Toggle Dropdown
Приложение 14
к приказу Министра энергетики
Республики Казахстан
от 6 января 2017 года № 2
Редакция с изменениями и дополнениями по состоянию на 16.03.2025 г.
Методические указания
по наладке и эксплуатации систем шариковой очистки конденсаторов паровых турбин
Глава 1. Основные положения
1. Настоящие Методические указания по наладке и эксплуатации систем шариковой очистки конденсаторов паровых турбин (далее – Методические указания) разработаны в соответствии с подпунктом 2) статьи 5 Закона Республики Казахстан «О теплоэнергетике» и подпунктом 323) пункта 15 Положения о Министерстве энергетики Республики Казахстан, утвержденного постановлением Правительства Республики Казахстан от 19 сентября 2014 года № 994.
2. Экономичность работы паротурбинных установок в значительной мере зависит от давления отработавшего пара в конденсаторе. Для турбин с начальным давлением 13 - 24 мегапаскаль (далее - МПа) и перегревом пара при увеличении давления в конденсаторе на 1 килопаскаль (далее - кПа) мощность турбоустановки снижается на 0,85 - 0,9%, а для турбин, работающих на насыщенном паре - примерно на 1,8% номинальной мощности. Основной причиной повышения давления отработавшего пара (ухудшения вакуума) является загрязнение охлаждающей поверхности конденсатора с водяной стороны, что приводит к увеличению термического и гидравлического сопротивлений конденсаторных трубок. По данным обследований перерасход топлива из-за загрязнения конденсаторов на электростанциях колеблется в широких пределах и в среднем составляет 2%. Опыт внедрения систем очистки охлаждающей воды и шариковой очистки конденсаторных трубок на турбинах теплоэлектроцентраль (далее - ТЭС) и тепловая электрическая станция (далее - ТЭЦ).
3. Настоящие Методические указания способствуют сокращению сроков наладки системы после завершения монтажа на турбоустановке.
4. В настоящих Методических указаниях применяются следующие основные понятия и определения:
1) оборотная система водоснабжения (циркуляционная) - система водоснабжения, при которой охлаждающая вода используется многократно;
2) оборотная вода (циркуляционная) - вода, циркулирующая в оборотной системе водоснабжения;
3) расход оборотной воды - количество воды, поступающей в конденсаторы и другие теплообменники после охлаждения в градирнях или после другого использования;
4) охлажденная вода - оборотная вода после охлаждения в градирнях;
5) охлаждающая вода - оборотная вода на входе в конденсаторы и другие теплообменники;
6) циркуляционные водоводы - трубопроводы, тоннели или каналы для подачи отвода циркуляционной воды;
7) подводящие водоводы - циркуляционные водоводы для подачи охлаждающей воды в конденсаторы и на вспомогательное оборудование;
8) отводящие водоводы - циркуляционные водоводы для отвода нагретой воды от конденсаторов и вспомогательного оборудования.
Глава 2. Область применения
5. Из всех параметров, определяющих в условиях эксплуатации экономичность паротурбинной установки, наибольшее влияние оказывает давление отработавшего пара. Оно зависит от внешних условий - температуры охлаждающей воды, режима работы конденсационной установки (паровой нагрузки, кратности охлаждения) и в значительной степени от чистоты поверхности охлаждения конденсатора. Загрязнение конденсаторных трубок с водяной стороны определяется качеством охлаждающей воды - содержанием в ней различных химических веществ и взвешенных частиц. Электростанции вынуждены проводить периодические очистки трубных систем конденсаторов. Ухудшение вакуума, связанное с загрязнением поверхности охлаждения конденсаторов, достигает на электростанциях 1-2%, а в некоторых случаях, при особенно плохом качестве воды 3-4%. Снижение мощности различно для различных типов турбин и зависит от многих причин - главным образом от типа и конструкции последней ступени, длины и формы рабочей лопатки.
6. В определенном диапазоне изменения давления отработавшего пара зависимость изменения мощности от давления в конденсаторе при заданном расходе пара имеет прямолинейный характер; изменение мощности при изменении давления в конденсаторе в этом диапазоне является для данного типа турбины величиной постоянной.
7. Для турбин ТЭС с начальным давлением пара 13-24 МПа (130-240 килограмм сил/ квадратных сантиметров (далее - кгс/см2 )) и перегревом пара изменение мощности при изменении давления на 1 кПа (0,01 кгс/см2 ) составляет 0,8-0,9% номинальной мощности.
