Коэффициент регенерации. Оптимальная температура ПВ

Ар –тепловой коэффициент регенерации.

Ар =

Ар –отношение работы, произведенной рабочим телом

 

7. Виды регенеративных подогревателей. Схемы включения.Принцып работы.

В конденсаторе давление рабочей среды наименьшее; в парообразующем агрегате — наибольшее. Этот перепад давлений должен быть преодолен насосом (см. рис. 2.1). Установка на этом пути регенеративных подогревателей существенно повышает требуемый напор насоса, так как необходимо преодолеть еще и гидравлические сопротивления всех подогревателей. Если для подачи воды в парообразующий агрегат насос установлен только после конденсатора, то все регенеративные подогреватели находятся под давлением, превышающим давление в парообразующем агрегате. Это удорожает оборудование.

В связи с этим тракт от конденсатора до парообразующего агрегата разделяют на две части: конденсатный и питательный тракты. Между ними обычно устанавливается деаэратор (см. гл. 5). Напор конденсатного насоса (КН), устанавливаемого после конденсатора, равен давлению в деаэраторе, суммируемому с сопротивлением всего тракта, в том числе с сопротивлением всех регенеративных подогревателей, расположенных до деаэратора. В связи с относительно низким давлением для этих подогревателей их называют подогревателями низкого давления (ПНД). После деаэратора (Д) устанавливается питательный насос (ПН), напор которого равен перепаду давления между парообразующим агрегатом и деаэратором, суммируемому с сопротивлением всего тракта, в том числе с сопротивлениями всех регенеративных подогревателей, расположенных после деаэратора. В связи с относительно высоким давлением для этих подогревателей их называютподогревателями высокого давления (ПВД). Обычно число ПНД не более пяти, а число ПВД — не более трех.

Оптимизация регенеративного подогрева рассматривалась в § 4.3 для смешивающих подогревателей, то есть для схемы по рис. 4.3. Эти подогреватели имеют тот недостаток, что давление воды в каждом из них равно давлению отборных паров и потому отличаются. Это означает необходимость применения соответствующего числа насосов для подачи воды в последующие подогреватели или использование гидростатического столба Н для повышения давления, как это показано на рис. 4.6 для ПНД. В связи с этим для ПНД в основном, а для ПВД как единственное решение используют регенеративные подогреватели поверхностного типа. Для них давление воды по тракту не зависит от давления пара в отборах турбины, при этом достаточно одного насоса для прокачки воды через несколько подогревателей.

Поверхностные подогреватели для нагрева воды до той же температуры, что и в смешивающих, требуют отвода от


Рис. 4.6. Регенеративные схемы со смешивающими ПНД:

а — только с перекачивающими насосами; б — с перекачивающими насосами и частичным самотечным движением воды;
1 — деаэратор; 2 — цилиндр низкого давления турбины; 3 — конденсатор; 4 — конденсатный насос;5 — ПНД смешивающего типа; 6 — перекачивающий насос

турбины пара более высокой температуры для создания температурного напора в подогревателе. В связи с этим несколько увеличивается недовыработка электроэнергии турбиной и снижается тепловая экономичность станции. Выбор температурного напора — важная задача, решаемая комплексно, так как чем больше напор в подогревателе, тем больше недовыработка электроэнергии, но тем меньше требуемая поверхность теплообмена и соответственно ее стоимость. Если теплообменная поверхность выполнена из более дорогих конструкционных материалов, то оптимальный температурный напор несколько больше (см. § 4.5). Для оптимизации регенеративной системы с поверхностными подогревателями с достаточной точностью могут быть использованы соотношения, полученные для смешивающих подогревателей в § 4.2 и 4.3.


Рис. 4.7. Регенеративные схемы с поверхностными ПНД:

1 — деаэратор; 2 — ЦНД турбины; 3 — конденсатор; 4 — конденсатный насос; 5 — ПНД поверхностного типа; 6 — дренажный насос

Схемы с поверхностными подогревателями показаны, например для ПНД, на рис. 4.7. Греющие пары поступают в корпусы подогревателей; за счет нагрева воды, протекающей внутри трубок, происходит конденсация этих паров; образующийся конденсат собирается в нижней части корпусов. Этот конденсат, иногда называемый дренажом подогревателей, дренажными насосами (рис. 4.7a) закачивается в линию основного конденсата и смешивается с потоком нагреваемого конденсата. Из рис. 4.7б видно, что можно сократить число дренажных насосов за счет использования каскадного слива дренажей из корпусов подогревателей, находящихся под большим давлением, в корпусы с меньшим давлением и закачкой суммарного дренажа в тракт конденсата одним насосом. На случай аварийного выхода из строя дренажного насоса предусматривается возможность его байпасирования и каскадного слива дренажей

в конденсатор. В этом случае вообще отпадает необходимость в дренажном насосе. Однако в нормальной эксплуатации полный каскадный слив в конденсатор применять не следует, так как при этом теплота суммарных дренажей, отвечающая температуре после первого ПНД, не возвращается в цикл, а увеличивает отвод теплоты в конденсаторе, то есть снижается тепловая экономичность.

В связи с различием в давлениях трактов ПНД и ПВД схемы возврата в цикл дренажей греющих паров отличаются. Для ПНД используют комбинации каскадного слива с дренажными насосами, а для ПВД только каскадный слив — в деаэратор. Последнее объясняется трудностями создания дренажных насосов относительно небольшой производительности для среды с высокой температурой. В условиях низких температуры и давления, то есть для ПНД, создание дренажных насосов и обеспечение их надежной работы затруднений не вызывает. Схема закачки дренажей ПНД по рис. 4.7a наиболее экономична и близка к схемам со смешивающими подогревателями, но требует нескольких насосов.

При каскадном сливе дренажей конденсат греющего пара с более высоким давлением сливается в корпус с меньшим давлением. В связи с этим происходит частичное парообразование этого конденсата и соответствующее уменьшение расхода отборного пара из турбины, что снижает экономичность регенеративного цикла. Для предотвращения этого явления в конструкциях регенеративных подогревателей предусматривают охладители дренажей, либо в дополнение к регенеративным подогревателям применяют установку вынесенных охладителей дренажей (ОД). Так как при этом вся схема усложняется и удорожается, то иногда их используют не после каждого ПНД.

Вопросы организации слива дренажей имеют большое значение, так как в современных паротурбинных установках на регенеративные подогреватели поступает 20 — 40% полного расхода пара на турбину, а иногда и более.

Независимо от способа слива дренажа из подогревателя должен быть обеспечен отвод только конденсата. Проскок вместе с конденсатом некоторой части пара снижает тепловую экономичность установки, так как это равносильно увеличению недовыработки электроэнергии в турбине. Для предотвращения проскока пара у подогревателей устанавливают специальные регулирующие клапаны, которые имеют привод от датчика уровня конденсата в корпусе подогревателя и предотвращают его чрезмерное понижение.

