Необходимость очистки трубного пучка конденсатора.

Экономичность работы паровой турбины в значительной степени определяется давлением отработавшего пара или вакуумом в конденсаторе, зависящим от режима работы и состояния конденсационной установки. Одной из основных причин ухудшения вакуума в конденсаторе является снижение коэффициента  теплопередачи трубного пучка конденсатора вследствие его загрязнения с  внутренней (водяной) стороны различным мусором, вносимым с охлаждающей  водой, а также органическими и накипными отложениями.

Опыт работы различных электростанций дает возможность спрогнозировать снижение теплопередачи в конденсаторе за счет загрязнения его поверхности теплообмена.

Ухудшение вакуума в результате загрязнения водяной стороны конденсатора происходит постепенно, по мере накопления отложений и мусора, не создавая  резкой аварийной ситуации, что является предпосылкой для отсутствия достаточного внимания к проблеме поддержания чистоты трубной системы конденсатора и приводит к длительной эксплуатации турбин с повышенным давлением отработавшего пара.

Виды систем очистки трубок конденсатора.

В зависимости от качества охлаждающей воды, характера и состава отложений, для поддержания работоспособности конденсаторов практикуются различные  способы периодических чисток: термическая и вакуумная сушки, кислотные промывки, промывка высоконапорной установкой и проч., которые дают кратковременный и недостаточный эффект.

Кроме того, процесс периодической очистки конденсаторных трубок является мероприятием трудоемким и требует дополнительных ресурсозатрат, как людских, так и финансовых.

Иные способы предотвращения образования отложений в трубной системе конденсаторов, такие как использование ультразвуковых генераторов, электромагнитная обработка охлаждающей воды и ее обработка дымовыми  газами котлов, практического эффекта, как правило, не дают.

Эффективным и универсальным средством обеспечения высокого уровня чистоты конденсаторов является система шариковой очистки (СШО).

Пароструйный эжектор типа ЭП-3-750, сделанный в СССР на Ленинградском металлическом заводе.

Принцип действия пароструйного эжектора.

В пароструйном эжекторе высокоскоростной поток пара (рабочее тело) проходит через сопло и создает вакуум, всасывая в себя медленно движущийся второй поток (всасываемое тело) — это может быть газ, пар или жидкость. Затем эти два потока смешиваются и выходят из эжектора с более высоким давлением.

Эжекторы паровых турбин широко применяются в энергетической промышленности для преобразования энергии пара в механическую энергию, которая затем может быть использована для привода генераторов электроэнергии или других механизмов. Они обычно используются в больших электростанциях, где требуется высокая производительность и эффективность.

Скачать паспорт пароструйного эжектора типа ЭП-3-750 в формате pdf >>>

Охладитель пара концевых уплотнений турбины — это устройство, которое используется для снижения температуры пара после его прохождения через уплотнения. Это важно, поскольку избыточная температура может привести к повреждению или износу уплотнений, что может привести к утечкам или другим проблемам.

Охладитель пара уплотнений обычно состоит из теплообменника, через который проходит пар, и среды, которая используется для охлаждения пара. Пар проходит через теплообменник, где его тепло передается среде охлаждения. Это позволяет снизить температуру пара и предотвратить его перегревание, что может привести к повреждению уплотнения.

Охладители пара уплотнений широко применяются в различных отраслях промышленности, таких как нефтехимическая, энергетика, химическая промышленность и другие, где требуется надежное и эффективное уплотнение для предотвращения утечек и повреждений оборудования.

На ТЭЦ в качестве охладителей пара уплотнений турбинного агрегата используются подогреватели типа ПСВ (на фото сверху охладитель пара уплотнений турбины ПТ-65/75-130/13 – ПСВ-125-7-15).

Концевые уплотнения паровой турбины служат для уменьшения потерь пара и энергии через зазоры между поворотными и неподвижными частями турбины. Уплотнения полностью или частично блокируют эти зазоры, предотвращая утечку пара.

Они могут быть изготовлены из различных материалов, таких как металл или специализированные полимеры, и могут быть сконструированы по-разному в зависимости от специфического вида турбины и рабочих условий. Однако все они выполняют важную функцию, удерживая рабочее вещество внутри турбины и защищая ее детали от износа и повреждения.

Высокая эффективность этих уплотнений критически важна для эффективной работы турбины и обеспечения безопасности ее эксплуатации.

Некоторые рекомендации по реконструкции паропроводов.

Источниками пара на ТЭЦ являются паровые турбины, а также редукционно-охладительные установки, подключенные к паропроводам. Отпуск пара осуществляется с 4-х обще-станционных коллекторов Ду-500 мм — нитки «А», «Б», «В» и «Г». В связи с износом трубопроводов, эстакад трубопроводов, тепловой изоляции труб, необходима реконструкция паропроводов.