8. Для турбин АЭС, работающих на насыщенном паре с давлением 4,4 - 6,5 МПа с располагаемым теплоперепадом примерно вдвое меньшим, чем для турбин с перегретым паром изменение давления в конденсаторе более существенно сказывается на изменении мощности турбины.
9. Так, для турбин АЭС с частотой вращения 3000 об/мин мощность турбины при изменении давления в конденсаторе на 1 кПа изменяется примерно на 1,8%.
10. Для турбин с частотой вращения 1500 оборотов в минуту (далее - об/мин) в силу особенностей аэродинамической характеристики рабочей лопатки последней ступени (большая длина, значительная веерность) изменение мощности значительно меньше и приблизительно уравнивается со значением для турбин ТЭС на органическом топливе.
11. В таблице 1 приложения к настоящим Методическим указаниям приведены данные по изменению мощности турбоагрегата при изменении давления в конденсаторе на +1 кПа в пределах прямолинейных участков поправочных кривых на давление в конденсаторе, там же приведено изменение удельного расхода теплоты при номинальной нагрузке конденсационных турбин. Данные этой таблицы могут быть полезны при оценке эффективности применения системы шариковой очистки для предотвращения загрязнения трубок конденсатора.
12. Загрязнение трубок конденсатора в процессе эксплуатации и меры борьбы с отложениями в трубках конденсатора.
13. Загрязнение трубок конденсаторов приводит к повышению давления отработавшего пара по следующим причинам. Во-первых, из-за неудовлетворительной работы водоочистных сооружений (грубые решетки в подводящем канале водозабора, вращающиеся сетки) заносятся крупными частицами трубные доски и входные участки трубок, что приводит к сокращению поверхности охлаждения и к уменьшению расхода охлаждающей воды из-за увеличения гидравлического сопротивления конденсатора. И то, и другое приводит к росту давления в конденсаторе по сравнению с нормативными значениями. Наиболее часто в воде содержатся примеси береговая растительность и прибрежный мусор (листья, сучья), водные растительные и животные организмы (водоросли, рыба, моллюски), промышленные и бытовые отходы (щепа, строительный мусор). Для приведения конденсатора в нормальное состояние требуется останов турбины или отключение одной половины конденсатора со снижением нагрузки для очистки трубных досок вручную. Иногда от заноса трубных досок избавляются промывкой обратным потоком воды.
14. При исправно работающих в канале водозабора и на береговых насосных станциях защитных устройствах загрязняется внутренняя поверхность трубок конденсатора из-за плохого качества охлаждающей воды и выпадения отложений.
15. Уменьшение коэффициента теплопередачи из-за малой теплопроводности отложений вызывает рост температурного напора и, соответственно, давления в конденсаторе.
16. Вследствие существенного различия применяемых для охлаждения конденсатора вод по составу и количеству содержащихся в них примесей, характер и интенсивность загрязнения конденсатора с водяной стороны зависит от местных условий.
17. Основные виды загрязнений, которые могут встречаться на практике по отдельности или в различных сочетаниях:
1) отложение не растворенных в воде взвешенных веществ (золы, песка, глины, растительных остатков, ила), выпадающих особенно интенсивно при пониженных скоростях воды в трубках;
2) обрастание трубок, вызываемое содержащимися в воде микроорганизмами, образующими при их закреплении и развитии слизистые отложения на стенках трубок;
3) минеральные отложения вследствие выпадения из перенасыщенного раствора карбонатов кальция и магния (преимущественно при оборотном водоснабжении) и гипса (при морской охлаждающей воде с высоким содержанием сульфатов).
18. Выбор метода борьбы с загрязнением трубок конденсатора производится в каждом отдельном случае индивидуально с учетом местных условий и технико-экономического сопоставления различных вариантов.
19. Борьба с отложениями в трубках конденсатора проводится проведением периодических чисток трубок конденсатора различными способами:
1) механическая чистка, промывка трубок кислотой, растворяющей накипь (водный конденсат низкомолекулярных кислот, 2-5%-ная соляная кислота);
2) термические методы, основанные на высушивании отложений подогретым воздухом;
3) метод разрушения отложений струей воды, подаваемой насосом с давлением 300-400 кгс/см2 .
20. Периодические чистки конденсаторов требуют останова турбоагрегата или снижения его нагрузки и связаны со значительными трудозатратами. Допускается ухудшение вакуума из-за загрязнения трубок не более чем на 0,5%, после чего проводится чистка согласно Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей, утвержденным приказом Министра энергетики Республики Казахстан от 30 марта 2015 года № 247 (зарегистрирован в Реестре государственной регистрации нормативных правовых актов за № 11066) (далее - Правила). В среднем за период между чистками вакуум ухудшится примерно на 0,25%, что для турбины К-300-240 соответствует увеличению удельного расхода тепла на 0,25%. В условиях эксплуатации ухудшение вакуума от чистки до чистки оказывается значительно больше согласно Правилам.
