ПВД – полное наименование «Подогреватели высокого давления» предназначены для подогрева питательной воды в системе регенеративного подогрева турбины.

ПВД выполняются в виде унифицированных конструкций камерных кожухотрубчатых теплообменников с нижнем расположением трубной решетки и поверхности теплообмена из «П»- образных труб.

ПВД состоит из 3-х основных узлов:

— корпуса;

— КПВ (камера питательной воды);

— трубной системы.

Питательная вода, осуществляя движение от входного патрубка КПВ к выходному, подогревается последовательно в трёх зонах нагрева конденсатом пара, насыщенным и перегретым паром.

Трубная система представляет собой сварную конструкцию, состоящую из трубной решетки, зон охлаждения конденсата, зона конденсации пара, теплообменных труб, закреплённых в трубной решетке вальцовкой и сваркой, а также нижней камеры, через которую организован подвод пара и выход конденсата греющего пара.

В охладителе пара (ОП) для отвода конденсата пара, образование которого возможно при пусках и работе ПВД на пониженных нагрузках, служит отводящая труба и дренажные каналы, выходящие за боковую поверхность трубной решетки.

На периферийной части трубной решетки, свободной от теплообменных труб выполнено углубление, в котором размещен кольцевой коллектор сбора шлама с отверстиями, расположенными над поверхностью трубной решетки, через которые отводится шлам.

КПВ имеет внутри защитный кожух. Полости между защитным кожухом и входной и выходной камерой сообщаются через отверстия, проходные сечения которых рассчитаны таким образом, чтобы в рабочих условиях была перетечка некоторой части воды, способствующая выравниванию температур стенок КПВ. Туда же подводится конденсат для снижения скорости разогрева стенок КПВ при пуске ПВД и скорости их охлаждения при потере греющего теплоносителя – пара. В обечайке КПВ установлены самоуплотняющиеся лазовые затворы, предназначенные для внутреннего осмотра и возможного ремонта узла закрепления теплообменной трубки с трубной решеткой.

ДЗУ (быстродействующее защитное устройство) состоит из клапана впускного и обратного. Клапан впускной служит для включения группы ПВД в работу, либо отключения их и перепуска питательной воды по байпасу в аварийных случаях переполнения конденсатом парового пространства ПВД. Впускной клапан управляется гидроприводом, на который подается конденсат от конденсатных насосов. Обратный клапан служит для отключения группы ПВД от коллектора питательной воды и предотвращения попадания воды в ПВД.

Пример паспорта трубопровода питательной воды в обвязке ПВД (подогревателя высокого давления).

Трубопровод спроектирован Ростовским теплоэлектропроектом.

Изготовлен на Белгородском заводе Энергетического машиностроения.

Скачать паспорт трубопровода питательной воды в формате pdf >>>

Крепление вертикальных сосудов (колонных аппаратов, емкостей) работающих под давлением, например, подогревателей высокого давления, подогревателей сетевой воды и т.д., осуществляется за опоры, предусмотренные заводом производителем. Опоры крепления сосудов изготавливаются по ОСТ 26-01-153-82 и привариваются к корпусу аппарата. Основными критериями для выбора опор сосудов являются, допускаемая нагрузка (кН) и диаметр аппарата.

Сосуд под давлением устанавливается на площадке обслуживания. Аппарат крепится за подобранные опоры (ОСТ 26-01-153-82) к приваренному прокатному профилю, как правило, к двум швеллерам с параллельными гранями по ГОСТ 8240-97. И фиксируется следующими крепежными изделиями:

— шпилька для деталей с гладкими отверстиями по ГОСТ 22042-76 ;

— гайки шестигранные по ГОСТ 5915-70;

— шайбы увеличенные по ГОСТ 6958-78.

Предыдущая версия подогревателя ПВ-425-230-23 массово установленная в советское время на многих ТЭЦ, в настоящее время не выпускается основными тепломеханическими заводами РФ, поскольку рабочая документация аннулирована, отсутствует необходимая технологическая оснастка, а также технические условия и разрешительная документация (сертификаты соответствия).

В настоящее время серийно, взамен ПВ-425-230-23, выпускаются более современные, модернизированные ПВ-425-230-25-4, которые имеют ряд отличий от предыдущих:

1. Боковой подвод входа и выхода питательной воды (450 мм от центра) заменен на нижний (492мм от центра).
2. Высокие опоры заменены на более низкие.
3. В современном подогревателе отсутствует зона охлаждения пара.
4. Современный подогреватель короче старого.
5. Боковые штуцера на корпусе отличаются высотой врезки от опоры.
6. Строповые уши заменены на монтажные штуцера.
7. В настоящее время подогреватели изготавливаются с фланцевым разъемом корпуса.
8. Толщина обечайки корпуса заменена с 22мм на 20мм.
9. Штуцер спуска конденсата из корпуса (опорожнение) изменен с Ду25 на Ду100.
10. Подвод греющего пара Ду150 изменен на Ду200, параметры пара по температуре заметно снижены в современных подогревателях.

На тепловых электростанциях вода с помощью энергии сжигаемого топлива в котле нагревается до  состояния водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединенную с  генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую, часть пара  отбирается от турбоагрегата и с помощью подогревателя высокого давления, дополнительно подогревает питательную воду, поступающую в котел, тем самым увеличивая КПД цикла производства. 

Таким образом, основным показателем характеризующим более высокий коэффициент полезного использования топливо-энергетических ресурсов при работе ПВД, является расход энергоресурсов (природного газа) котлом станции.

В связи с наличием многочисленных дефектов в эксплуатируемых с советских времен ПВД, недогрев питательной после подогревателей воды составляет, примерно, 6,8 °С.

