го растопочная паровая нагрузка котла значитель­но превышает расход пара, требую­щийся для прогрева и пуска турби­ны.

Для барабанных котлов расто­почная нагрузка определяется исхо­дя из условий надежной работы пароперегревательных труб и уста­новления устойчивой циркуляции в кипятильных пучках. Значитель­ный расход среды в прямоточных котлах объясняется требованиями гидродинамики потока. При малых расходах возникает опасность теп­ловой разверки параллельно вклю­ченных пучков и пережога поверх­ностей нагрева котла. Таким обра­зом, при пуске блока часть пара должна, минуя турбину, попасть в конденсатор.

Время пуска турбины высокого давления из холодного состояния с учетом его прогрева составляет 5—9 ч, пуск же парового котла про­изводится в течение. 45 мин — 5 ч в зависимости от конструкции котлоагрегата. Это предопределяет длительную работу блока со оброч сом пара в конденсатор, помимо турбины, и неизбежные при этом тепловые потери.

В связи с этим возникла необхо­димость в создании специальных пусковых схем, обеспечивающих на­дежный пуск блока из любого тепло­вого состояния. .Наряду с этой глав­ной задачей пусковая схема долж­на обеспечивать:

А) минимальную продолжитель­ность пуска при наименьших затра­тах топлива и электроэнергии на пусковые операции;

Б) поддержание в процессе пуска нормального водного режима блока при минимальной потере кон­денсата;

В) предельное упрощение опера­ций при пуске блока с возможно­стью унификации программ автома­тического управления пусковыми операциями;

Г) возможность удержания бло­ка в работе при сбросе нагрузки до холостого хода или нагрузки собст­венных нужд. При работе двух котлов на одну турбину (дубль - блок) пусковая схема должна обес­печивать пуск блока на одном кот­ле при нахождении другого котла в ремонте.

По способу байпасирования па^ рового потока были разработаны две модификации пусковых схем: двухбайпасная и однобайпасная.

Двухбайпасная схема, представ­ленная на рис. 2-5, предусматривает охлаждение вторичного паропере­гревателя и предназначается для котлоагрегатов, у которых он распо­ложен в зоне высоких температур (котлы ТПП-110, ТП-90, ТП-92, ТГМ-94 и т. д.). Эта схема преду­сматривает установку двух быстро­действующих редукционно-охлади- тельных установок (БРОУ), из ко­торых одна (БРОУ-<1) подает пар в холодную нитку вторичного паро­перегревателя, а другая (БРОУ-2) перепускает пар из горячей нитки

Рис. 2-5. Пусковая схема блока с двумя БРОУ.

1 — котел; 2 — первичный пароперегреватель; 3 — вторичный пароперегреватель; 4 — турбина; 5 — конденсатор; 6 — БРОУ-1; 7 —БРОУ-2.

Промперегрева в конденсатор. Та­кая схема при пуске блока позво­ляет иметь достаточный пропуск пара через вторичный пароперегре­ватель для его охлаждения.

Редукционно-охладительные ус­тановки в данной схеме выпол­нены быстродействующими, чтобы в случае срабатывания автомата безопасности и закрытия стопорных клапанов не вызвать чрезмерного повышения давления в паропрово­дах и обеспечить пропуск пара че­рез пароперегреватели, поскольку тепловыделение в топке котла будет все еще достаточно велико. Эти же устройства позволяют в случае от­ключения генератора от сети пере­вести турбину на режим холостого хода, как этого требуют правила технической эксплуатации блочных установок. Быстродействие БРОУ обеспечивается применением уст­ройств с подачей импульса от тех­нологических защит блока или элек­трогидравлических приставок. По­следние широко используются на блоках мощностью 300 МВт и выше.

Двухбайпасную пусковую схему имеют блоки мощностью 150 МВт как с барабанными, так и с прямо­точными котлами, а также некото­рые блоки мощностью 300 МВт.

В целях удешевления пуско - сбросных устройств и упрощения пусковых операций была разрабо­тана однобайпасная пусковая схема (рис. 2-6). При такой схеме вторич­ный пароперегреватель располага­ется в зоне умеренных температур (конвективный пучок котла) и в до­полнительном охлаждении не нуж­дается (котлы ПК-47, ПК-41 и т. д.). Исключение составляют не­которые режимы пуска котла из го­рячего состояния, когда произво­дится резкая форсировка котла. В этом случае для охлаждения вто­ричного пароперегревателя исполь­зуется РОУ, включаемая оператив­ным персоналом.

При пусках блока из холодного и неостывшего состояния эта РОУ используется для прогрева холод­ных и горячих ниток промежуточ­ного перегрева, а также блока кла­панов ЧСД. От этой же РОУ осу­ществляется прогрев ЦВД с конца.

С однобайпасной пусковой схе­мой выполнены все блоки мощно­стью 200 МВт и большая часть блоков 300 МВт.