21. Для поддержания трубок конденсатора в чистом состоянии применяются не периодические чистки, а профилактические мероприятия, предотвращающие образование отложений на стенках трубок. Методы не относятся к экологически чистым мероприятиям.
22. Указанным методам относятся:
1) рекарбонизация охлаждающей воды, предотвращающая образование минеральных отложений (карбоната кальция или магния);
2) хлорирование воды для борьбы с обрастанием трубок моллюсками и водными микроорганизмами (бактерии, микроводоросли).
23. Применение эластичных шариков из пористой резины для предотвращения отложений в трубках конденсаторов. Поддержание конденсатора в чистом состоянии осуществляется применением эластичных шариков из пористой резины, циркулирующих по замкнутому контуру через конденсаторные трубки, предотвращая отложение на стенках трубок практически любых веществ.
24. Применение эластичных пористых шариков из губчатой резины диаметром на 1-2 мм больше внутреннего диаметра трубки дают ожидаемый эффект. Губчатые шарики с удельным весом, близким к 1, вместе с потоком охлаждающей воды поступают к трубной доске и, попадая в трубку, перемещаются за счет разности давлений между входом и выходом охлаждающей воды (гидравлического сопротивления конденсатора). При этом шарик деформируется, принимает бочкообразную форму и, плотно прижимаясь к стенке трубки, стирает откладывающиеся на стенке частицы. Вид системы шариковой очистки получил широкое распространение во многих странах. Применение мягкого шарика диаметром больше внутреннего диаметра трубки позволяет удалять с поверхности трубки все виды образующихся и недостаточно закрепленных на стенке трубки отложений и поддерживать исходную чистоту трубки, то есть эксплуатировать турбоустановку с нормативным вакуумом в конденсаторе. Способ является экологически чистым, исключаются трудоемкие работы по механической или химической очистке конденсаторных трубок.
Глава 3. Принципиальная схема и основные элементы системы шариковой очистки
25. Устройство шариковой очистки трубок конденсатора представляет собой технологическую систему, присоединяемую к основному тракту охлаждающей воды непосредственно перед и после конденсатора, согласно рисунку 1 приложения к настоящим Методическим указаниям.
26. Пористые резиновые шарики, диаметр которых на 1-2 миллиметра (далее - мм) больше внутреннего диаметра трубки, вводятся в контур циркуляционной системы в напорный водовод перед конденсатором.
27. После прохождения через трубки конденсатора шарики улавливаются сеткой, установленной в сливном водоводе вблизи выходной водяной камеры конденсатора (или непосредственно в камере).
28. Из выходного патрубка шарикоулавливающей сетки внешним трубопроводом шарики с потоком воды подводятся к водоструйному эжектору (или насосу), который подает шарики снова в напорный патрубок, замыкая контур циркуляции. Эжектор, обеспечивающий подачу шариков в напорный водовод, создает напор, равный гидравлическому сопротивлению внешнего тракта устройства, плюс противодавление, равное гидравлическому сопротивлению конденсатора от места ввода шариков в напорный водовод до места вывода шариков из шарикоулавливающей сетки.
29. Загрузка шариков в систему циркуляции производится в камеру, расположенную после эжектора. Это устройство осуществляет улавливание шариков и ведет контроль за циркуляцией через смотровое окно.
30. После загрузочной камеры предусмотрено калибровочное устройство, служащее для улавливания и отвода из контура циркуляции обработавших шариков, диаметр которых вследствие износа становится равным внутреннему диаметру трубки (на схеме не показано). Как показывает опыт эксплуатации, обычная для тепловых электростанций защита от загрязнения конденсатора крупным мусором (два ряда грубых решеток и вращающаяся сетка тонкой очистки), установленные на береговой насосной станции, не достигает цели из-за неудовлетворительной конструкции и дефектов монтажа. Поэтому обязательным элементом системы шариковой очистки (далее - СШО) является фильтр предварительной очистки, устанавливаемый в напорном водоводе перед конденсатором. Тонкая очистка воды предотвращает занос трубных досок мусором и исключает застревание циркулирующих шариков в трубках из-за наличия в воде мелкого мусора.