Конденсация греющего пара в подогревателе способствует выделению в его корпусе над уровнем конденсата неконденсирующихся газов. Для вакуумных ПНД дополнительным источником этих газов является подсос воздуха. Для

одноконтурных АЭС в паровом объеме регенеративных подогревателей могут скапливаться и благородные газы, образующиеся в реакторе и поступающие в пар. В связи с этим обязательна вентиляция паровых объемов регенеративных подогревателей (это относится и к смешивающим подогревателям). Вместе с удаляемыми газами может уходить и некоторое количество пара. Для уменьшения потерь пара отсос ограничивается, а место отсоса выбирается в нижней части парового объема корпуса.

Парогазовая смесь из всех подогревателей сбрасывается каскадно в конденсатор, откуда удаляется (см. § 8.2). Вынос с парогазовой смесью также и конденсата греющего пара исключается, так как в подогревателях предусмотрены устройства, предотвращающие повышение уровня в нем. Это необходимо также потому, что повышение уровня уменьшает теплообменную поверхность для конденсации греющего пара и снижает подогрев воды. Кроме того, при значительном повышении уровня могла бы возникнуть опасность заброса конденсата в ступени турбины. Поэтому на линиях греющего пара устанавливаются обратные клапаны.

54 :: 5

 

Современные паротурбинные ус­тановки имеют развитую систему регенерации, состоящую из пяти — девяти регенеративных подогрева­телей, осуществляющих ступенча­тый подогрев питательной воды. Применение регенеративного подог­рева питательной воды является эффективным средством повышения экономичности турбоустановки.

Подогрев питательной воды осущест­вляется до определенной температуры, за­висящей в основном от начальных пара­метров пара. С увеличением начального - давления увеличивается и температура пи­тательной воды. Эффективность регенерации зависит также от типа, способа включения регенеративных подогревателей и качества их работы.

Регенеративные подогреватели разде­ляются на смешивающие и поверхностные.. В подогревателях смешивающего типа грею­щий пар непосредственно контактирует с конденсатом, нагревая его практически до> температуры насыщения греющего пара. В поверхностном подогревателе из-за тер­мических сопротивлений передачи тепла температура подогретой воды ниже темпе­
ратуры насыщения греющего пара на 3— 5°С. Эта величина называется «едогревом. Недогрев воды до температуры насыщения греющего пара обусловливает энергетиче­скую потерю в установке. Чем меньше не­догрев, тем при заданной температуре по­догрева воды ниже давление отбираемого пара и больше совершаемая им в турбине работа. Прн увеличении недогрева эконо­мичность установки снижается и появля­ется перерасход топлива.

Таким образом, регенеративная схема со смешивающими подогревателями в тер­модинамическом отношении является наи­более совершенной, поскольку здесь прак­тически отсутствует недогрев и с большой эффективностью используется тепло дрена­жа греющего пара.

Однако существует ряд трудностей в реализации многоступенчатого регенера­тивного подогрева питательной воды с при­менением смешивающих подогревателей. Одна из наиболее существенных состоит в том, чтобы обеспечить надежное предот­вращение попадания воды в проточную часть турбины при различных переходных режимах.

В настоящее время в ОСОР действует только несколько установок со смешиваю­щими подогревателями низкого давления на турбинах типа К-300-240 (ХТГЗ и ЛМЗ). В дальнейшем при получении эксплуата­ционного опыта намечено применять более широко подогреватели низкого давления смешивающего типа.

Рис. 7-14. Принципиальная схема регенерации низкого давления турбины К-800-240-2.

Наибольшее распространение в настоя­щее время получили схемы с поверхност­ными подогревателями, причем единствен­ный подогреватель смешивающего типа — деаэратор — используется в основном для дегазации питательной воды. Для увеличе­ния совершенства схемы с поверхностными подогревателями в тепловом отношении в современных установках находят широкое распространение пароохладители и охлади­тели дренажа греющего пара. Поскольку часть подогревателей потребляет перегре­тый пара из отборов турбины, было бы це­лесообразно догревать питательную воду до - более высокой температуры, чем температу­ра насыщения греющего пара. Повышение температуры питательной воды за счет съема перегрева греющего пара осуществля­ется в выделенной для этой цели поверхно­сти основного подогревателя. Такие элементы регенеративной схемы называют­ся пароохладителями. Применение пароох­ладителей позволяет полнее использовать- тепло греющего пара данного отбора и раз­грузить тем самым верхний отбор, грею­щий пар которого имеет больший коэффи­циент ценности тепла.

Применение пароохладителя в верхнем подогревателе ((последнем іпо ходу воды) позволяет иметь более высокую температу­ру питательной воды, чем в установке без пароохладителя, или же при фиксирован­ной температуре питательной воды позво­ляет снизить давление греющего пара.

ДоВаВт х. о. в.

Определенный экономический эффект дает также рациональное использование тепла дренажей греющего пара. С этой точки зрения наивыгоднейшим вариантом является подача дренажа греющего пара в питательную магистраль после основного подогревателя. Недостаток такой системы заключается в наличии большого количест­ва сливных насосов. В условиях эксплуата­ции большее предпочтение отдается каскад­ному сливу дренажа из подогревателей бо­лее высокого давления в подогреватели меньшего давления за счет разности давле­ний между этими подогревателями. При та­кой схеме повышение эффективности ис­пользования тепла дренажей греющего па­ра достигается установкой охладителен дренажа, которые могут выполняться в виде отдельного теплообменника либо мо­гут быть встроенными в основной подогре­ватель. Применение охладителя дренажа позволяет сократить расход греющего пара на данный подогреватель за счет более ши­рокого использования пара нижних от­боров.

Представленная на рис. 7-14 •схема регенерации низкого давле­ния турбины - К-800-240-2 характери­зует основные направления в - созда­нии современных регенеративных -схем.

Сетевые подогреватели на ТЭЦ предназначаются для подогрева сетевой воды в теплофикационной системе. В установках старых типов - подогрев осуществлялся в основном и пиковом бойлерах, последний из которых включался при низких температурах окружающего возду­ха. Основной - бойлер снабжался паром от регулируемого теплофика­ционного отбора турбины, а пико­вый — от промышленного отбора -(в турбинах типа ПТ) или через РОУ от магистрали острого пара при наличии на - станции только теплофикационных турбин.

В настоящее время применяется более совершенная в тепловом от­ношении схема подогрева сетевой воды (рис. 7-15). Современные •крупные теплофикационные турби­ны имеют два теплофикационных отбора (верхний и нижний), к кото­рым присоединяются сетевые подо - треватели. Оба отбора имеют сле­дующие пределы изменения давле­ния: верхний — от 0,0588 до

Ния сетевой подогревательной установки. 1 — турбина; 2— деаэратор; 3 — конденсатор; 4 — сетевой подогреватель нижней ступени подо­грева; 5 — сетевой подогреватель верхней ступени подогрева; 6 — пиковый водогрейный котел; 7 — теплосеть; 8 — встроенный теплофикационный пу­чок конденсатора; 9, /0 — сетевые насосы; 11 — ПНД; 12 — конденсатный насос сетевых подогре­вателей.