На нескольких блоках мощно­стью 150 МВт, имеющих двухбай - пасные пусковые схемы, по предложению Южного отделения ОРГРЭС смонтирована упрощен­ная, но достаточно надежная пу - скосбросная схема, в которой БРОУ и их паропроводы большого диа­метра заменены продувочными па­ропроводами условным диаметром 100 мм, имеющими задвижки с элек­троприводом. Эта схема, обеспечи­вая все режимы работы блока, по­зволяет пускать его при обеспарен - ной системе промперегрева байпа­сами ГПЗ, что оказалось возмож­ным для промежуточных перегрева­телей этих котлов.

Рис. 2-6. Пусковая схема блока с одной БРОУ.

/ — котел; 2 — первичный пароперегреватель; 3 — вторичный пароперегреватель; 4 — турбина; 5 — конденсатор; 6 — БРОУ.

Естественно, что реконструкции такого рода должны предшество­вать тщательные испытания тепло­механического оборудования блока на различных режимах работы, и не каждый блок может быть рекон­струирован подобным образом.

ПУСК БЛОЧНОЙ УСТАНОВКИ С БАРАБАННЫМ КОТЛОМ

Блоки с барабанными котлами могут пускаться двумя способами: а) при полном давлении пара за котлом; б) на скользящих парамет­рах пара.

Рассмотрим оба эти пуска, имея при этом в виду, что рассматри­ваться будут основные операции по пуску блока без подробной детали­зации.

А) Пуск при полном давлении пара за котлом.

При пуске блока по этому спо­собу парозапорные органы на паро­проводах свежего пара и промпе­регрева перед началом растопкй котла остаются полностью закры­тыми, а клапаны БРОУ полностью открываются. На турбине созда­ется пусковой вакуум и зажигаются растопочные форсунки (горелки) котла. При появлении пара избы­точного давления производится прогрев паропроводов свежего пара, ГПЗ, стопорного клапана путем открытия дренажных вентилей и байпаса ГПЗ при закрытых регули­рующих клапанах. Основная же масса пара сбрасывается через БРОУ в конденсатор через вторич­ный пароперегреватель или минуя его, в зависимости от схемы байпа - сирования. Ротор турбины при этом вращается валоповоротным устрой­ством. Толчок турбины паром про­изводится при достижении полного давления пара, при этом темпера­тура пара еще не достигает началь­ной. Производятся прогрев турбины на оборотах, подъем числа оборотов до рабочего и включение генератора в сеть.

По мере набора числа оборотов производится постепенное прикры­тие клапанов БРОУ вплоть до их полного закрытия. Тепловой режим котла при этом не меняется, так как увеличение расхода пара через тур­бину происходит за счет сокращения расхода пара через БРОУ. Дальней­шее увеличение нагрузки произво­дится за счет увеличения паропроиз - водительности котлоагрегата.

Б) Пуск на скользящих парамет­рах пара.

Этот способ пуска характерен тем, что пуск турбины совмещается с растопкой котла. При этом перед пуском после начального прогрева паропроводов полностью открыва­ются все парозапорные органы меж­ду котлом и турбиной, и при дости­жении на котле некоторого избыточ­ного давления (порядка нескольких атмосфер) ротор турбины начинает вращаться паром.

В процессе набора оборотов про­исходит прогрев турбины, паропро­водов, парозапорной арматуры па­ром умеренной температуры. За счет увеличения давления и углубления вакуума число оборотов турбины до­водится до рабочего, и турбогенера­тор включается в сеть. Поскольку включение турбогенератора в сеть производится задолго до достиже­ния на котле номинальных парамет­ров пара, дальнейший набор нагруз­ки осуществляется путем увеличе­ния не только расхода пара, но и параметров его с соответствующей форсировкой котла. В течение всего этого времени происходит непре­рывный прогрев турбины и паропро­водов. Повышение начальных пара­метров пара производится вплоть до набора турбиной полной нагрузки, хотя на рабочие параметры можно выйти и значительно раньше.

Пуск блока на скользящих пара­метрах обладает целым рядом преи­муществ по сравнению с пуском при полном давлении пара. Основными из них являются:

1) уменьшение общего времени пуска, поскольку все паропроводы, турбина и парозапорные органы турбоагрегата прогреваются одно­временно, а не последовательно, как при пуске на полном давлении;

2) уменьшение тепловых потерь во время пуска, так как клапаны БРОУ либо полностью закрыты, либо сбрасывают в конденсатор весьма ограниченное количество пара;

3) пуск блока идет с умеренными тепловыделениями в топке, что благоприятно для прогрева элемен­тов котельного агрегата;

4) при прогреве турбины и ее элементов паром пониженной темпе­ратуры уменьшается разность тем­ператур пара и металла, благодаря чему исключается опасность тепло­вых ударов и прогрева металла с недопустимыми скоростями, что в значительной мере предохраняет турбину и ее паропроводы от опас­ных режимов при пуске, вызванных неправильными действиями опера­тивного персонала;

5) при пуске блоков, имеющих однобайпасную растопочную схему, охлаждение вторичного паропере­гревателя путем пропуска через него пара начинается сразу же после по­явления на котле избыточного дав­ления;

6) пуски на скользящих парамет­рах удлиняют срок службы паро­проводов и основных узлов агрегата вследствие более благоприятных условий прогрева.

