Мал. 4.1 Схема НПК ТЕС і АЕС із індивідуальною системою технічного водопостачання.

До складу низькопотенційного комплексу сучасних електростанцій прийнято включати [8,26]:

–                   конденсаційні установки пари (2), що включають в себе конденсатні насоси (3), пристрої (ежектори) (4) з охолоджувачами (5), підігрівник низького тиску (6);

–                   системи технічного водопостачання (СТВ), що включають джерела водопостачання й прохолоджують пристрої (8) (водойми, градирні, бризкальні установки або їхні комбінації), циркуляційні насоси (10), трубопроводи охолодної води (11), фільтри циркуляційної води (9) і систему водоводів (падаючих і скидних);

–                   останні щаблі або частини циліндрів низького тиску турбін з робочими дисками (7) і вихлопних патрубків для пари, що відробило (1);

–                   підігрівники низького тиску (ПНТ-1) систем регенеративного підігріву живильної води;

–                   регулюючу, запірну й вимірювальну апаратури.

У завдання НПК входить створення й забезпечення необхідного кінцевого тиску пари в турбіні Рк, при високій надійності, довговічності, економічності й екологічній чистоті. Крім цього, НПК може здійснювати: прийом скида через БРОУ пари; прийом дренажів з регенеративних і мережних підігрівників; підігріви мережної води на ТЕЦ; деаерацію основного конденсату й т.п.[31]

4.2 Вплив режимів роботи НПК на ефективність роботи енергоблоку

Найбільш істотний зв'язок НПК із енергоблоком здійснюється через кінцеві параметри пари (Рк, tк) і витрата електроенергії на привод насосів комплексу, тобто НПК впливає на економічність ТЕС, впливаючи на їх КПД[8]:

, (4.1)

де  – КПД турбоустановки;

– абсолютний внутрішній КПД турбіни (4.2)

h=f (PK), h/=f (PK) – ентальпія пари, що відробило, і його конденсату.

Як видно з вираження (5.1), кінцевий тиск впливає на КПД турбоустановки й витрату електроенергії на власні потреби електростанції . Сумарна величина втрат розташовуваної енергії в НПК для енергоблоків ТЕС потужністю 300-1200 МВт становить 7-8 % для систем водопостачання з водоймами-охолоджувачами й випарними градирнями й 8-10% для систем з радіаторними й сухими градирнями [23].

Оскільки в області НПК пар у проточній частині турбіни має низький потенціал, то оцінювати вплив зміни термодинамічних параметрів енергоносіїв на показники роботи ТЕС прийнято по впливі його на зміну потужності відсіку турбіни, розташованого між останнім регенеративним відбором і вихлопним патрубком, або останнього щабля турбіни (∆NК). При цьому, беручи до уваги складність НПК і взаємозалежність його елементів, необхідно враховувати вплив зміни Рк не тільки на Nк, але й на перерозподіл потоків енергії в цих елементах. Т. е. зміна тиску Рк приведе до зміни: потужності електроприводів циркуляційних (Nцн) і конденсатних (Nкн) насосів; витрати пари, води або електроенергії на привод пристроїв (Nэж); витрати пари (Днд) у ПНТ-1, внаслідок зміни температури конденсату tК і, внаслідок, цього до зміни потужності між останнім відбором і вихлопним патрубком (Nнд). Для випадку, коли за якимись причинами, тиск у конденсаторі зростає (+DРК), рівняння енергетичного балансу буде мати вигляд:

DNкп=-DNк+DNцн+DNкн+DNэж+DNнд , (4.3)

т. е. оптимальному значенню тиску пари в конденсаторі Рк=орt буде відповідати мінімальне зниження вироблення енергії, тобто -DNКП =min. Ця справедливо також при Q0 = const. Отже, як критерій економічності НПК може бути прийняте значення збільшення вироблення потужності відсіку турбіни ∆NКП.[26]

4.3 Дослідження факторів, що впливають на роботу НПК і енергоблоку.

4.3.1 Вплив зміни кінцевого тиску на роботу турбіни

Тиск за останнім щаблем може змінюватися в досить широких межах за рахунок зміни парового навантаження, забруднення трубок конденсатора, погіршення повітряної щільності вакуумної системи, зміни кількості й температури охолодної води й внаслідок інших причин, що впливають на режими роботи конденсаційної установки, що приводить до зміни потужності турбіни, а, отже, і блоку в цілому. Для більшості турбін середніх параметрів зміна тиску в конденсаторі на ±0,98*10-3 МПа приводить для всіх навантажень до зміни потужності приблизно на ± 1% номінальній потужності.

При підвищенні тиску в конденсаторі тепловий перепад на турбіну зменшується, причому це зменшення перепаду доводиться на кілька останніх щаблів. Напруги в цих щаблях зменшуються, зате збільшуються ступені реактивності. При невеликому збільшенні протитиску зміна реактивності не може викликати значного збільшення осьового зусилля. При роботі ж з різко погіршеним вакуумом можуть виникнути побоювання за надійність завзятого підшипника турбіни. Поряд із цим при значному погіршенні вакууму збільшується температура вихлопного патрубка турбіни, що може викликати расцентровку агрегату й поява неприпустимої вібрації.[18,29]

4.3.2 Повітряна щільність конденсатора

Одним із джерел зниження вакууму в конденсаторі - збільшення кількості повітря.