0,196 МПа (от 0,6 до 2,0 кгс/см2); нижний—от 0,049 до 0,147 МПа (от 0,5 до 1,5 кгс/см2). При работе турбины с двумя отборами регули­руемое давление -поддерживается только в верхнем отборе, »при рабо­те с одним нижним отбором регу­лируемое давление поддерживается в нижнем отборе. Максимальная температура сетевой воды при двух­ступенчатом подогреве — до 120°С.

Для обеспечения - более высокой температуры нагрева - сетевой воды в работу включается - пиковый водо­грейный котел. В случае, если тур­бина имеет конденсатор с встроен­ным теплофикационным пучком, последний может быть использован как первая ступень - подогрева - сете­вой воды. Турбина при этом долж­на работать с ухудшенным ваку­умом в конденсаторе.

Б) Конструкция регенеративных и сетевых подогревателей

Регенеративные поверхностные подогреватели по их назначению и конструктивным признакам могут быть разделены на две группы: подогреватели низкого и высокого давления. Через -первую группу по­догревателей вода. прокачивается конденсатными насосами при -срав­нительно небольшом давлении воды и греющего пара. Через подогрева­тели высокого давления вода прока­чивается питательным насосом - под давлением, превышающим давление в котле. Давление греющего пара у этих теплообменников достигает 5,88—6,38 МПа (60—65 кгс/см2).

Эти условия работы и определя­ют конструктивные различия подо­гревателей высокого и низкого дав­ления. Подогреватели низкого дав­ления (ПНД) конструктивно проще и дешевле подогревателей высокого давления (ПВД). Поверхность на­грева этих подогревателей чаще все­го образована системой U-o-бразных труб, размещенных в цилиндричес­ком, обычно вертикальном, корпусе, в верхней части которого находится

Рис. 7-16. Подогреватель низкого давления (ПНД-1) турбины К-800-240-2. /—корпус подогревателя; 2 — трубный пучок; 3 — водяная камера; 4 — крышка водяной каме­ры; 5 — трубнан доска; 6 — направляющая пере­городка; 7 — перегородка в водяной камере; 8 — анкерный болт; 9 — отвод воздуха.

Водяная камера с трубной доской (рис. 7-16). В зависимости от рас­положения перегородок в водяной камере подогреватели имеют два или четыре хода воды.

Греющий пар обычно подается в верхнюю часть корпуса, ниже водяной камеры, и омывает верти­кальные трубки снаружи.

Движение парового потока на­правляется соответствующими гори­зонтальными перегородками. Кон­денсат греющего пара собирается в нижней части корпуса и сливается из него через клапан, управляемый регулятором уровня. На корпусе подогревателя предусматриваются штуцера для подвода дренажей и паровоздушной смеси из подогре­вателей более высокого давления, а также штуцера для отсоса паро­воздушной смеси и присоединения указателей уровня конденсата. Пер­вый по ходу конденсата регенера­тивный подогреватель иногда вы­полняют горизонтальным и встраи­вают в горловину конденсатора (ЛМЗ). Это облегчает компоновку остальных ПНД.

До .последнего времени в оте­чественной энергетике в качестве (материала для трубок ПНД исполь­зовалась лишь латунь марки Л-68.

Практика эксплуатации блочных установок на сверхкритические на­чальные параметры пара показала, однако, что во многих случаях экс­плуатации и в особенности при не­значительных нарушениях режима работы конденсаторов в отношении содержания кислорода в конденсате латунные трубки ПНД являлись ос­новным источником выноса меди в тракт котлов и проточную часть турбин. Это обстоятельство застави­ло пересмотреть вопрос о возмож­ности применения латуни Л-68 для изготовления трубок ПНД. Для ПНД более правильным является применение нержавеющей стали 1Х18Н10Т. Указанное соображение является одной из самых сущест­венных причин, побудивших начать применение в регенерации низкого давления турбин подогревателей контактного (смешивающего) типа.

Поскольку в смешивающих по­догревателях вообще отсутствуют цветные металлы, вынос меди в пи­тательный тракт из этого элемента тепловой схемы полностью исключа­ется. Эти подогреватели дешевле и проще по конструкции, чем подо­греватели поверхностного типа, так как в смешивающих подогревателях отсутствует трубная система. Дру­гой положительной особенностью смешивающих подогревателей явля­ется возможность обеспечить в этих конструкциях дополнительную деаэ­рацию конденсата. Эта возможность обусловлена тем, что в аппаратах подобного типа, как и в деаэрато­рах, нагрев конденсата производит­ся путем контакта с греющим паром с возможностью доведения темпера­туры обогреваемой воды до темпе­ратуры насыщения, соответствую­щей давлению в корпусе подогрева­теля. Некоторое, хотя и небольшое, увеличение экономичности установ­ки при применении смешивающих подогревателей также говорит в их пользу.

Ввиду того, что значения давле­ний пара в корпусах отдельных по­догревателей низкого давления от­личаются ненамного, нижний подо­греватель может быть установлен без перекачивающего насоса. Пода­ча конденсата из этого подогрева­теля в следующий возможна за счет гидростатического давления столба воды при расположении нижнего подогревателя выше последующих.

2 7 3 2 /

 

5 ^cSW^-B 4 S Рис. 7-17. Схема внутреннее устройства подогревателя смешивающего типа. 1 — корпус; 2 — водоподводящие трубы; 3 — водо­распределительный лоток верхнего яруса; 4 — водораспределительный лоток нижнего яруса; 5 — паровпускной коров; 6 — конденсатосборник; 7 — выпар.

В настоящее время на некоторых энергоблоках 300 МВт по этой схе­ме работают один или два нижних подогревателя смешивающего типа.

Подогреватель низкого давления сме­шивающего типа (рис. 7-17) представляет собой конструкцию, состоящую из горизон­тально расположенного корпуса, внутри которого в два яруса размещены горизон­тальные перфорированные лотки. Паро­впускные коробы расположены под лотка­ми нижнего яруса. Греющий пар, выходя из боковых отверстий этих коробов, дви­гаясь вверх, пересекает систему струй по обе стороны от каждого короба и нагрева­ет воду. Выпар через щелевидные проходы верхнего яруса поступает в верхнюю часть подогревателя, где расположены встроен­ные контактные охладители выпара (на ри­сунке не показаны). .Подогретый конденсат стекает в конденсатосборник и через трубу поступает в расположенный ниже подогре­ватель или к перекачивающим насосам. По­догреватель, представленный на рис. 7-'17, следует рассматривать как один из вариан­тов возможных конструкций смешивающих ПНД.