Все эти обстоятельства привели к тому, что в настоящее время пуск на скользящих параметрах пара для блоков принят повсеместно, незави­симо от конструкции турбин и кот­лов, а также схем байпасирования.

ОСОБЕННОСТИ ПУСКА БЛОКОВ С ПРЯМОТОЧНЫМИ КОТЛАМИ

Прямоточные котлы нашли ши­рокое распространение в блоках с турбинами 150 и 280 МВт на до - критические параметры пара.

С переходом на сверхкритиче­ские параметры прямоточные котлы стали единственным типом пароге­нератора, поскольку в этих усло­виях естественная циркуляция обо­греваемой среды в котлоагрегате становится невозможной.

По сравнению с барабанными котлами прямоточные котлы пуска­ются на полную мощность из холод­ного состояния еще быстрее, что со­здает более значительную разницу продолжительностей пуска котла и турбины.

Отечественные парогенераторы прямоточного типа как докритиче - ских, так и сверхкритических пара­метров имеют растопочную нагрузку около 30о/о1 номинальной, что обес­печивает безопасность радиацион­ных поверхностей нагрева котла при пусках. Такой расход намного пре­восходит растопочную нагрузку ба­рабанных котлов, и если пользо­ваться при пусках прямоточных агрегатов обычными методами бай­пасирования турбины, то это приве­дет к значительным потерям тепла, особенно по сравнению с пуском блока на скользящих параметрах пара.

Для сокращения потерь тепла, а также для обеспечения высокой маневренности блока при пусках, из различных тепловых состояний все прямоточные котлы оборудуются специальными пусковыми сепарато­рами. Поскольку пуск котла на сверхкритические параметры пара наиболее сложен, будем рассматри­вать пусковые операции блоков именно с этими котлами.

Важнейшим условием надежной работы поверхностей нагрева котла такого типа является поддержание сверхкритических параметров среды в испарительной части котла, так как при докритическом давлении существует опасность расслоения среды на паровую и жидкую фазы (особенно в горизонтальных участ­ках труб и коллекторов), что может привести к пережогу радиационных поверхностей нагрева. Для реализа­ции этого условия и обеспечения возможности пуска турбины на по­ниженном давлении были разрабо­таны две принципиально различные пусковые схемы: схема с вынос­ным сепаратором и схема с встроен­ным сепаратором, предложенная МоЦКТИ и ЗиО.

Схема с выносным сепаратором была применена для головных бло­ков 300 МВт с котлами ТПП-110 TKJ3. В этих котлах вторичный паро­перегреватель расположен в зоне высоких температур, что предопре­делило применение двухбайпасной пусковой схемы, изображенной на рис. 2-7,а.

При пуске блока из холодного состояния в радиационном контуре поверхности нагрева 1 устанавлива­ется расход, равный 30%: производи­тельности котла. С помощью встро­енных задвижек и дроссельных клапанов 2 через пароперегреватель устанавливается необходимый рас­ход среды. Излишки сбрасываются через пусковые РОУ-2 (4) в расто­почный сепаратор, а из него в кон­денсатор или дренаж (при режиме отмывки котла). Давление пара и расход его на турбину регулируют­ся также растопочной РОУ-1 (3), БРОУ-1 (6) и БРОУ-2 (7). С помо­щью быстродействующих редук - ционно-охладительных установок осуществляется охлаждение вторич­ного пароперегревателя, а также прогрев паропроводов вторичного перегрева. По мере увеличения на­грузки сбросы постепенно уменьша­ются, а разделительные задвижки открываются.

Опыт эксплуатации этих схем по­зволил выявить ряд недостатков, являющихся органическими для данных пусковых устройств. Так, например, при пусках блоков из не - остывшего состояния вода через па­роперегреватель проникает в паро­провод вплоть до главных паро­вых задвижек (ГПЗ), расположен­ных перед турбиной, охлаждая паро­провод и создавая в нем значитель­ные термические напряжения. При неплотности задвижек вода может попасть в корпуса стопорных и ре­гулирующих клапанов, что может привести к их быстрому расхолажи­ванию и появлению недопустимых термических напряжений, обуслов­ленных большой толщиной стенок корпусов указанных клапанов.