Повітря й інші гази, що не конденсуються, попадають у конденсатор двома шляхами: з пором і через нещільності вакуумної системи турбіни. Кількість газів, що не конденсуються, вступників у конденсатор з пором, невелике й становить величину порядку декількох відсотків від загальної кількості, що видаляє з конденсатора повітря. Таким чином, основна кількість газів, що видаляє з конденсатора, становить повітря, що проникає через нещільності елементів турбоустановки, що перебувають під розрідженням.

При значному зниженні парового навантаження величина присоса повітря, як правило, збільшується, оскільки під розрідженням виявляються всі нові ділянки корпуса турбіни й регенеративної системи.[36]

Проникнення повітря у вакуумну систему турбіни погіршує роботу конденсатора, викликаючи цілий ряд небажаних явищ. Насамперед повітря істотно погіршує коефіцієнт тепловіддачі від пари, що конденсується, до стінки конденсаторних трубок, зменшуючи тим самим загальний коефіцієнт теплопередачі в конденсаторі. Значні присоси повітря можуть викликати перевантаження пристроїв і погіршення вакууму із цієї причини.[23]

4.3.3 Переохолодження й киснєзміст конденсату

Переохолодженням конденсату називається різниця між температурою насичення пари при тиску в горловині конденсатора й температурою конденсату в усмоктувальному патрубку конденсатного насоса.

Переохолодження конденсату погіршує економічність установки, оскільки збільшується втрата тепла з охолодною водою й виникає необхідність у додатковому підігріві живильної води за рахунок пари з регенеративних відборів. Переохолодження конденсату погіршує деаерацію конденсату в конденсаторі, що може з'явитися причиною значного заряджання живильної води корозійно-активними газами.[36]

Підвищення змісту кисню в конденсаторі збільшує корозію водяного тракту від конденсатора до деаераційної установки. Киснева корозія конструктивний металів живильного тракту, крім руйнування металу, викликає замет поверхонь нагрівання казана й проточної частини турбіни окислами заліза, міді й ін. сполуками, що серйозно ускладнює експлуатацію основного встаткування й у ряді випадків приводить до аварійних положень. Джерелами зараження конденсату киснем можуть бути нещільності зварених сполук конденсатозбірника, у фланцевих сполуках конденсатотпроводів, у чепцевих ущільненнях насосів і вакуумних засувок, корпусів насосів, що перебувають під розрядженням.[29]

4.3.4 Забруднення конденсатора

Із усього різноманіття проблем, що виникають у процесі експлуатації конденсаторів одна з основних - відкладення на стінках трубок трубного пучка, що утворяться в процесі руху по них охолодної води.

Забруднення конденсаторів з водяної сторони є найбільш частою причиною погіршення вакууму.

Забруднення трубок конденсаторів, особливо відкладення на їхній внутрішній поверхні, омиваною охолодною водою, а також забивання трубних дощок і трубок з боку входу води більшими предметами приводять до погіршення теплотехнічних показників роботи конденсаторів - коефіцієнта теплопередачі, температурного напору й тиску пари, що відробило, у порівнянні з їхніми значеннями для відповідних режимних умов по нормативних характеристиках.

Характер і інтенсивність забруднення внутрішньої поверхні конденсаторних труб і пов'язані із цим порушення їхньої роботи залежать від багатьох факторів, до яких ставиться фізико-хімічна сполука охолодної води, її біологічні особливості, конструкція конденсатора й режим його роботи (швидкість руху води в трубках, температурний перепад і т.д.) і корозійна стійкість конденсаторних труб. Можливо випадкове влучення сторонніх предметів, а також змивання й віднесення з потоком охолодної води елементів конструкцій на циркуляційних насосів після обертових сіток [23].

За своїм характером забруднення можуть бути розбиті на три групи: а) механічні; б) біологічні; в) сольові.

Механічні й біологічні забруднення охолодних трубок і трубних дощок конденсатора приводять до:

–    повільному або застійному плину охолодної води в трубках через їхнє часткове забивання;

–    руйнуванню захисного окісного шару з наступною крапковою корозією мідних сплавів;

–    підвищенню місцевої швидкості води на ділянці, де застрягли великі частки, з виникненням швидко прогресуючої ерозії мідних сплавів;

–    виразкової корозії трубних дощок через волокнисті забруднення, трави;

–    зменшенню охолодної поверхні конденсатора через повне забивання охолодних трубок;

–    збільшенню втрати тиску в конденсаторі через забивання, що прохолоджують трубок.