Выполняемые объемы работ по реконструкция паропроводов:

— разработка проектно-сметной документации (проектная и рабочая);

— экспертиза промышленной безопасности проектной документации;

— строительно-монтажные и пуско-наладочные работы.

— сдача трубопроводов в эксплуатацию.

Основные технические решения и требования для проектирования реконструкция паропроводов:

— границы проектирования и точки подключения к технологическим линиям;

— необходимые обследования строительных конструкций существующих эстакад, используемых при размещении паропроводов;

— замена участков существующего паропровода;

— замена арматуры;

— замена существующего коммерческого узла учета пара;

— приведение помещения теплового пункта к требованиям СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», п.47 Постановления Правительства РФ от 18 ноября 2013 г. N 1034 «О коммерческом учете тепловой энергии, теплоносителя», Свод правил по проектированию и строительству СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»;

— замена тепловой изоляции существующего паропровода.

Проектом определить допустимые тепловые потери исходя из действующей нормативно-технической документации.

Проектом предусмотреть теплоизоляцию паропроводов необходимой толщины из негорючих материалов (каменной или базальтовой ваты). Покрывной слой – оцинкованный лист толщиной не менее 0,7 мм.

Выполнить расчеты трубопроводов на устойчивость (продольный изгиб) и прочность, расчет гидравлических режимов работы паропроводов. Диаметр, толщину стенок паропроводов, тип и количество опорно-подвесных систем должны быть рассчитаны проектной организацией согласно нагрузкам потребителей, планируемой общей протяжённости паропроводов и т.п.

Конденсационный режим работы турбины — это режим, при котором пар, выходящий из высокого давления ступени турбины, конденсируется в конденсаторе и затем снова подается в низкое давление ступени турбины.

В конденсаторе пар охлаждается водой, которая циркулирует внутри его трубчатых элементов. При контакте с холодной поверхностью трубок пар конденсируется и превращается в воду, которая затем собирается в специальном баке и используется для повторного использования в процессе охлаждения пара.

Таким образом, турбина работает без бойлерной установки.

Ниже представлен расчет работы турбоагрегата Т-50-130 без подогревателей сетевой воды (ПСГ).

Расчет выполнен на основании РД 153-34.1-09.321-2002 «Методика экспресс — оценки экономической эффективности энергосберегающих мероприятий на ТЭС».

Технико-экономические показатели работы турбоагрегата (ТА) за 2016 – 2018 годы приведены в табл.1.

 

Таблица 1. Данные по работе ТА

Наименование параметра	2016	2017	2018	Среднее
Выработано эл. энергии	53481,74	72220	99325,24	75009
Ср. эл. нагрузка	62,69841	35,54134	32,44032	37,8
Число часов  в работе	853	2032	3061,783	1982
Уд. расход тепла брутто	2092,929	1943,85	2034,706	2019

 

Экономия условного топлива составит:

DВ= Δq_т* N_ср* Т_час/(Q_ут *h_к * h_т)=231*37,8*1982/(7000*0,865*0,98)=

=2915,4 тут/год.

где:

Δq_т – изменение удельного расхода тепла брутто, ккал/кВт*ч;

Δq_т= q_т1— q_т, ккал/кВт*ч

q_т – удельный расход тепла брутто – 2019 ккал/кВт*ч (усредненное значение за 3 года, данные приведены в соответствии с табл. 1).

q_т1 – удельный расход тепла брутто при работе турбины в конденсационном режиме при средней нагрузке, =2250 ккал/кВт*ч;

Рисунок 1. Расход свежего пара, полный и удельный расходы тепла при работе на конденсационном режиме (представлен выше).

Δq_т= q_т1— q_т=2250-2019=231 ккал/кВт*ч

• N_ср – средняя мощность турбины – 37,8 МВт*ч (усредненное значение за 3 года);
• Т_час – период работы в году – 1982 ч (усредненное значение за 3 года);
• Q_ут– теплота сгорания условного топлива =7000 ккал/кг.
• h_к – КПД нетто КА=0,865 (усредненный КПД нетто КА (котельный агрегат) в периоды работы турбины за 3 года),
• h_т – КПД теплового потока =0,98.

Заводской чертеж типовой теплофикационной турбинной установки Т-50-130.

Чертеж разработан конструкторским бюро – Уральское отделение СКБ«Т».

Завод изготовитель турбоустановки – Уральский Турбомоторный завод (ныне — АО «Уральский турбинный завод»).

Ведомость чертежей турбины Т-50-130:

— план под отметкой 8.00;

— план над отметкой 8.00;

— план над отметкой 2.30;

— вид со стороны масляного бака;

— вид со стороны подогревателей;

— трубопровод дренажей и продувок низкого давления;

— трубопровод отсоса воздуха из бойлеров и установка эжектора.

Скачать чертеж турбины Т-50-130 в формате pdf >>>