При растопке котлов из неостыв - шего состояния с закрытыми встро­енными задвижками и сбросом всего растопочного расхода через РОУ-2 в сепаратор пароперегреватель оста­ется без охлаждения, что при срав­нительно высокой топочной нагрузке может привести к перегреву метал­ла труб.

При пуске блока из холодного состояния с дросселированием пара на байпасах ГПЗ в случае срабаты­вания автомата безопасности и за­крытия стопорных клапанов турби­ны давление пара перед ней быстро повышается до номинального; это приводит к повышению температуры пара примерно на 200ЧС и ненор­мально быстрому прогреву паропро­водов и корпусов парораспределе­ния.

Как показали результаты нала­дочных работ, осуществить пуск блока из холодного состояния на скользящих параметрах в схемах с выносными сепараторами не уда­ется. В связи с этим блок из холод­ного состояния пускается по прямо­точному режиму со сбросом значи­тельного количества пара в конден­сатор. Это обусловило повышенные расходы тепла на пуск. Применение в данных схемах только прямоточ­ных пусков предопределяет вынос в тракт пароперегревателя продук­тов стояночной коррозии, что явля­ется еще одним минусом указанной схемы.

Опыт эксплуатации блока 300 МВт с котлами ТПП-110 и ПК-39 показал нецелесообразность усложнения пусковых схем прямо­точных котлов применением двойно­го байпасирования, вследствие чего в 1963 г. было принято решение вы­полнять в дальнейшем блоки на сверхкритические параметры пара только с одноступенчатой системой байпасирования. По этой схеме вы­полнены блоки 300 МВт с котло-

Рис. 2-7. Пусковая схема. а — с выносным сепаратором; б — со встроенным сепаратором.

/ — испарительная поверхность нагрева котла; 2 —узел встроенных задвнжек и дроссельных клапанов; 3 — РОУ-1; 4 — РОУ-2; 5 — выносной пусковой сепаратор; 6 —БРОУ-1; 7 — БРОУ-2; 8 — пар к турбине; 9 — холодная линия промперегрева; 10 — горячая линия промперегрева; 11 — линия к пароприемным устройствам конденсатора; 13 — деаэратор; /3 —линия к водоприемным устройствам конденсатора; 14 — сброс в канализацию; 15 — встроенный сепаратор; /5 — БРОУ; /7 — РОУ; 78 —коллектор 1,962 МП» (Й) кгс/см2); 19 — промбак; 20 —шиберные клапаны; 21, 22 —сбросные клапаны нз встроенного сепа­ратора; 23 — встроенная задвижка.

Агрегатами ПК-41, П-50, ТПП-210 и др.

Растопочная схема с встроен­ным сепаратором представлена на рис. 2-7,6. В этой схеме встроенный «сепаратор 15 расположен между испарительными и пароперегрева - тельными поверхностями нагрева котла. Обе эти поверхности разделе­ны встроенной задвижкой, которая во время пуска котла полностью за­крыта. Пропуск среды в паропере­греватель во время пуска осущест­вляется через дроссель 20 и пуско­вой сепаратор.

При сепараторном режиме пуска сбросные задвижки 21 открыты, ті в сепараторе при достижении опре­деленной температуры воды проис­ходит разделение среды на жидкую и паровую фазы. Жидкая фаза - сбрасывается в коллектор 1,96 МПа (20 кгс/см2), а из него в конденса­тор, канализацию или промежуточ­ный бак. Регулирование этого сбро­са производится дроссельными ши­берами по уровню в измерительном - сосуде. Пар, образующийся г, сепа­раторе, поступает б первпчпый па­роперегреватель, а затем на прогрев и пуск турбоагрегата.

С помощью дроссельных клапа­нов 20 и БРОУ имеется возмож­ность поддерживать любое давление ;пара перед турбиной и осущест­влять пуск ее на скользящих пара­метрах. При этом синхронизация турбогенератора, включение его в сеть и набор нагрузки могут про­изводиться при пониженных пара­метрах пара, что весьма благоприят­но для прогрева турбины. Толчок ротора паром в этом случае произ­водится при начальном давлении 0,981—1,175 МПа ('10—12 кгс/см2) на блоках 150 МВт, 1,765— 1,962 МПа (18—20 кгс/см2) на бло­ках 200 МВт и 3,92—4,9 МПа (40— 50 кгс/см2) на блоках 300 МВт.

Полное давление пара перед турбиной рекомендуется иметь при достижении нагрузки около 30% номинальной. При дальнейшем по­вышении нагрузки растопочный се­паратор отключается, открывается встроенная разделительная задвиж­ка 23 и котел переводится на прямо­точный режим.