Большие исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию ПНД смешивающего типа были проведены ВТИ и ЦКТИ. Бо­лее подробные материалы по этому вопросу содержатся в появившейся в самое последнее время специаль­ной литературе [25, 32—36].

Подогреватели высокого давле­ния отечественного производства выполняются с горизонтально рас­положенными спиральными змееви­ками, приваренными к распредели­тельным коллекторам. Такая систе­ма позволяет иметь хороший доступ к поверхности нагрева для осмотра, удаления или замены поврежденных труб. Представленный н. а рис. 7-18, а подогреватель высокого давления типа ПВСС имеет три хода по пи­тательной воде. Организация потока воды представлена «а рис. 7-18, б. Греющий пар поступает в централь­ную часть подогревателя, откуда с помощью направляющего желоба подается в верхнюю часть корпуса ПВД. Горизонтальные направляю­щие перегородки направляют пар сверху вниз. Верхние спирали по­догревателя образуют зону пароох­
ладителя, нижние—зону охладителя дренажа. Корпус подогревателя имеет патрубки для отсоса воздуха, слива дренажа греющего пара и приема дренажа из верхнего подо­гревателя. Трубная система подогре­вателя через водяные коллекторы соединяется с верхней крышкой корпуса и может быть поднята вместе с ней. Для направления трубной системы при подъеме и опускании в корпус предусмотрены кронштейны с роликами и направ­ляющие планки.

Рис. 7-18. Подогреватель высокого давления типа ПВСС. 1 — центральная водоподводящая труба; 2 — входной патрубок; 3 — выходной патрубок питательной воды; 4 — приемные коллекторные трубы; 5—питающие коллекторные трубы; 6 — кронштейны с роли­ками; 7 — отвод конденсата греющего пара; 8, 9 — патрубки для присоединения конденсатоотводчи - ков; 10— патрубок отсоса воздуха; 11 — направляющие перегородки; 12 — подвод греющего пара; 13 — направляющий желоб; 14 — трубный пучок; 15, 16 — перегородки в коллекторах.

 

Рис. 7-19. Подогреватель высокого давления типа ПВ-600-380-41.

 

1— рым для подъема корпуса; 2 — направляющие ролики; 3—корпус; 4 — трубная система; 5—ниж­няя крышка; 6 — опора; 7 — водоуказательный прибор; 8 — конденсационный бачок аварийного сигна­лизатора уровня; 9 — фланец парового патрубка; 10 — паранитовая прокладка; 11—подкладные коль­ца; 12 — набивка из асбестопроволочного шнура; 13 — шпильки; 14 — паролодводящая труба; МУ—мини­мальный уровень конденсата в корпусе; АУ — аварийный уровень конденсата; А, Б—вход и вы­ход питательной воды; В — вход греющего пара; Г — выход конденсата греющего пара из охладителя дренажа; Д — отсос воздуха; £ —впуск воздуха нэ вышерасположенного подогревателя; Ж—впуск конденсата греющего пара из вышерасположенного подогревателя; И — опорожнение трубной системы.

Применяемые в установках сверхкритического давления ПВД имеют некоторые конструктивные отличия по сравнению с аппаратам, показанным на рис. 7-18, заклю­чающиеся в основном в организа­ции подвода питательной воды и греющего пара (рис. 7-19). (В этих теплообменниках вода подается сни­зу и водяные коллекторы приварены к днищу корпуса. Пар подается в - верхнюю часть подогревателя, при­чем конструкция соединения паро­вой трубы с корпусом дает возмож­ность отъединять эту трубу и под­нимать кожух подогревателя, оставляя на месте всю тяжелую трубную систему. Применение такой конструкции облегчает ремонтные работы и профилактический осмотр трубной системы ПВД.

При эксплуатации первых блоков на сверхкритические параметры пара возникли определенные трудности с уплотнением фланцев горизонтального разъема корпусов ПВД. .При большой скорости прогрева кор­пуса, а также при других нарушениях ста­ционарного термического состояния подо­гревателя плотность фланцевого соединения нарушалась и корпуса подогревателей про­паривали. В настоящее время для уплотне­ния разъема ПВД применяются мембран­ные уплотнения, обеспечивающие полную герметичность этого узла (рис. 7-20). Эти уплотнения вырезаются из листового желе­за, привариваются к фланцам корпуса, а затем свариваются между собой. При ре­монте подогревателя это соединение разре­зается автогеном. Такие уплотнения в даль­нейшем предполагается устанавливать и на ПНД крупных блоков.

Каждый из ПВД обеспечивается комплектом арматуры автоматичес­кого регулирования и защиты по верхнему предельному уровню кон­денсата. Аппаратура автоматичес­кого регулирования поддерживает нормальный уровень конденсата в корпусе, выпускает избыток кон­денсата в дренажную линию, не допуская при этом проскоков пара. Эта аппаратура также включает ав­томатическое защитное устройство, предохраняющее корпус подогрева­теля от переполнения 'ВОДОЙ. Повы­шение уровня в ПВД вследствие

Рис. 7-20. Схема мембранного уплотнения ПВД.

Разрыва трубок может привести к серьезным авариям. Прежде всего вода, заполнив корпус подогревате­ля, через линию регенеративного отбора может попасть в турбину, вызвав тяжелые поломки лопаточ­ного аппарата. Кроме того, при за­крытии обратного клапана на отбо­ре корпус подогревателя может быть поставлен под полное давление питательного насоса, на которое он не рассчитан.

В современных установках су­ществует групповая защита подо­гревателей высокого давления от превышения уровня конденсата. Эта защита отключает всю группу ПВД при превышении уровня воды в любом из подогревателей. Схема автоматического отключения группы ПВД представлена на рис. 7-21. Она работает следующим образом: при переполнении любого из корпу­сов ПВД импульс от датчика уровня поступает на соленоидные клапаны и открывает подачу конденсата на гидравлический сервомотор. Серво­мотор закрывает впускной клапан, и вода направляется по обводной линии. Обратный клапан, не под­держиваемый восходящим потоком воды, .падает, и группа подогревате­лей оказывается отключенной.

В современных блочных установ­ках, помимо защит, отключающих группу ПВД, устанавливаются за­щиты, отключающие блок при даль­нейшем повышении уровня воды в подогревателе. Импульс для сраба­тывания этой защиты 'берется по по­казаниям двух уровнемеров, один из которых действует 'В системе за­щиты по первому уровню. При сра­батывании этой защиты налагается запрет на включение питательных насосов.

Помимо защиты от переполне­ния подогревателей на энергобло­ках существует автоматика переклю­чения дренажей ПВД и ПНД. При сбросах нагрузки или пуске агрега­та, когда деаэратор питается паром от постороннего источника, а дав­ление в первом по ходу воды ПВД
мало для подачи дренажа греющего пара в деаэратор, автоматически от­крывается клапан перепуска дрена­жей, в последний п. о ходу воды ПНД. Кроме того, имеется автома­тический аварийный сброс дренажа ПНД № 2 в конденсатор в случае отказа в работе сливного насоса.