31. Дополнительными элементами СШО является насос промывочной воды для фильтра предварительной очистки и в схемах с эжектором насоса для подачи рабочей воды к соплу. В паротурбинных установках Ленинградского машиностроительного завода с основными водоструйными эжекторами, вода для промывки фильтра и рабочая вода эжектора может быть отведена от подъемных насосов водоструйных эжекторов турбоустановки. В ряде случаев для обеспечения системы шариковой очистки может быть использована техническая вода электростанции. В каждом конкретном случае вопрос обеспечения установки водой решается индивидуально, в зависимости от установленного на электростанции насосного оборудования.
Глава 4. Элементы системы шариковой очистки (основные характеристики, наладочные работы, рекомендации по контролю за работой)
Параграф 1. Фильтр предварительной очистки
32. Учитывая значительное количество взвешенных частиц, содержащихся в поступающей к конденсатору охлаждающей воде, даже после прохождения двух рядов грубых решеток и более тонкой очистки воды во вращающихся сетках делается для надежной работы шариковой очистки и поддержания минимального гидравлического сопротивления фильтра применяется периодическая промывка сеток фильтра. Промывка производится на ходу без переключения и без останова СШО. Применяется фильтр с промывкой сеток обратным током воды за счет разности давлений в напорном и сливном водоводах циркуляционной системы.
33. В настоящее время получил наибольшее распространение на турбоустановках 100, 200, 250 и 300 МВт конусный фильтр осевого типа. Вершина конуса направлена навстречу потоку, с углом раскрытия конуса 16 - 18о , согласно рисунку 2 приложения к настоящим Методическим указаниям. Фильтрующая поверхность конуса образована перфорированным листом из нержавеющей стали толщиной 2-3 мм с отверстиями диаметром 8 мм. Суммарная площадь отверстий в 2,5-3 раза превышает площадь поперечного сечения водовода. Отмывка фильтрующей поверхности от собравшегося мусора производится струями воды под напором из сопел диаметром 6 - 8 мм, установленных перпендикулярно внутренней поверхности фильтрующего конуса. Вода к соплам с напором 30 - 35 метров водного столба (далее - м.вод.ст.) подводится от вращающегося смывного устройства, смонтированного на полом валу. Вращающееся смывное устройство удаляет мусор по всему периметру сетки. Смытый мусор потоком воды выносится через сбросной водовод в сливной циркуляционный водовод.
34. Расход воды на смывное устройство около 200 м3 /ч. Расход загрязненной воды не превышает 3-5% расхода воды по циркуляционному водоводу. Время промывки фильтра 3-5 мм. Вращение смывного устройства производится от электродвигателя или гидравлического привода. Гидравлический привод действует по принципу сегнерова колеса, за счет реактивного действия струй воды, истекающих под давлением из сопел, тангенциально установленных на коллекторе привода смывного устройства. Оптимальная скорость вращения смывного устройства 10-16 об/мин. Вода на смывное устройство с напором 30-35 м. вод. ст. подается от станционного коллектора технической воды или для турбоустановок Ленинградского машиностроительного завода, от подъемного насоса рабочей воды водоструйных эжекторов. Используется насос СД-450/56 с подачей 150 м3 /ч и напором 56 метра (далее - м). Для бесперебойной работы фильтра предварительной очистки (далее - ФПО) подаваемая к промывочным соплам и соплам гидравлического привода вода чистая во избежание засорения сопел. В случае применения промывочного насоса, подача воды к нему производится из напорного водовода после ФПО, то есть после очистки циркуляционной воды. Опыт эксплуатации более 40 осевых фильтров показал, что данная конструкция ФПО работоспособна и рекомендуется для внедрения. Важным достоинством фильтра такой конструкции является возможность размещения его внутри водовода.
35. Указанные значения характерных величин фильтра приведены как ориентировочные. Для каждой конкретной установки скорость вращения промывочного устройства, расход промывочной воды, продолжительность промывки и другие показатели устанавливаются в процессе проведения наладочных работ.
36. Модификация ФПО конусного типа сокращенной длины. Если, конструкция ФПО имеет длину 4 - 4,5 м, то длина модифицированной конструкции составляет 2,5 м. Сокращение длины произведено за счет увеличения угла конуса сетки до 40 - 50 и уменьшения отношения площади отверстий к площади поперечного сечения водовода до 1,4. Основной рабочей зоной фильтра прежней конструкции является выходная часть сетки на длине примерно одной трети, согласно рисунку 3 приложения к настоящим Методическим указаниям.
37. Проходят опытную эксплуатацию ФПО конусного типа с фильтрующим полотном из плетеной проволочной сетки, диаметр нержавеющей проволоки, из которой изготовлена сетка - 1 мм, ячейка сетки 5x5 мм. Применение проволочной сетки для ФПО уменьшает гидравлическое сопротивление фильтра, снижает расход металла.