Экономичность сепараторного пу­ска по сравнению с прямоточным заключается в том, что перегрев не­большого количества пара, выде­лившегося в сепараторе, требует меньшего тепловыделения 'В топке (примерно 10% номинального), а следовательно, и меньшей затраты топлива па пусковые операции. При этом уменьшается и сброс рабочей среды в конденсатор. При неболь­шом тепловыделении в топке снижа­ются температуры газов по газохо­дам котла, что весьма благоприятно для вторичного пароперегревателя. Источником экономии тепла являет­ся также ускорение всех пусковых операций, что характерно для пус­ков турбин на скользящих парамет­рах.

При пуске блока на сепаратор­ном режиме продукты стояночной коррозии не 'выносятся в паропере­греватель котла, что позволяет про­изводить отмывку испарительных поверхностей одноверменно с пус­ком турбоустановки. При этом уменьшается и солевой занос паро­перегревателя, поскольку влага с высоким солесодержанием сбра­сывается, а чистый пар направля­ется на перегрев. Солесодержание этого пара определяется уносом влаги из растопочного сепаратора, коэффициент полезного действия которого весьма высок. По данным ЦКТИ применение сепараторных пусков вместо прямоточных дает экономию за каждый пуск до 30 т условного топлива при пусках из хо­лодного состояния и до 20 т при пуске блока после останова на ночь.

В целом пусковой узел котла со встроенными сепараторами обеспе­чил большие возможности получе­ния принятых для пуска турбины параметров пара и лучшую мане­вренность при пусках блоков из не - остывшего состояния, чем схема с вынесенными пусковыми сепарато­рами. :В связи с этим на ряде бло­ков, имеющих выносные сепарато­ры, в порядке реконструкции уста­навливаются встроенные сепарато­ры, причем выносные сепараторы используются в качестве расшири­тельного сосуда, являясь второй сту­пенью встроенного сепаратора.

Представленный на рис. 2-7,6 растопочный узел блока с котлом ПК-41 ЗиО не является унифициро­ванным для остальных прямоточных котлов. При наличии общей идеи — использования для пусков на сколь­зящих параметрах встроенного сепа­ратора отдельные схемы отличаются друг от друга конструкцией расто­почного узла и организацией сбро­сов из него.

Так, на блоках с котлами ТКЗ отсутствует мерительный сосуд на линии отвода влаги из сепаратора. На этих же котлах имеется шибер­ный клапан на паровой линии встроенного сепаратора. Сброс вла­ги в данных схемах предусмотрен не в коллектор 1,962 МПа (20 кгс/см2), а в расширитель 1,962 МПа (20 кгс/см2), из которого влага в за­висимости от ее качества сбрасыва­ется в бак запасного конденсата, в конденсатор либо в дренаж, а па­ровая линия соединена с холодными линиями промперегрева, деаэрато­ром и верхней частью конденсатора.

Имеются также существенные раз­личия в конструкции и производи­тельности растопочных РОУ и БРОУ. Кроме того, и сама растопоч­ная схема блока с котлом ПК-41 претерпела в дальнейшем некоторые изменения.

Такое разнообразие в компонов­ке пускосбросных схем объясняется отсутствием достаточного опыта в конструировании подобных ус­тройств и невозможностью экспе­риментальной проверки принятых решений до пуска блока в эксплуа­тацию. Все эти изменения в пуско­вых схемах производились либо в процессе реконструкции уже рабо­тающих агрегатов, либо путем вне­сения изменений в конструкцию се­рийных агрегатов на заводе-изгото­вителе. Значительная часть переде­лок выполнена в порядке рациона­лизации работниками станций.

В настоящее время по мере на­копления опыта эксплуатации пря­моточных котлов, а также в резуль­тате опробования тех или иных ре­шений, принятых на различных бло­ках, представилось возможным со­здать унифицированную усовершен­ствованную пусковую схему, пригод­ную для блоков как докритических, так и сверхкритических параметров (рис. 2-8).

Основной особенностью типовой пусковой схемы является двухсту­пенчатая система сепарации. В дан­ной схеме вместо мерительного сосу­да и коллектора 1,962 МПа (20 кгс/см2) применен вынесенный сепаратор низкого давления в каче­стве второй ступени расширения. Такое решение было вызвано не­удовлетворительной работой мери­тельных сосудов и коллекторов 1,962 МПа (20 кгс/см2), а также невозможностью утилизировать теп­ло сбросной воды. В процессе сепа­раторного пуска через мерительный сосуд из сепаратора в коллектор 1,962 МПа (20 кгс/см2) попадал в больших количествах пар, что являлось причинй подрыва предо­хранительных клапанов на коллек­
торе. Утилизация тепла сбросной воды из сепараторов путем подачи ее в деаэратор тоже оказалась не­возможной, поскольку при такой ра­боте резко ухудшался водный ре­жим. Выявилась необходимость про­пускать весь поток сбрасываемой воды через блочные обессоливаю­щие установки, вследствие чего этот поток направлялся в конденсатор.