Наслідку сольових забруднень охолодних трубок проявляються в основному в:

-    прискорення корозії трубок;

-    зменшенні прохідного перетину трубок, що веде до скорочення витрати охолодної води й підвищенню втрати тиску у водяному тракті конденсатора ;

-    погіршення теплообміну.[29]

4.4 Профілактично - оперативна діагностика

4.4.1 Інформація про відмову

Відмовою, відповідно до теорії надійності, прийнято вважати - порушення працездатності технічного об'єкта внаслідок неприпустимої зміни його параметрів або властивостей під впливом внутрішніх фізико-хімічних процесів і зовнішніх механічних, кліматичних або інших впливів.

У процесі експлуатації енергоблоків у системі НПК можуть виникати часткові й повні відмови. Повні відмови звичайно відносять до аварій. Часткові відмови в основному характеризуються поломками, які може локалізувати експлуатаційний персонал. Причини часткових відмов можна класифікувати на об'єктивні й суб'єктивні. До об'єктивних причин можна відносити зміна погодних умов (зміна t нар. возд , збільшення барометричного тиску, зледеніння в системі водопостачання, старіння встаткування й т.д.). До суб'єктивних - часткові відмови з вини експлуатаційного персоналу, ремонтників, монтажників і т.п. (погіршення характеристик насосів і ежекторів, забруднення поверхонь нагрівання й охолодження й т.п.).

Природно, перша група відмов - часткові відмови - у більшості випадків може бути попереджена персоналом станції.

При виникненні часткових відмов завдання експлуатаційного персоналу полягає не тільки в недопущенні розвитку відмови ( із часткового в повен ) , але й у продовження вироблення енергії при високих техніко-економічних показниках, надійності, безпеці й дотриманні вимог екології.[31]

4.4.2 Виявлення відмови

Для виявлення відмов можуть бути використані: штатні прилади й засоби контролю параметрів; непрямі виміри; порівняння з характеристиками й деякі інші способи.

Задаються питомі техніко-економічні показники резервів енергосистеми – аварійного, ремонтний і режимного, що забезпечують заданий рівень надійності енергопостачання.

Джерелом одержання даних про розподіли ресурсів деталей і елементів устаткування комплексу можуть бути:

1) дані експлуатації (для аналогічних умов застосування);

2) експертні оцінки;

3) імовірнісні моделі процесів руйнування, що використають розрахунки й дані міцності або ресурсних випробувань.

При роботі конденсаційної установки виробляється періодична перевірка щільності вакуумної системи із установленням присосів повітря, при нормальному навантаженні не повинні перевищувати 30 кг/годину.

Контроль ведеться за:

- гідравлічною щільністю конденсатора за допомогою хімічного аналізу основного конденсату;

- величиною нагрівання охолодної (цирк води) водою, що повинна бути 7-9 0С;

- температурою й тиском цирк. води на вході в конденсатор;

- вакуумом у конденсаторі;

- нормальною роботою основних ежекторів;

Відшукання дефектних трубок виробляється шляхом просвічування полум'ям парафінової свічі трубних дощок. Втягування полум'я свічі в трубку свідчить про наявність нещільності у відповідній трубці.

Ведеться контроль за вібростаном елементів турбоустановки. Якщо вібрація перевищує припустимі норми, безупинно зростає або приймає стрибкоподібний вигляд, то це свідчить про неполадки елементах конструкцій. І як раніше вже було сказано, при підвищенні кінцевого тиску виникає ряд проблем, що приводить до агрегату й неприпустимої вібрації.[18]

4.4.3 Джерела відмови - причини

Наслідком зниження вакууму в конденсаторі або збільшення Рк може бути:

-                       порушення енергетичного балансу між теплотою, що підводиться з парою, що відробила, і охолодженою водою, що відводить;

-                       збільшення пропуску пари в конденсатор;

-                       зниження витрати охолодженої води або збільшення температури охолодної води;

-                       порушення теплообміну між конденсованим парою й охолодженою водою.

Причиною цієї відмови є зниження коефіцієнта теплопередачі й збільшення температурного напору.

Зниження коефіцієнта теплопередачі може відбуватися внаслідок:

-                       забруднення поверхонь охолодження (трубок) конденсаторів органічними й неорганічними відкладеннями;

-                       підвищення змісту газів, що не конденсуються, у паровому просторі конденсаторів, в основному повітря, що попадає в конденсатор з парою, що відробила, через нещільності у вакуумній системі;

-                       одночасного забруднення й підвищення змісту повітря в парі, що конденсується.

Збільшення недогріву може відбуватися по цих же причинах.

Причинами збільшення присосів можуть бути:

- порушення роботи кінцевих ущільнень турбіни;

- виникнення тріщин у зварених сполуках;

- деформація фланцевих рознімань;

- присоси через колектор обігріву фланців і шпильок;

- присоси через сальники арматур, що перебуває під вакуумом.

4.4.4 Вибір оптимального способу усунення відмови (критерій opt)

Відновлення працездатності елемента блоку або блоку в цілому - це спосіб перекладу його зі стану відмови в працездатний стан. Такою операцією може бути регулювання елемента або блоку, ремонт або заміна на свідомо справний. Кожної такої операції приписується певна вартість.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14