38. Предотвращение заноса конденсатора мусором и уменьшение его гидравлического сопротивления в процессе эксплуатации полностью компенсирует некоторое увеличение гидравлического сопротивления тракта из-за установки по ходу циркуляционной воды аппаратов СШО. Как показал опыт внедрения СШО на большом числе турбоустановок, конструкция ФПО с конусной сеткой, оправдала себя и не потребовалось проведения значительных наладочных работ. К наладочным работам по ФПО относится настройка частоты вращения смывного устройства. Оптимальная частота вращения 10-16 об/мин. Большая частота вращения приводит к ускоренному износу подшипников и менее благоприятна для эффективного выноса загрязнений в сливной водовод.
39. Контроль за частотой вращения производится по индикатору вращения, которым является манометр, показывающий скачок давления при прохождении соплом смывного устройства, при его вращении, торца импульсной трубки, идущей к манометру. Частота вращения определяется по числу импульсов давления (скачков), на которые реагирует стрелка манометра.
40. Для правильной работы индикатора вращения выполняются условия:
1) обеспечивается соосность торца импульсной трубки, идущей к манометру, и выбранного для контроля одного из сопел смывного устройства;
2) расстояние между торцами импульсной трубки и сопла 10-15 мм;
3) класс точности манометра не ниже 1,0, пределы измерения 0-4 кгс/см2 ;
4) расстояние от вывода импульса до манометра минимальное.
41. При проектировании СШО с гидравлическим приводом в нем предусматривается увеличенное число сопел. Для уменьшения частоты вращения заглушается некоторое количество сопел сегнерова колеса гидропривода, количество подлежащих заглушке сопел устанавливается опытным путем (подбором). Для электропривода смывного устройства оптимальная частота вращения обеспечивается при проектировании СШО выбором передаточного числа конической зубчатой передачи от электродвигателя к полому валу смывного устройства.
42. Для СШО обязательной является автоматизация процесса промывки фильтра, только в этом случае обеспечивается надежная и эффективная работа ФПО и СШО в целом (при ручном регулировании неизбежны сбои и отказы в работе ФПО). Импульсом для включения в работу промывочного устройства является повышение гидравлического сопротивления фильтра сверх нормативного, соответствующего чистой поверхности сетки фильтра. В качестве допустимого предела загрязнения фильтра принимается значение 1-1,2 м.вод.ст. При достижении предельно-допустимого сопротивления фильтра включается промывочный насос, для СШО турбин Ленинградского машиностроительного завода открывается задвижка с электроприводом на отводе воды от напорного трубопровода подъемного насоса эжекторов. Одновременно открывается задвижка с электроприводом на трубопроводе сброса загрязненной воды. При снижении перепада давления на сетке ФПО до нормативного значения автоматически прекращается подача воды на смывное устройство и закрывается задвижка на сбросе загрязненной воды. Настройка автоматического включения и выключения смывного устройства относится к наладочным работам на ФПО.
43. Длительная работа ФПО с конусными сетками на большом числе турбоустановок показала надежную работу фильтра этого типа и высокую эффективность очистки охлаждающей воды от всех видов загрязнений.
44. Полученный опыт показывает, что установка перед конденсатором, фильтра для очистки воды от взвешенного мусора различного характера оказывается экономически целесообразной для конденсаторов паровых турбин, даже не оснащенных СШО.
Параграф 2. Шарикоулавливающая сетка
45. Шарикоулавливающая сетка является основным элементом СШО, обеспечивающим беспрерывную циркуляцию шариков по трубкам конденсатора без потерь их с уходящей из конденсатора охлаждающей водой.
46. Первая модификация шарикоулавливающой сетки (далее - ШУС) - одноплоскостная решетка, применялась для водоводов диаметром до 1800 мм. Одноплоскостная сетка устанавливается на горизонтальном участке водовода под углом 250 к оси водовода и в вертикальной плоскости, согласно рисунку 4 приложения к настоящим Методическим указаниям. Размер ячейки сетки в длину составляет 3,5 - 4 м, она набрана из отдельных секций, соединенных между собой на болтах или на сварке. Каркас секций сварен из стальных пластин, на которые наварены прутки диаметром 4-5 мм из нержавеющей стали. Расстояние между прутками в зависимости от диаметра шариков составляет 9-12 мм при диаметре шарика 28 мм и 10-16 мм при диаметре шарика 30 мм.