В новой схеме часть тепла сбра­сываемой из сепаратора воды в виде вторичного пара второй ступени рас­ширения используется либо для пи­тания деаэратора, либо для прогре­ва трубопроводов промперегрева при пуске котла из холодного со­стояния. Подсоединение ко второй ступени сепаратора линий от БРОУ делает эту схему более гибкой и ма­невренной. Применение второй сту­пени расширения и отвод из нее воды в конденсатор обеспечивает нормализацию водного режима при минимальных потерях конденсата.

Как следует из расчетов, в этом случае по сравнению со сбросом всей среды из растопочных сепара­торов в деаэратор потери топлива при пуске блока возрастают лишь на 2—3 т условного топлива. Нали­чие клапана на паровой линии сепа­ратора исключает попадание холод­ной среды в горячие паропроводы при пуске блока из неостывшего со­стояния. Подключение пароперегре­вателя производится при достиже­нии требуемой температуры пара на выходе из сепаратора. Это позволя­ет осуществлять пуск блока из лю­бого теплового состояния, в том чи­сле и из холодного.

Рис. 2-8. Типовая модернизированная пусковая схема блоков с прямоточными котлами. 1 — испарительная поверхность котла; 2 — первичный пароперегреватель; 3— встроенная задвижка; 4— шиберные клапаны; 5 — отсечная задвижка сепаратора; 6 — встроенный сепаратор; 7 — растопочный - расширитель 1,962 МПа (2о кгс/см2); 8 —деаэратор; 9 — бак запасного конденсата; 10 — электроперегрева­тель; 11 — пар к турбине; /2 —холодная лнння промперегрева; 13 — горячая линия промперегрева: 14 — паровой байпас; 15 — линия к пароприемным устройствам конденсатора; 16 — станционный коллектор 1,275 МПа (13 кгс/см2); 17 — пар от пусковой котельной; 18 — линия от отборов турбины; 19 — лнния к водоприемным устройствам конденсатора; 20 — сброс в канализацию; 21, 22 — сбросные клапаны из встроенного сепаратора; 23—БРОУ.

Работы ВТИ и ОРГРЭС доказа­ли возможность надежной эксплуа­тации отсеченного пароперегревате­ля при тех стартовых расходах топ­лива, которые характерны для сепа­раторных пусков. Надежность паро­перегревателя зависит также и от режима подключения его отсечным клапаном. - В процессе включения па­роперегревателя в работу необхо­димо тщательно дренировать все участки паропровода, чтобы избе­
жать попадания влаги в паропере­греватель. Испытания показали, что •избежать значительного расхолажи­вания пароперегревателя не удается, особенно его первой ступени после сепаратора. В связи с этим рекомен­дуется эту ступень компоновать в области пониженных тепловых на­грузок и изготавливать ее не из аустенитной стали, а из стали пер­литного класса, способной выдер­живать тепловые удары значительно большей величины.

Новым в этой схеме явилось применение частичного байпасиро­вания промежуточного пароперегре­вателя для регулирования темпера­туры пара после промежуточного перегрева при пусках, а также при­менение электрических приводов для клапанов БРОУ.

Как показал опыт эксплуатации, электронно-гидравлические приводы клапанов БРОУ с быстродействием 6 с, являясь слишком сложными и дорогими агрегатами, не обеспечи­вают предотвращения срабатывания предохранительных клапанов при сбросах нагрузки до холостого хода. В таких условиях переход на более простой и надежный электрический привод с быстродействием 20—25 с является вполне обоснованным.

При пусках блока к деаэратору подводится пар от общестанционной магистрали 1,275 МПа (13 кгс/см2), а после отключения прогрева проме­жуточного перегревателя — от рас­топочного расширителя. В схеме предусмотрен подвод горячего пара на концевые уплотнения ЦВД и пе­реднее уплотнение ЦСД турбины при остановах и пусках ее из горя­чего состояния.

На рис. 2-9 представлен типовой график пуска дубль-блока К-300-240 из холодного состояния по сепара­торному режиму (без обогрева фланцев и шпилек турбины). Как видно из графика, весь пуск от раз­жига горелок первого корпуса котла до выхода на номинальные парамет­ры пара длится 12 ч 10 мин. Пуск производится на скользящих пара­метрах пара. Толчок турбины паром осуществляется при начальном дав­лении пара 3,92 МПа (40 кгс/см2), выход на полное начальное давле­ние—при мощности 90 МВт, номи­нальная температура пара устанав­ливается после достижения полной нагрузки. Рост начальной темпера­туры ограничивается включением пускового впрыска (точка А). Гра­фик предусматривает толчок турби­ны регулирующим клапаном. На участке Б—В производится сниже­ние давления свежего пара для обеспечения полного открытия всех регулирующих клапанов после

Стационарные, переменные и пусковые режимы энергоблоков ТЭС - Работа барабанных и прямоточных котлов на частичных нагрузках

