Технологическая (принципиальная) схема системы шариковой очистки конденсатора турбины.

1. Фильтр самоотмывающийся поворотный ФСП-1,0/0,8 (количество — 2 шт.)

• Номинальная производительность – 3600 м³ /час;
• Расчётное давление воды – до 0,25 МПа;
• Максимально допустимое давление воды – 0,6 МПа;
• Гидравлическое сопротивление чистого фильтра — 5 кПа;
• Максимально допустимое гидравлическое сопротивление загрязненного фильтра 20 кПа;
• Частота вращения ротора – 22,4 об/мин;
• Мощность электропривода — 1,5 кВт;
• Напряжение питания 380 В;
• Крутящий момент на выходном валу электропривода — 60 кг м.

2. Фильтр грязевый (количество — 2 шт.)

• Расчетное давление воды 0,25 МПа;
• Диаметр фильтрующих отверстий 12 мм;

3. Шарикоулавливающее устройство ШУУ-0,8 (количество — 2 шт.)

• Рабочее давление воды в корпусе – до 0,25 МПа;
• Зазор между пластинами – 10 мм;
• Гидравлическое сопротивление при номинальном расходе воды, не более -3 кПа.

4. Насос шариковой очистки НШО (количество — 1 шт.)

• Производительность – 80 м3 /час;
• Напор – 20 м.вод.ст;
• Потребляемая мощность — 7,6 кВт;
• Напряжение питания – 380 В;
• Частота вращения – 1500 об/мин.

5. Загрузочная камера ЗК-0,017 (количество — 1 шт.)

• Максимально допустимое давление воды в корпусе – до 0,6 МПа;
• Полезный объём — 0,017 м³;
• Максимальное количество загружаемых шариков – 1000 шт;
• Тип электропривода МЭО-40/63-0,63-93 ТУ25-7549.002-90;
• Напряжение питания 380 В.

5. Тройник для шариков (количество — 1 шт.)

• Диаметр присоединяемых трубопроводов – Ду100хДу80хДу80.
• Максимально допустимое давление воды в корпусе –0,6 МПа.

6. Технологический люк Л-0,5 (количество — 4 шт.)

• Максимально допустимое давление воды–0,6 МПа.

Скачать схему технологическую системы шариковой очистки в формате pdf >>>

Загрязнение трубок конденсатора турбоагрегата приводит к ухудшению теплообмена и как, следствие к уменьшению вакуума в конденсаторе. Ухудшение вакуума, связанное с загрязнением поверхности охлаждения конденсаторов, достигает на электростанциях 1-2%, а в некоторых случаях, при особенно плохом качестве воды 3-4%.

Отклонение вакуума в конденсаторе турбины от номинального, при известной температуре охлаждающей воды резко снижает экономичность работы турбоустановки и влияет на надежность работы последней ступени турбины. Кроме того, при отклонении вакуума происходит снижение энергетической мощности турбоагрегата.

В «Правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей» оговорена необходимость проведения периодических очисток при отклонении данного показателя от нормы более чем на 0,5%.

Система шариковой очистки (СШО) является экономически выгодным и технически прогрессивным решением для электростанций. Система предназначена для очистки внутренней поверхности трубок конденсатора паровой  турбины от загрязнений, которые приносятся циркуляционной водой из водоема или возникают в процессе её протекания по трубкам.

По статистическим данным внедрение СШО при подборе оптимальных параметров шариков позволяет увеличить энергетическую эффективность без  дополнительных затрат в среднем на 1,0-2,0% для паротурбинных станций. Установка СШО на конденсаторе позволит увеличить коэффициент теплопередачи и снизить температурный напор, тем самым понизив температуру  насыщения и давление в конденсаторе.

Согласно данным учета производственно-технического ТЭЦ, среднегодовое отклонение от нормативного температурного напора на ТА составляет 2,2

°С. Температура насыщения при давлении 0,075 кгс/см² составляет 39,9 °С.

При поддержании СШО параметров работы конденсатора на нормативном уровне снижение давления отработавшего пара в конденсаторе составит:

ts=39,9-2,2=37,7 °С;

ps2=0,0666 кгс/см2;

ps1- ps2=0,0750-0,0666=0,0084 кгс/см²

ps=0,0666 кгс/см²; – давление в конденсаторе при температуре насыщения равной 37,7 °С

Используя типовую энергетическую характеристику турбоагрегата ПТ-60-130/13 ЛМЗ (см. картинку выше), определяем, что прирост мощности турбоагрегата от внедрения СШО ∆N составит – 378 кВт от установки СШО.

Планируемая средняя продолжительность работы ТА в летний  период составляет 3672 часа.

Дополнительная выработка электроэнергии летом от внедрения системы очистки  «на ходу» составит:

∆Э=0,378*3672= 1388 тыс. кВтꞏч/год.

Экономия условного топлива в летний период:

∆B= ∆Эхbк = 1388х0,425= 589,9 тут/год

где:

bк=425 г/кВт*ч – среднее значение удельного расхода топлива на отпуск электроэнергии по конденсационному циклу в летний период.

Дополнительная экономия составит снижение затрат на очистку охлаждающих трубок с помощью механических способов очистки, величина данных затрат оценивается на уровне 170 000 рублей/год.

Техническое обеспечение автоматической системы управления системой шариковой очистки (далее — СШО). Техническое обеспечение совместно со специальным программным обеспечением составляет основу системы управления. Техническое обеспечение выполнено с применением контроллеров производства фирмы Siemens.