47. В месте, примыкания плоской решетки к стенке водовода (в углу со стороны входа воды на решетку), приваривается штуцер для отвода собирающихся на сетке шариков и направления их снова в напорный водовод циркуляционной воды. Наблюдение за циркуляцией шариков ведется через смотровое окно в крышке загрузочной камеры, через которую при работе СШО проходят все циркулирующие в контуре шарики. Явление «залипания» шариков нашло объяснение после проведения испытания с измерением перепада давления по обе стороны сетки по всей ее длине. Перепад давления резко возрастает в зоне, близкой к месту отвода шариков из водовода, и в 4-6 раз превышает перепад давления на входной части сетки; попадающие в эту зону шарики прижимаются к сетке и плотно «залипают» на ней. Под влиянием этого перепада давления относительно мягкие шарики продавливаются между прутьями решетки и выносятся из контура циркуляции СШО.
48. Неравномерный характер распределения давления по длине ШУС обусловливает повышение гидравлического сопротивления, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках СШО. В процессе наладки СШО, ШУС для уменьшения перепада давления на выходной части ШУС и устранения явления «залипания» и уноса шариков через сетку в непосредственной близости от плоскости решетки со стороны входа потока воды устанавливается лопатка, создающая завихрения в выходной части ШУС и препятствующая задержке шариков (турбулизатор). На рисунке 5 приложения к настоящим Методическим указаниям, показана двухплоскостная шарикоулавливающая сетка, выполненная из прутков нержавеющей стали. Сетка устанавливается на вертикальном участке сливного водовода диаметром 1600 мм и по габаритам (высоте) значительно меньше одноплоскостной сетки около 2 м. Достоинством двухскатной ШУС является возможность ее расположения на вертикальном участке сливного водовода непосредственно у конденсатора.
49. ШУС этого типа имеет два отводящих канала, перед каждым, из которых устанавливается турбулизирующее устройство углового типа. На потоке выходящей в сливной водовод воды, устанавливается поворотная заслонка. Основными наладочными работами является подбор оптимального положения поворотного шибера - заслонки для исключения явления «залипания» и ухода шариков из контура циркуляции. Проведением этих работ достигаются высокие эксплуатационные показатели ШУС - исключается «залипание» шариков и уход их из контура циркуляции. Двухскатная ШУС, обеспечивает нормальную циркуляцию шариков в контуре согласно рисунку 6 приложения к настоящим Методическим указаниям. Особенностью ШУС этого типа является то, что она устанавливается конусом навстречу потоку воды, а сама сетка образована не прутками, а пластинами толщиной 2-3 мм и шириной 12-15 мм; расстояние между пластинами 10-12 мм. Применение пластинчатой сетки исключает продавливание шариков, а расположение пластин параллельно потоку проходящей через нее воды исключает «залипание» шариков и может не потребоваться применение турбулизатора. С целью снижения гидравлического сопротивления ШУС устанавливается гидродинамическая конструкция, у которой каркасная рама и ребра имеют обтекаемое сечение и развернуты по направлению потока воды. Гидравлическое сопротивление снижается более чем в три раза, согласно Правилам.
Параграф 3. Загрузочная камера
50. Имеется два типа загрузочной камеры:
1) вертикаль, согласно рисунку 7 приложения к настоящим Методическим указаниям;
2) горизонталь, согласно рисунку 8 приложения к настоящим Методическим указаниям.
51. На рисунке 9 приложения к настоящим Методическим указаниям представлена камера вертикального типа. В вертикально расположенном корпусе камеры размещается коническая сетка с отверстиями 10 мм. В крышке корпуса камеры предусмотрен люк со смотровым окном, через которое ведется визуальный контроль, за циркуляцией шариков, а через люк производится загрузка новых и выгрузка отработавших шариков. Из нижней части конусной сетки через патрубок отводится вода с шариками для подачи их в напорный водовод. В патрубке смонтирован кран пробкового типа. Полая пробка имеет два сквозных отверстия. В рабочем положении при циркуляции шариков пробка крана находится в положении, согласно рисунку 9 приложения к настоящим Методическим указаниям, и шарики с потоком воды беспрепятственно проходят по трубопроводу и подаются в напорный водовод. Для сбора шариков в сетке камеры кран поворачивают на 90°, открывая слив из корпуса камеры за сеткой и перекрывая выход воды с шариками из сетки. Вода, доставившая шарики в камеру, уходит через отверстие в пробке, шарики задерживаются в сетке. Объем сетчатого конуса рассчитан на единовременную загрузку до 2000 шариков диаметром 28 мм. Камера имеет воздушник и дренаж для опорожнения камеры. Камера вертикального типа применена на подавляющем числе СШО. Недостатком камеры этого типа является повышенное гидравлическое сопротивление (до 2-3 м вод. ст), что в схеме с водоструйным эжектором ограничивает его производительность. К недостаткам отнесены ее габариты:
52. Загрузочная камера горизонтального типа согласно рисунку 8 приложения к настоящим Методическим указаниям, применялась на первых установках шариковой очистки. Для отлова шариков решетчатая заслонка ЗК поворачивается на 90°, перекрывая выход шариков и задерживая их в камере ЗК. Вода через продольные щели уходит в напорный водовод. Преимущество ЗК горизонтального типа - малые габариты и малое гидравлическое сопротивление. Загрузочные камеры не требуют каких-либо дополнительных наладочных работ.