Одной из основных задач при эксплуатации котлов является обеспечение их длительной и надежной работы с максимально возможной экономичностью в широком диапазоне нагрузок. Диапазон нагрузок котлов блоков 150—800 МВт при проектировании выбирался, как правило, из расчета на их работу в базовой части нагрузок, что потребовало в дальнейшем дополнительных исследований по выявлению возможности расширения регулировочного диапазона их нагрузок как при скользящем, так и при номинальном давлении среды.
В объем работ по организации исследований следует отнести [130):
ознакомление с технической документацией котла, тепловым и гидравлическим расчетом, снятие эксплуатационной характеристики;
полный осмотр котла и его вспомогательного оборудования в целях оценки их состояния, оснащенности средствами регулирования, контроль измерительными приборами и автоматикой;
составление и передача ТЭС перечня работ по устранению выявленных недостатков, составление и согласование с руководством цеха и ТЭС технической программы испытаний, объема и методов измерений, объема анализов и вида отчетности по результатам испытаний;
выявление расчетным путем поверхностей нагрева, попадающих при снижении давления в режим работы на пароводяной смеси;
разработка схемы измерений для определения тепловых разверок в поверхностях нагрева и проверки гидравлической устойчивости топочных экранов, составление чертежей и эскизов на отдельные узлы измерений (термопар, температурных вставок, напорных трубок и т. д.);
составление и передача ТЭС задания по подготовительным работам к испытаниям — на изготовление и установку приспособлений, устройств, аппаратуры;
комплектование экспериментальной бригады специалистов; технический надзор за монтажом приспособлений, наладка переносных приборов, обучение наблюдателей.
Экспериментальные исследования энергоблока, в том числе и котла, включают следующие мероприятия;
определение минимальной нагрузки котла и энергоблока, а также диапазона давления среды по условиям надежности работы поверхностей нагрева котла в стационарных, переменных и аварийных режимах;
определение статистических характеристик котла по температурам и давлениям в исследуемом диапазоне нагрузок;
выявление диапазона нагрузок энергоблока при работе на питательном турбонасосе;
снятие динамических характеристик участков регулирования котла при типовых возмущающих воздействиях;
получение данных для оценки водно-химического режима энергоблока в условиях глубокого изменения нагрузки со скользящим давлением;
определение приемистости энергоблока при работе на номинальном и скользящем давлении;
определение объема необходимых изменений тепловых защит и автоматики энергоблока применительно к режиму работы на скользящем давлении;
определение объема необходимых изменений тепловых защит и автоматики энергоблока применительно к режиму работы на скользящем давлении при частичных нагрузках.
В соответствии с задачами испытаний к штатным измерениям по одному потоку пароводяного тракта необходимо предусмотреть дополнительное измерение [130]. температур металла поверхностей нагрева котла в обогреваемой и в необогреваемой зонах соответственно температурными вставками и поверхностными термопарами и расходов среды в коллекторах и на входе в змеевики расходомерными трубками.
Для снятия динамических характеристик участков регулирования котла и оценки приемистости энергоблока выполняется специальная схема измерения.
Для контроля за водно-химическим режимом работы энергоблока (перемещение отложений по пароводяному тракту) следует использовать отборники проб по пароводяному тракту.
Исследование барабанных котлов энергоблоков при частичных нагрузках проводится в целях выявления возможности расширения регулировочного диапазона нагрузок при сохранении наибольшей экономичности их работы.
Проверку надежности работ поверхностей нагрева барабанных котлов производят по следующим параметрам [151]: свободному уровню (для труб, выведенных в паровое пространство), застою и опрокидыванию циркуляции (для труб, выведенных в водяной объем барабана); допустимому температурному режиму обогреваемых труб; режиму опускной системы; надежности циркуляции при нестационарных режимах котла.
Режим разгружения барабанного котла на скользящем давлении связан с необходимостью выдерживания критериев надежности барабана. Скорость снижения температуры насыщения в барабане по условиям появления в нем дополнительных напряжений вследствие возрастающей разности температур по толщине и периметру стенки не должна превышать 2° С/мин для барабанов с толщиной стенки 92 мм и 1,5° С/мин при толщине 115 мм.
Скорость нагружения барабанных котлов при работе на скользящем давлении ограничивается в основном надежной работой поверхностей нагрева пароперегревателей. Поэтому в режимах минимальных нагрузок температурные перекосы в топке и далее по газовому тракту должны быть минимальны. Следует учитывать, что особенно опасны кратковременные повышения температур змеевиков первых ступеней ширм пароперегревателей в начальный момент нагружения котла вследствие отставания в этот период расхода пара через змеевики по сравнению с ростом тепловой нагрузки.