Сетевые подогреватели, применя­емые в СССР, выполняются двух ти­пов: вертикальные и горизонталь­ные. Подогреватели вертикального типа, использующиеся в сравнитель­но маломощных теплофикационных установках, по своей конструкции мало отличаются от регенератив­ных подогревателей низкого давле­ния. Самая существенная особен­ность заключается в том, что в от­личие от ПНД, имеющих U-образ- ные трубки, в сетевых подогревате­лях применяются прямые трубки, завальцованные с обеих сторон в трубные доски. Это облегчает чи­стку трубной системы с водяной стороны. Нижняя трубная доска с водяной камерой не закреп­лена ъ корпусе и имеет возможность перемещаться при температурных деформациях трубного пучка.

Горизонтальные сетевые подо­греватели выполняются в комплек­те с мощными теплофикационными турбинами современного типа. Гори­зонтальные подогреватели (рис. 7-22) выполняются с поверхностью нагрева до 4000—5000 м2 для кон­денсации 250—350 т/ч пара (тур­бина типа Т-250-240 УТМЗ). -Подо­греватели горизонтального типа раз­мещаются под корпусоїм турбины. Соединительный патрубок при этом имеет минимальную длину, что очень важно, если учитывать большое се­чение патрубка. По своей конструк­ции и характеристикам сетевые по­догреватели горизонтального типа близки к конденсаторам турбин средней мощности.

В) Пуск, останов и нормальная экс­плуатация регенеративных подогре­вателей

От линии конденсата

 

Рнс. 7-21. Схема защиты ПВД от переполнения.

Подогреватели могут включать­ся и отключаться при пуске и оста­нове турбоагрегате, а также при
выводе его в ремонт и вводе в экс­плуатацию после ремонта. При нор­мальном пуске турбоагрегата подо­греватели «изкого давления с момен­та пуска «онденсатного насоса вклю­чаются по пару и воде. Сливной на­сос при этом не работает, и все дре­нажи направлены в конденсатор. Подогреватели высокого давления включаются, как правило, после набора нагрузки и появления в верхних отборах избыточного дав­ления.

В принципе ПВД можно вклю­чать по пару с самого начала пуска турбины. В этом случае прогрев по­догревателей будет производиться совместно с прогревом турбины. Однако очень часто ПВД создают большой присос воздуха в вакуум­ную систему, что не позволяет ино­гда набрать вакуум, необходимый для пуска турбины. В ряде случаев приходится по этой причине отклю­чать и верхние ПНД, не обладающие достаточной воздушной плотностью. Все отключенные подогреватели за­тем включаются в работу при появ­лении в отборах избыточного дав­ления.

По мере роста нагрузки. включа­ется сливной насос, слив дренажа соответствующего подогревателя в конденсатор закрывается, дренажи первого по ходу воды ПВД пере­ключаются на деаэратор.

В процессе пуска необходимо сле­дить за уровнем воды в корпусах подогревателей и за работой регу­ляторов уровня. Перед пуском тур­бины необходимо опробовать защи­ту ПВД от переполнения.

Вывод из работы регенеративных подогревателей при останове турби­ны производится в обратной после­довательности. При хорошей плот­ности парового пространства подо­гревателей турбину можно остано­вить с включенной по пару и воде системой регенерации.

Отключение какого-либо подогре­вателя в ремонт производится в следующей последовательности:

А) прекращается подача греюще­го пара;

Б) открывается задвижка обвода воды помимо подогревателя;

В) закрываются задвижки входа и выхода воды;

Г) отключаются дренажные ли­нии и линии отсоса воздуха.

Включение в работу подогрева­теля после ремонта производится в следующем порядке:

Рис. 7-22. Горизонтальный теплофикационный подогреватель. / — патрубок для подвода греющего пара; 2 — трубная система; 3 — конденсатосборник; 4 — труба для отсоса паровоздушной смеси; 5 — патрубок для подвода сетевой воды; 6 — патрубок для отвода се­тевой воды; 7— патрубок для выхлопа пара в атмосферу.

А)трубная система через впуск­ную задвижку или ее байпас запол­няется водой, и производится ее опрессовка. Плотность системы про­веряется по отсутствию течи из дре­нажа корпуса или по водомерному стеклу;

Б) открываются задвижки «а входе и выходе воды;

В) закрывается задвижка на об­водной линии;

Г) открывается отсос воздуха из корпуса подогревателя;

Д) производятся прогрев и дре­нирование паропровода греющего пара;

Е) прогревается корпус подогре­вателя;

Ж) открывается паровая за­движка, и после появления уровня конденсата в водоуказательном стек­ле открывается дренажная линия и включается регулятор уровня.

■Прогрев корпусов ПВД мощных блоков следует производить с боль­шой осторожностью, чтобы не вы­звать значительных температурных напряжений и коробления фланцев. Для контроля за прогревом корпуса подогревателя необходимо следить за скоростью роста температуры пи­тательной воды или температуры на­сыщения греющего пара. Эти вели­чины регламентируются местными инструкциями по эксплуатации.

Обслуживание регенеративной схемы в условиях нормальной рабо­ты заключается в наблюдении за состоянием работающего оборудо­вания и параметрами, характеризу­ющими его работу, в устранении от­клонений от нормального режима работы, в производствепрофилакти­ческих мероприятий и в системати­ческом опробовании защит и бло­кировок.

В условиях нормальной эксплуа­тации важнейшими показателями работы подогревателя являются ве - л«чина нагрева воды и величина не - догрева воды до температуры насы­щения греющего пара (последняя величина характерна для подогре­вателей без пароохладителей, по­скольку при наличии пароохладите­ля температура подогрева воды может превышать температуру на­сыщения греющего пара). Отклоне - нение этих величин от расчетных указывает на ненормальную работу подогревателей. При этом следует отметить, что расчетные величины нагрева воды в подогревателях и недогрева ее до температуры насы­щения будут иметь место только при номинальной нагрузке турбогенера­тора. При пониженных нагрузках давления в отборах упадут и нагрев воды в подогревателях (за исклю­чением деаэратора) снизится. Сни­жение нагрева в схеме регенерации низкого давления приведет к уве­личению нагрузки на деаэратор; снижение нагрева в подогревателях высокого давления приведет к пони­жению температуры питательной воды, поступающей в котел.

Так же резко меняется режим работы группы подогревателей при отключении одного из них по пару. В этом случае верхний подогрева­тель оказывается перегруженным, величина нагрева воды в нем уве­личится, а величина недогрева воз­растет. В нижний подогреватель в больших количествах будет посту­пать высо'Копотенциальный дренаж из верхнего подогревателя, что при­ведет к уменьшению расхода пара из отбора. 'В этом случае величина нагрева также увеличится, причем недогрев воды может иметь отри­цательное значение, т. е. темпера­тура воды на выходе из подогре­вателя может оказаться выше тем­пературы насыщения отборного пара.