Параграф 4. Насос транспортировки шариков
53. В СШО в качестве насоса транспортировки шариков используются водоструйные эжекторы и свободновихревые насосы.
54. Водоструйные эжекторы применяются на турбинных установках Ленинградского машиностроительного завода, в которых предусмотрены высокопроизводительные подъемные насосы основных эжекторов конденсационной установки. Из напорной линии этих насосов подается рабочая вода на эжектор СШО. На рисунке 9 приложения к настоящим Методическим указаниям, показана конструкция водоструйного эжектора СШО турбин К-300-240 ЛМЗ. Давление рабочей воды на эжектор 35 - 40 м.вод.ст, расход воды - до 80 м3 /ч. Диаметр сопла эжектора в зависимости от расхода воды 25 - 30 мм. Преимущество водоструйного эжектора - простота конструкции и удобство компоновки, отсутствие вращающихся элементов и мест возможного повреждения шариков, надежность работы при минимуме обслуживания, возможность изготовления в условиях электростанции. Наладочные работы по водоструйному эжектору проводятся для эвакуации шариков, собирающихся в выходном патрубке ШУС, обеспечивается отвод от ШУС определенного расхода воды. Для увеличения расхода воды из ШУС для обеспечения отвода собирающихся шариков, увеличивается общий расход смеси, в соответствии с характеристикой ЭШО понижается напор, создаваемый ЭШО, согласно рисунку 11 приложения к настоящим Методическим указаниям. С этой целью в схеме СШО предусматривается байпасное устройство, согласно рисунку 10 приложения к настоящим Методическим указаниям, отводящее часть воды после ЭШО непосредственно в напорный водовод. Снижение расхода воды через загрузочную камеру, трубопроводы, арматуру приводит к уменьшению гидравлического сопротивления тракта циркуляции и снижению давления после ЭШО, уменьшению напора создаваемого эжектором.
55. Конструкция байпаса согласно рисунку 10 приложения к настоящим Методическим указаниям. На линии от байпаса до напорного водовода устанавливается задвижка, регулирующая расход отводимой воды, а в самом байпасе предусматривается сетка, препятствующая уносу циркулирующих шариков в напорный водовод. Наладочные работы по ЭШО заключаются в настройке режима байпаса (расхода воды через байпас) для обеспечения полного отвода шариков, собирающихся на ШУС.
56. На рисунке 11 приложения к настоящим Методическим указаниям, показаны результаты наладки работы ЭШО на СШО. При установленном давлении рабочей воды перед эжектором, перепад давления в рабочем сопле ЭШО составил 40 м.вод.ст, расход воды через сопла 65м3 /ч. При закрытом байпасе гидравлическая характеристика тракта циркуляции, шариков ЭШО пересекает характеристику напорного водовода в точке 1, при расходе смеси 67 м3 /ч. Таким образом, расход воды, отводимой от ШУС, составил 67-65=2 м3 /ч, что недостаточно для поддержания циркуляции шариков.
57. После открытия задвижки на линии байпаса напорного водовода гидравлическое сопротивление тракта снижается на 2,1 м.вод.ст, расход смеси увеличивается с 67 до 103 м3 /ч (точка 2). Таким образом, расход воды с шариками от ШУС увеличивается с 2 до 38 м3 /ч, что обеспечивает нормальную циркуляцию шариков в контуре СШО.
58. Настройка режима ЭШО заключается в выборе положения регулирующей задвижки, при котором обеспечивается циркуляция шариков без задержки в ШУС.
59. В ряде установок шариковой очистки для циркуляции шариков по контуру используются центробежные свободновихревые насосы, согласно рисунку 12 приложения к настоящим Методическим указаниям. Свободно-вихревые насосы имеют большие зазоры в проточной части, что предотвращает механические повреждения шариков. Шарики, попадая в рабочее колесо, забивают каналы между лопатками, лохматятся и разрезаются на части. Установка (по рекомендации изготовителя насоса) с торца рабочего колеса стального диска толщиной 3 мм с отверстиями диаметром 6-8 мм устраняет повреждения шариков. Применение насоса для транспортировки шариков позволяет устанавливать требуемый расход воды от ШУС регулированием подачи насоса задвижкой. Для СШО разработаны насосы НШОС-50/14 с напором 14 м и подачей 50 м3 /ч и насос ЦС-63/14 с напором 14 м и подачей 63 м3 /ч.