В режиме скользящего давления экономайзер может перейти в «кипящий» режим работы. На низких нагрузках вследствие газовых перекосов возможны значительные теплогидравлические разверки внутри отдельных пакетов экономайзеров и между пакетами, сопровождающиеся значительными «скачками» температур среды в отдельных отводящих трубах. Теплогидравлические разверки могут побуждаться неустойчивым питанием, переключением горелок и другими возмущениями. В результате в барабан из экономайзера может поступать даже перегретый пар, под воздействием потока которого в эксплуатации отмечаются локальные повышения температуры стенки барабана на 30—60° С, а также повышения температуры стенок пароотводящих труб на выходе из барабана [130].
Исследование прямоточных котлов сверхкритического давления в режиме скользящего давления (для тех энергоблоков, где он целесообразен) обосновано, как и для барабанных котлов, при прочих равных условиях уменьшением снижения экономичности работы энергоблока по сравнению с его работой при частичных нагрузках на номинальном давлении. Этот режим должен осуществляться при нагрузках ниже некоторого уровня (примерно 70% номинальной), при полностью открытой части регулирующих клапанов турбины и закрытых остальных. Определяющим фактором для внедрения режима скользящего давления на энергоблоках является надежность котла в стационарных и переменных режимах работы.
В этой связи внедрение режима скользящего давления требует, как правило, расчетной, а затем и экспериментальной проверки. Расчетная оценка режима работы котла проводится для определения потенциально опасных поверхностей нагрева и для уточнения объема экспериментального контроля. Расчетом выявляются поверхности, работающие на двухфазной среде, выполняется оценка температур стенки труб с учетом имеющихся данных по температурным разверкам на сверхкритическом давлении и при условии поступления на вход в отдельные змеевики пароводяной смеси с паросодержанием, вдвое превышающим среднее на входе.
При снижении давления среды в радиационных поверхностях нагрева ниже критического в них возможны нарушения гидравлического и температурного режимов.
В процессе исследований режимов работы прямоточных котлов на частичных нагрузках оценку надежности поверхностей нагрева производят по следующим основным показателям: температурному режиму металла труб, а следовательно, и среды; гидравлическим и тепловым разверкам; отсутствию пульсаций, разверок вследствие многозначности, застоя и опрокидывания среды, а также расслоения среды.
По целям и условиям проведения все исследования можно разделить на четыре группы. К 1-й группе относятся исследования, при которых определяются возможный диапазон нагрузок энергоблока в переходных и стационарных режимах, статические характеристики по давлениям и температурам, предварительная характеристика перемещения отложений по пароводяному тракту энергоблока в диапазоне нагрузок 70—30% номинальной для энергоблоков с газомазутными котлами и 70—50% для энергоблоков с пылеугольными котлами с подсветкой мазутом или природным газом и переходом на сухое шлакоудаление. Опыты проводятся как с включенными, так и с отключенными ПВД.
Для получения оценочных данных по водно-химическом у режиму требуется перед началом каждого опыта обеспечивать стабильный режим работы в течение примерно 8 ч.
Ко 2-й группе относятся исследования, при которых определяется надежность работы поверхностей нагрева в аварийных режимах, т. е. наиболее неблагоприятные. Проверке подлежат следующие режимы: резкие колебания давления среды в тракте путем изменения положения регулирующих клапанов турбины, резкие кратковременные набросы расхода топлива и снижения расхода питательной воды от 5 до 30% исходного уровня, переключение горелок, изменения степени рециркуляции дымовых газов, аварийный перевод питания котла с трубонасоса на питательный электронасос и др.
К 3-й группе отнесем исследования, определяющие динамические характеристики участков регулирования котла. Опыты проводятся на трех нагрузках (70% номинальной и двух меньших в пределах регулировочного диапазона) при работе энергоблока на скользящем и номинальном давлении.
Опыты 4-й группы проводятся в целях определения приемистости энергоблока при работе на номинальном и скользящем давлениях. Опыты проводятся при нагрузке 55—60% номинальной. Набросы нагрузки в опытах осуществляются путем подачи соответствующей команды на электрогидравлическую приставку (ЭГП) системы регулирования турбины с одновременным увеличением на эквивалентное значение нагрузки котла.
В результате проведения опытов как на барабанных, так и на прямоточных котлах при скользящем давлении строятся соответствующие графические зависимости, анализ которых позволяет определить возможность внедрения проверенных режимов в эксплуатацию.
Ниже рассматриваются результаты экспериментальных исследований по обеспечению надежности работы энергоблоков 150—1200 МВт с барабанными и прямоточными, с пылеугольными и газомазутными котлами при переводе их на частичные нагрузки с постоянным или скользящим давлением среды.

Читайте также:

  
• Дом кадров оператор котельной
  
• Электрокотлы для отопления частного дома в украине
  
• Вытяжка для печей programix
  
• Машинист котельных установок на корабле
  
• Печь из бочки и кирпича своими руками