Здесь следует, кстати, отметить, что не всегда уменьшение недогре­ва является положительным факто­ром. Если уменьшение недогрева яв­ляется следствием увеличения коэф­фициента теплопередачи в подогре­вателе, то это безусловно повышает экономичность установки. Если же уменьшение недогрева происходит за счет проскока пара из верхнего подогревателя через воздушную ли­нию или линию слива дренажа, то экономичность установки будет ухудшаться из-за вытеснения низко - потенциальных отборов пара высо­копотенциальными.

При эксплуатации регенератив­ных и сетевых подогревателей необ - ходимо следить за уровнем конден­сата и за исправной работой ікон - денсатоотводчиков и регуляторов уровня. Не допускается работа при отсутствии уровня, а также. при слишком высоком уровне в корпусе подогревателя. В. первом случае возможен проскок пара в нижний подогреватель, во втором — умень­шается поверхность основной (кон­денсационной) части подогревателя, что может послужить причиной не­догрева питательной воды.

Не следует допускать работу подогревателя с полным открытием клапана регулятора уровня ПВД. Это может вызвать срабатывание защиты ПВД от переполнения при переменных нагрузках.

В обязанности обслуживающего персонала входит систематическое опробование: сигнализации повыше­ния уровня в ПВД, работы обрат­ных клапанов отбора, АВР сливных насосов. Не реже 1 раза в 3 мес. производится опробование защит ПВД от переполнения по I и II пре­делам. Опробование защиты по I пределу производится замыканием контактов уровнемера. При этом проверяется работа водозапорной арматуры и сигнализации. Перед испытанием эксплуатационный пер­сонал должен быть предупрежден о временном .понижении температу­ры. питательной воды. Опробование защиты по II пределу, вызывающей останов блока, производится с пере­водом импульса на сигнал.

 

8. Принцып действия и назначения даэратора.