Основные функции системы управления СШО

— непрерывный контроль чистоты фильтра по перепаду давления на нем;

— автоматическое включение отмывки фильтра при достижении заданного перепада;

— автоматическая промывка фильтра 1 раз в 24 часа при не превышении установленного значения перепада давления на фильтре;

— при заклинивании ротора фильтра, в случае попадания крупных загрязнений, включается вращение ротора в противоположную сторону;

— после устранения причины заклинивания ротора фильтра, переключается вращение ротора фильтра в первоначальном направлении;

— при невозможности устранить причину заклинивания ротора фильтра автоматически, отключается электропривод фильтра, включается сигнал аварии;

— при невозможности отмыть фильтр автоматически и достижении перепада давления на нем выше аварийной установки, включается сигнал аварии;

— включение шариковой очисткой конденсатора выполняется в соответствии заданной периодичностью;

— управление электрическими исполнительными механизмами;

— при неисправности оборудования системы управления включается световая сигнализация.

Для управления системой шариковой очистки предусматривается установка локального шкафа АСУ СШО. Шкаф выполнен на базе устройств ввода-вывода Simatic ET200 (No 22734-11 в государственном реестре средств измерений) производства фирмы Siemens AG (Германия). На двери шкафа установлены ключи управления и арматура сигнализации положения исполнительных механизмов, кнопка аварийного останова. Для редактирования уставок, просмотра аварийных сообщений, индикации технологических параметров и состояния запорной арматуры и механизмов системы проектом предусматривается установка автоматизированного рабочего места оператора СШО на БЩУ-2. Предусматривается передача информации в общеблочный ПТК.

Система шариковой очистки (СШО) трубного пучка конденсатора турбины.

Технология поддержания в чистоте конденсаторных трубок с помощью эластичных шариков из губчатой резины — СШО нашла широкое применение в современной энергетике.

Применение мягкого шарика, диаметр которого на 1-2  мм больше внутреннего  диаметра трубки, позволяет удалять с ее поверхности все виды вновь образующихся и недостаточно закрепленных отложений, поддерживая, таким  образом, исходную чистоту трубки в течение всего периода эксплуатации турбоагрегата.

Технологически система шарикоочистки разделяется на две автономные подсистемы:

• подсистема «ФИЛЬТР» — технологическая схема очистки циркуляционной воды;
• подсистема «ШАРИКОВАЯ ОЧИСТКА» — технологическая схема циркуляции шариков.

Подсистема «ФИЛЬТР» предназначена для предварительной очистки охлаждающей воды от различного мусора (щепа, гравий, элементы оросителей, полиэтиленовые бутылки и т. д.), который, засоряя трубные доски, препятствует  прохождению шариков через конденсаторные трубки.

Основным элементом подсистемы «ФИЛЬТР» являются фильтры предварительной очистки, устанавливаемые на подводящих к конденсатору  циркуляционных трубопроводах.

Подсистема «ШАРИКОВАЯ ОЧИСТКА» предназначена для транспортировки шариков через конденсаторные трубки.

Принцип работы СШО основан на предотвращении образования отложений на внутренних поверхностях конденсаторных трубок за счет циркуляции через них пористых резиновых шариков (ПРШ), диаметр которых на 1-2 мм больше внутреннего диаметра конденсаторных трубок.

Шарики загружаются в загрузочную камеру (ЗК), предназначенную для загрузки  и  ввода шариков в контур циркуляции.

После включения насоса шариковой очистки НШО шарики по трубопроводам транспортировки направляются в напорный водовод перед конденсатором.

Состав и технические характеристики применяемого оборудования СШО:

1. Фильтр самоотмывающийся поворотный ФСП-1,0/0,8.
2. Фильтр грязевый.
3. Шарикоулавливающее устройство ШУУ-0,8.
4. Насос шариковой очистки НШО.
5. Загрузочная камера ЗК-0,017.
6. Тройник для шариков.
7. Технологический люк Л-0,5.

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).

Конденсатор турбины ТЭЦ – это устройство, предназначенное для конденсации пара, выходящего из турбины после производства ею работы. Конденсация пара происходит путем охлаждения его водой, которая циркулирует внутри конденсатора. В результате конденсации пара, образуется жидкость (конденсат), которая снова может быть использована в качестве рабочего тела в турбине.

Конструкция конденсатора турбины ТЭЦ может различаться в зависимости от производителя и типа станции, однако, основными элементами конденсатора являются:

1. Кожух – это оболочка, которая заключает в себе все остальные элементы конденсатора. Кожух изготавливается из стали или других материалов, которые способны обеспечить надежность и долговечность конструкции.
2. Трубки – это трубы, которые пролегают внутри кожуха и служат для передачи воды, которая используется для охлаждения пара. Трубки могут быть изготовлены из меди, алюминия или других материалов, которые обеспечивают высокую теплоотдачу.
3. Пластины – это пластины, которые расположены между трубками и служат для увеличения площади поверхности контакта между водой и паром. Пластины могут быть выполнены из алюминия, меди, нержавеющей стали или других материалов.
4. Насосы – это устройства, которые двигают воду внутри конденсатора. Насосы могут быть различных типов – центробежные, винтовые и т.д.
5. Конденсатный бак – это емкость, в которой собирается жидкость, образованная в результате конденсации пара. Конденсатный бак может иметь различный объем и форму.
6. Другие элементы – к конструкции конденсатора также могут относиться различные фильтры, клапаны, система шарикоочистки, трубопроводы и другие элементы, которые обеспечивают бесперебойную работу системы.

Конденсаторы турбин ТЭЦ являются важной частью технологического процесса, поскольку они позволяют повысить эффективность работы станции и снизить затраты на производство электроэнергии.