Неэффективный нагрев питательной воды происходит также из-за устаревшей конструкции трубной  системы подогревателей. С 1972 г. ТКЗ «Красный котельщик» перешел на изготовление модернизированных ПВД типа ПВ. Более современные подогреватели марки ПВ предусматривают  повышение надежности и экономичности ПВД усовершенствованием их конструкции, в частности изменением  конструкции теплообменника с п-образной системы труб на спиральный змеевик, а также увеличением  диаметра трубок теплообменника с 16 мм  до 32 мм. Данные мероприятия по модернизации конструкции ПВД  позволили снизить скорость питательной воды в теплообменнике от 2,5-3 м/с, имевшим место перед  модернизацией, до значений 1,6-1,8 м/с, что позволило повысить эффективность нагрева воды и снизить расход пара соответственно. Также, в результате снижения скорости воды в трубах теплообменной  поверхности уменьшилось гидравлическое сопротивление подогревателей.

Исходя из выше перечисленного приведем данные, показывающие энергетическую эффективность мероприятия по замене устаревших подогревателей на более современные ПВ-425-230-25-4.

Исходные данные:

— фактическая средняя температура питательной воды за ПВД — 231,5 °С;

— нормативная температура питательной воды за ПВД — 238,3 °С;

— недогрев питательной после ПВД воды — 6 ,8 °С;

— расход питательной воды через ПВД — 367,4 т/ч;

— рабочее давление питательной воды, номинальное — 19,1 МПа;

— температура питательной воды на выходе  — 181,6 °С;

— количество часов в работе ПВД в 2015г. — 7562 ч; .

Расчетные данные:

— количество теплоты (удельная теплоемкость) требуемое на нагрев воды на 1 градус, при температуре воды 181,6 °С и давлении 19,1 МПа — 4276 Дж/кг° С;

— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т/ч на 1 градус за 1 час —  1571002400 Дж/°С;

— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т на 6,8 °С за 1 час  —  10682816320 Дж;

— количество теплоты требуемое на нагрев воды количеством 367,4 т на 6,8°С за 7562 ч. —  80783457МДж;

 — 80783457 МДж = 2756 тут;

Итого, за тридцати летний срок службы подогревателя ПВ-425-230-25-4, при работе агрегата по 7562 часов в год снижение потребления ТЭР позволяет получить:

— экономию тонн условного топлива — более 82680 тут.

Строповка аппарата колонного типа на примере подогревателя ПВ-425-230-23.

Строповка ПВД в соответствии с ВСН 351-88 «Монтаж сосудов и аппаратов колонного типа»:

1 — за верхний технологический штуцер (при разрешении производителя аппарата);

2 — за боковые технологические штуцера (при разрешении производителя аппарата);

3 — за строповочные устройства при отсутствии касания стропом корпуса аппарата;

4 — схема выведения аппарата в горизонтальное положение с помощью мостового крана и балансирной траверсы.

Строповка подогревателей высокого давления в собранном виде должна осуществляться в соответствии со схемой строповки, указанной в паспорте на аппарат.

Установка строповочных устройств, для подъема должна производиться выше его центра массы не менее 1 м и исключать поворот аппарата вокруг его продольной оси в вертикальном положении.

Конструкции строповочных устройств для подъема аппарата выбираются в соответствии с ГОСТ 14114-85, ГОСТ 14116-85 и ГОСТ 13716-73.

Используемые на монтаже канатные стропы, траверсы и бестросовые устройства должны соответствовать требованиям ГОСТ 25573-82 «Стропы грузовые канатные для строительства. Технические условия».

Подъем аппарата следует начинать с пробного отрыва его от временных опор на 200-300 мм, при котором в течение требуемого времени, но не менее 15 мин должны быть осмотрены все механизмы и грузоподъемные средства, после чего руководитель дает разрешение на продолжение подъема.

Монтаж аппаратов разрешается вести только в светлое время суток при нормальной видимости всех элементов грузоподъемных средств и поднимаемого аппарата.

Установка и закрепление грузоподъемных средств и их элементов на строительных и других конструкциях категорически запрещаются без предварительного согласования с проектировщиком, изготовителем или владельцем конструкции.

Перемещение низа аппарата в процессе подъема следует производить плавно, без рывков.

Схема технологическая ПВД должна содержать в себе информацию о следующих объектах:  

— группа подогревателей высокого давления типа ПВ-425-230-25-4;   

— трубопроводы подачи и отвода конденсата, отсоса паровоздушной смеси;   

— трубопроводы подачи пара с установкой арматуры;   

— трубопроводы питательной воды;  

— трубопровод выхлопа предохранительных клапанов с выводом его за пределы  турбинного цеха;

— места отбора для приборов и  технических средств автоматизации.

Схема технологическая ПВД должна разрабатываться в соответствии с  действующей нормативно-технической, технологической и организационно-распорядительной документацией, а также с учетом следующих документов:

— Руководство по безопасности «Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации  технологических трубопроводов».

— ГОСТ 32569-2013 «Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах».

— РД153-34.0-49.101-2003 «Инструкция по проектированию противопожарной защиты энергетических предприятий». 

— СП 90.13330.2012 «Электростанции тепловые».

Паспорт подогревателя ПВ 425-230-23 содержит следующую информацию:

— характеристика сосуда;

— характеристика частей сосуда (корпус, днище, горловина, решетка, трубы, рубашка);

— данные о сварке и пайке;

— данные о штуцерах, фланцах, крышках и крепежных изделиях;

— арматура сосуда;

— сведения об испытании подогревателя.

Скачать паспорт подогревателя ПВ 425-230-23 в формате pdf.