p = kдF (pr .p - pr), (18.2.3) где pr.p – так называемое равновесное парциальное давление газа в воде, оно отвечает концентрации газа в воде в условиях равновесия в соответствии с (18.2.1.); pr – парциальное давление газа над водой; kд – коэффициент десорбции, зависящий от турбулентности потока воды, вязкости, поверхностного натяжения, скорости диффузии газа в воде, а следовательно, от температуры. Для достижения минимального парциального давле­ния газа в пространстве над водой осуществляют непре­рывное удаление газов (с примесью паров) из рабочего пространства деаэратора через специальный штуцер для отвода выпара деаэратора. Если деаэратор вакуумный (т. е. давление в нем меньше атмосферного), то осуще­ствляют отсос воздуха пароструйными или водоструйны­ми эжекторами. Примеры конструктивного выполнения деаэраторов приведены на рис. 12.2.3, 12.2.4. В первом из этих случа­ев реализован пленочный принцип дробления потока во­ды, во втором—струйный. На рис. 12.2.4 в качестве вто­рой ступени дегазации применяют барботаж, т. е. пропускают пузырьки пара через слой воды. Барботаж применяется для более полной дегазации воды, особен­но для более полного удаления двуокиси углерода. На промышленных ТЭЦ деаэраторы чаще всего пи­таются паром из промышленного регулируемого отбора турбины, а на конденсационных электростанциях — из нерегулируемых отборов турбин (рис. 18.2.5). При дега­зации питательной воды на ТЭС деаэратор одновремен­но выполняет функцию подогревателя очередной сту­пени подогрева в системе регенерации. Деаэраторы типа изображенного на рис. 12.2.4 назы­вают деаэраторами «перегретой» воды. Деаэраторы не требуют подачи на них греющего пара, пар в них обра­зуется в результате дросселирования нагретой воды до такого давления, температура насыщения при котором меньше температуры воды, поступающей на деаэратор. Эта вода оказывается предварительно как бы перегре­той сверх температуры в деаэраторе, до которой охлаж­дается в результате дросселирования и частичного превращения в пар. В конденсаторах паровых турбин происходит доста­точно полное удаление газов из основного конденсата» т. е. конденсатор одновременно выполняет роль деаэратора. Рис. 18.2.5. Схемы включения деаэраторов питательной воды. а—в качестве самостоятельной ступени регенеративного подогрева воды; б— в качестве предвключенного подогревателя в данной ступени подогрева; в — к регулируемому отбору на ТЭЦ; /—.парогенератор; 2 —турбина; 3—кон­денсатор; 4 — конденсатный насос; 5 — подогреватель низкого давления- 6— деаэратор; 7 — питательный насос; 8 — подогреватель высокого давления- 9— регулятор давления. Однако из-за присосов воздуха через сальники конденсатных насосов и другие неплотности в вакуумной системе турбин конденсат вновь загрязняется газами. Эти газы затем удаляются в деаэраторах атмосферного типа (с давлением несколько выше атмосферного) или в деаэраторах повышенного давления (с давлением, в несколько раз превышающим атмосферное). Атмосферный деаэратор состоит из цилиндрической деаэрационной колонки и бака питательной воды. Потоки деаэрируемой воды поступают в распределитель воды, из которого равномерно по кольцевому сечению колонки стекают на перфорированные противни. Проходя через отверстия противней, вода, разбивается на мелкие струйки и падает вниз. В нижнюю часть деаэраторной колонки подводится пар для нагрева деаэрируемой воды до температуры кипения. При температуре воды, равной температуре киD = kдF¢ — коэффициент теплоотдачи. Правая часть уравнения (18.2.2) позволяет заклю­чить, что площадь поверхности теплообмена желательно сделать как можно больше. Это дает возможность уско­рить процесс теплообмена и уменьшить габариты аппа­рата. Решая эти задачи, потек воды дробят на струи, капли или тонкие пленки. Для обеспечения максималь­ного температурного напора создают противоток пара и воды. Дробление потока и особенно сток ее тонкими пленками обеспечивают турбулизацию потока и соответ­ственно увеличение коэффициента теплоотдачи. Этими же средствами добиваются увеличения скорости десорбции газа из воды, поскольку количество уда­ляемого из нее в единицу времени остью концентраций газа в воде и в пространстве над водой, а следовательно, с учетом. (18.2.1), разностью давлений газа в соответствии с уравнением mat — температурный напор; DИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И СХЕМ ДЕАЭРАТОРОВ Цели работы: изучить принцип действия и схемы деаэраторов, лабораторное оборудование, позволяющее произвести деаэрацию, изучить порядок работы деаэратора, произвести рабочее очищение воды. 1. Общие сведения Деаэрация питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей является обязательной для всех котельных. Деаэраторы предназначены для удаления из воды растворенных в ней неконденсирующихся газов. Присутствие в питательной и подпиточной воде кислорода и углекислоты приводят к коррозии питательных трубопроводов, кипятильных труб, барабанов котлов и сетевых трубопроводов, что может привести к тяжелой аварии. Наличие даже таких инертных газов, как азот, также крайне нежелательно, оно препятствует теплопередаче и снижает теплопроизводительность подогревателей. Количество остаточного содержания О2 и СО2 в питательной воде паровых котлов строго регламентируется правилами Госгортехнадзора [16]. Так для котлов со стальным экономайзером при давлении до 1,4 МПа содержание О2 должно быть не более 30 мкг/кг. Свободная углекислота (СО2) в питательной воде после деаэраторов должна отсутствовать. Для деаэрации питательной воды в котельных, применяются струйные смешивающие термические деаэраторы. В зависимости от давления, поддерживаемого в деаэраторе, различают деаэраторы повышенного давления, атмосферные и вакуумные деаэраторы. В котельных установках с паровыми котлами на давление до 4,0 МПа применяют атмосферные деаэраторы. 2. Термическая деаэрация воды Термическая деаэрация воды. В воде тепло­энергетических установок растворены и требуют удале­ния коррозионно-агрессивные (O2, CO2, NH3) и прочие газы. Удаление газов из воды производят в основном с помощью термических деаэраторов, декарбонизаторов и химическим способом. Термическая деаэрация (дегазация) воды основана на законе Генри - Дальтона, выражающемся примени­тельно к данному случаю следующим уравнением, спра­ведливым для условий равновесия: m = kppг = kр (p - pп), где т - растворимость газов в воде; р - суммарное давление газа и водяных паров в пространстве над во­дой; рп, рг - парциальные давления соответственно пара и газа в том же пространстве; kр—коэффициент раст­воримости газа в воде, зависящий от температуры (чем выше температура, тем меньше коэффициент раствори­мости). Если воду нагреть до температуры кипения, то, с одной стороны, коэффициенты растворимости газов в воде становятся равными нулю, а с другой стороны, пар­циальное давление пара над поверхностью воды стано­вится равным суммарному давлению смеси. В итоге рав­новесия растворимость газов в воде становится равной нулю. Отсюда вывод: для удаления из воды растворен­ных в ней газов достаточно нагреть ее до температуры кипения. В этом и заключается суть термической дега­зации. Уравнение (18.2.1) характеризует предельное состоя­ние равновесия, к которому придет система, если будут созданы определенные условия и предоставлено системе достаточно времени. Рассмотрим вкратце эти условия. Из изложенного следует, что воду необходимо на­греть. Обычно деаэрируемую воду, стекающую струйка­ми, каплями и пленкой, нагревают протекающим на­встречу паром. Тогда необходимое количество теплоты Q для нагрева в единицу времени воды в количестве W от начальной температуры t1 до температуры кипения tв (и соответствующих значений энтальпии i1, i') где F — площадь поверхности теплообмена; tср — сред­няя для условий теплообмена температура воды; р – запас давления на открытие предохранительных клапанов, принимаемый равным 5%; Рк – сопротивление водяного экономайзера котла; Рп.в.д – сопротивление регенеративных подогревателей высокого давления; Рнаг тр – сопротивление питательных трубопроводов от насоса до котла с учетом сопротивления автоматических регуляторов питания котлов; Рвсос тр – сопротивление всасывающих трубопроводов; Рс.в – давление, создаваемое столбом воды, равным по высоте расстоянию между осью барабана котла и осью деаэратора; Рдр – давление в деаэраторе. При подсчете сопротивлений плотность воды принимается по средней температуре ее в нагнетательном тракте, включая водяной экономайзер. Определенное расчетом давление в нагнетательном патрубке питательDР) + Рэк + Рп.в.д +, где Рк – избыточное давление в барабане котла; Dпения, растворимость газов в воде равна нулю, чем и обусловливается удаление из воды кислорода и углекислоты. Выделяющийся кислород и углекислота с небольшим количеством пара удаляется через вестовую трубу вверху деаэрационной колонки. Для эффективной работы деаэрационной колонки необходимо, чтобы выделяющиеся из воды газы достаточно быстро удалялись из колонки, что обеспечивается выпаром. Количество выпара принимают равным 2 кг на 1 т деаэрированной воды. Деаэрационные колонки не рассчитаны на подогрев воды более чем на 10-40оС. Оптимальный режим работы деаэраторной колонки, т.е. наилучшее удаление газов из питательной воды, имеет место, когда средняя температура всех потоков воды, входящих в колонку, на 10-15оС ниже температуры кипения при давлении, поддерживаемом в деаэраторе. Для полной деаэрации питательной воды совершенно необходимым условием является нагрев ее до температуры кипения. Недогрев воды даже на несколько градусов приводит к резкому увеличению остаточного содержания в ней кислорода. Поэтому деаэраторы обязательно снабжаются автоматическими регуляторами, поддерживающими соответствие между поступлением пара и воды в колонку. Схемы деаэраторов а – атмосферного; б – барботажного; 1 – бак; 2 – выпуск питательной воды; 3 – водоуказательное стекло; 4 – предохранительный клапан; 5 – тарелки; 6 – вход химически очищенной воды; 7 – вестовая труба; 8 – вход конденсата; 9 – деаэраторная колонка; 10 – вход пара; 11 – гидравлический затвор; 12 – лоток; 13 – решетка; 14 – перегородка с жалюзи. Количество и производительность устанавливаемых деаэраторов питательной воды выбираются из расчета полного покрытия расхода питательной воды котлами с учетом их продувки и расхода питательной воды на впрыск в РОУ при максимально-зимнем режиме. Должно быть установлено не меньше двух деаэраторов. Резервные деаэраторы не устанавливаются. Полезная суммарная емкость баков питательной воды должна обеспечивать запас ее не менее чем на 15 мин при максимально-зимнем режиме. Полезная емкость баков принимается равной 85% их геометрической емкости. Подпиточная вода также во всех случаях должна подвергаться деаэрации. Содержание кислорода в подпиточной воде должно быть не более 50 мкг/кг, а свободная углекислота должна полностью отсутствовать. В системах теплоснабжения с непосредственным водоразбором качество подпиточной воды, кроме того, должно удовлетворять ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». Деаэрация подпиточной воды осуществляется либо в термических смешивающих атмосферных деаэраторах, либо в вакуумных деаэраторах. Деаэраторы должны устанавливаться на площадках с отметкой, превышающей отметку установки питательных насосов. Величина этого превышения определяется суммой требуемого подпора воды при входе в насос, задаваемого заводом-изготовителем насоса, и требуемого гидростатического напора для преодоления сопротивления трубопроводов от деаэратора до насоса. Для котлов на давления ~4,0 и 1,4 МПа (40 и 14 кгс/см2) отметка площадки деаэраторов соответственно 10 и 6 м. В центральных котельных установках, работающих на крупные системы теплоснабжения с открытым водоразбором, требующие деаэрации подпиточной воды в количествах, измеряемых сотнями тонн, предпочтительна установка вакуумных подпиточных деаэраторов. Подпиточная установка с атмосферными деаэраторами при больших расходах подпиточной воды из-за ограниченной единичной производительности атмосферных деаэраторов (максимум 300 т/ч) и необходимости установки за ними охладителей подпиточной воды (до 70оС) получается очень громоздкой и дорогой. Кроме того, подпиточные установки с атмосферными деаэраторами обладают еще одним существенным недостатком: в целях сохранения конденсата греющего пара химически очищенную воду, подаваемую в деаэраторы, необходимо предварительно подогревать до 90оС. Подогрев ее производится в водо-водяных теплообменниках-охладителях деаэрированной подпиточной воды и в пароводяных подогревателях. Эти подогреватели, а также трубопроводы за ними подвержены интенсивному коррозионному разрушению и не обеспечивают необходимой длительности эксплуатации узла подпитки теплосети. Деаэрация подпиточной воды под вакуумом позволяет избавиться от перечисленных выше недостатков подпиточной установки. Промышленность выпускает вакуумные деаэраторы единичной производительностью до 2000 т/ч, температура выдаваемой деаэратором подпиточной воды 40оС, при этом не требуется установка специальных охладителей. При вакууме в деаэраторе ~0,0075 МПа (0,075 кгс/см2) при температуре деаэрации 40оС не требуется предварительный подогрев подаваемой в деаэратор химически очищенной воды, конструкция ДСВ обеспечивает подогрев деаэрируемой воды в самом аппарате на 15-25оС. При использовании для деаэрации подпиточной воды в небольших вакуумных деаэраторах, работающих под вакуумом – давление ~0,03 МПа (0,3 кгс/см2), создаваемый водоструйными эжекторами или водокольцевыми насосами, процесс деаэрации протекает при температуре 70оС. При этом подаваемую в деаэраторы химически очищенную воду нужно предварительно подогревать только до 50оС. В паровых промышленно-отопительных котельных при закрытых системах теплоснабжения, где расход подпиточной воды определяется только утечками теплосети, подпитку теплосети разрешается производить водой из деаэраторов питательной воды. Технические характеристики деаэраторов приведены в таблицах 10.1 и 10.2 (см. приложение). 3. Охладители выпара деаэраторов Удаление из деаэраторной колонки выделившихся кислорода и углекислоты производится через вестовую трубу в крышке деаэраторной колонки. Вместе с кислородом и углекислотой из колонки выходит некоторое количество пара и уносит с собой тепло, которое при сбросе выпара в атмосферу теряется. В целях использования тепла выпара деаэраторы снабжаются специальными поверхностными теплообменниками-охладителями выпара, в которых производится конденсация выпара химочищенной водой, подаваемой в деаэратор. 4. Питательные насосы Питательные устройства являются ответственными элементами котельной установки, обеспечивающими безопасность ее эксплуатации. Правила Госгортехнадзора [11] предъявляют ряд требований к питательным установкам. Питательные устройства должны обеспечивать необходимый расход питательной воды, при давлении, соответствующем полному открытию рабочих предохранительных клапанов, установленных на паровом котле. Суммарная производительность основных насосов должна быть не менее 110% для всех рабочих котлов при их номинальной паропроизводительности с учетом расходов на непрерывную продувку, на пароохладители, редукционно-охладительные и охладительные установки. Суммарная производительность питательных резервных насосов должна обеспечивать 50% нормальной производительности всех работающих котлов с учетом продувки, расхода воды на редукционно-охладительные и охладительные установки. При выборе насоса надо стремиться к тому, чтобы в рабочих условиях загрузка насоса была близкой к номинальной. При установке нескольких центробежных насосов для параллельной работы нужно устанавливать насосы с одинаковой характеристикой. Загрузка насосов с разными характеристиками в процессе регулирования производительности изменяется неравномерно, и насосы могут не обеспечить нужную подачу воды в режимах, отличных от номинального (на которую они выбраны), либо будут работать неэкономично. Расчетный напор питательного насоса Рнас, Па, определяется из следующего выражения: Рнас = Рк (1 + ных насосов должно быть увеличено на 5-10% для запаса на непредвиденное увеличение сопротивления питательного тракта. На напорном патрубке питательного центробежного насоса обязательно устанавливается обратный клапан. Работа питательных насосов с производительностью ниже 10-15% номинального расхода не разрешается, так как это приводит к «запариванию» насосов. Для защиты от снижения расхода питательной воды сверх допустимого насосы снабжаются специальными сбросными клапанами и линиями рециркуляции, соединяющими их с деаэраторами, куда производится сброс воды. Рециркуляционные линии включаются при запуске и остановке насосов. Запорные клапаны на этих линиях имеют ручное управление. Обратные клапаны, устанавливаемые за насосами, имеют патрубки для подключения рециркуляционных линий. Номенклатура питательных насосов для котлов, используемых в котельных, приведена в таблице 10.5. Как питательные центробежные насосы, так и паровые должны устанавливаться на отметке 0,0 под деаэраторами или при небольшом удалении от них, чтобы сопротивление всасывающих трубопроводов было по возможности малым, согласно нормам технологического проектирования – не более 10000 Па (1000 мм вод. ст.).

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=70136

 

9. Конденсатор турбин.

Конденсатор турбины

Конденсация водяного пара

Процесс перехода вещества из парообразного состояния в жидкое называется конденсацией (сжижением). Рассмотрим те условия и законы, по которым протекает конденсация водяного пара.

Нужно запомнить следующее:

В конденсаторах паровых турбин обычно происходить конденсация влажного пара. В перегретом состоянии пар в конденсатор турбины попадает только при пуски, при работе турбины без нагрузки и в некоторых случаях - при работе с малыми нагрузками.

1. Из 1 кг пара получается 1 кг воды (конденсата).

2. Температура, при которой происходит конденсация, равна температуре парообразования (то есть температуре кипения воды) и следовательно, зависит от давления.

3. Температура конденсата в момент конденсации равна температуре пара, из которого получается конденсат.

4. Для того чтобы полностью сконденсировать 1 кг сухого насыщенного пара, надо отнять у него всю теплоту парообразования.

5. Для того чтобы сконденсировать 1 кг влажного пара, необходимо отнять от каждого килограмм пара количество тепла, равное теплоте парообразования того количества сухого насыщенного пара, которое содержится в 1 кг влажного пара.

6. Для того чтобы сконденсировать 1 кг перегретого пара, нужно отнять у него не только теплоту парообразования, но и теплоту перегрева.

7. Если у 1 кг сухого насыщенного пара отнять не всю теплоту парообразования, а только часть ее, то произойдет частичная конденсация, то есть сконденсируется не весь пар, а только часть его. Вода останется смешанной с паром (получится влажный пар) или же (при большой степени влажности) частично выпадет из пара.