Параграф 5. Ввод шариков в напорный водовод
60. Ввод шариков в напорный водовод перед конденсатором осуществляется через расположенный в центре водовода патрубок, выходное отверстие которого направлено навстречу потоку воды. Такое расположение вводного патрубка обеспечивает веерность распределения шариков по сечению водовода, то есть более равномерное распределение их в потоке воды.
Глава 5. Подготовка оборудования к вводу в эксплуатацию установок шариковой очистки
61. Осуществляется подготовка конденсатора и участков циркулирующих водоводов, входящих в контур циркуляции шариков, к вводу в эксплуатацию установок шариковой очистки. Обеспечивается поддержание в чистоте внутренней поверхности конденсаторных трубок, то есть предотвращению отложений в трубках. Эффективность применения СШО непосредственно зависит от исходного состояния поверхности трубок.
62. Одновременно с монтажом оборудования СШО проводится очистка трубок от всех видов отложений.
63. В зависимости от характера отложений очистка трубок производится:
1) при органических или илистых отложениях - термической сушкой с последующей прострелкой струей воды из водовоздушного пистолета, или механической очисткой струей воды из высоконапорной установки;
2) при карбонатных отложениях - промывкой кислотой или заменяющими ее реагентами в сочетании с механической очисткой трубок с помощью высоконапорной установки;
3) при смешанных отложениях - термической сушкой с доочисткой трубок шариками с корундовым пояском.
64. После очистки конденсатора производится осмотр (просветка трубного пучка с противоположного конца лампочкой) для оценки качества очистки и определения дефектных трубок (вмятины, не удаляемые пробки). Со стороны входа воды в дефектные трубки устанавливаются металлические скобки, преграждающие вход шарикам, не препятствующие протоку воды.
65. Входные концы трубок первого и второго хода с помощью оправки, согласно рисунку 14 приложения к настоящим Методическим указаниям разделываются «под колокольчик», для обеспечения свободного входа шариков в трубку. Со стороны выхода воды удаляются все заусенцы на концах трубок и обрезаются выступающие из трубной доски концы трубок.
66. Для устранения вихревых и застойных зон в водяных камерах конденсатора, где возможна задержка и скопление шариков, устанавливаются перегородки (соответствующей формы щиты из листовой стали).
67. Трубопроводы, подключенные к водяным камерам конденсатора и участкам напорных и сливных водоводов, входящих в контур циркуляции шариков, закрываются защитными решетками.
68. Линзовые компенсаторы на водоводах прикрываются с внутренней стороны щитами цилиндрической формы. Щиты привариваются к стенкам водовода только со стороны входа воды на участок компенсатора.
69. Стенки водяных камер, трубные доски и крышки камер конденсаторов, стенки напорных и сливных водоводов с внутренней стороны в зоне циркуляции шариков очищаются от грязи, отложений и продуктов коррозии.
70. После завершения монтажа элементов СШО и дополнительных защитных устройств в водяных камерах конденсатора, в напорном и сливном водоводах производится очистка водяных камер и водоводов от обрезков металла, сварочного грата, огарков электродов, досок и прочего мусора.
71. Все трубопроводы транспортировки шариков, подвода рабочей воды к эжекторам и промывочной воды к фильтрам очищаются от мусора (промыты водой или продуты воздухом).
72. После выполнения указанных в пунктах 52-58 настоящих Методических указаний работ приступают к пуску и наладочным работам отдельных узлов и СШО в целом.
Глава 6. Пористые резиновые шарики
73. В установках шариковой очистки конденсаторов используются шарики из пористой резины.
74. Шарики представляют собой сферические тела из пористой (губчатой) резины диаметром 24, 25, 28, 30 мм. Предельное отклонение размера по диаметру +1 мм. Условное обозначение состоит из шифра типа шариков, диаметра шарика и названия. Пример условного обозначения шариков диаметром 28 мм для рабочего интервала температур от 00 до плюс 900 Ш90-28.
75. На поверхности шарика допускаются открытые поры, глубина и ширина которых не более 3 мм. Изготовитель поставляет электростанциям шарики из пористой резины шести типов, различающихся по твердости - величине деформации шарика под воздействием силы 0,1 килограмма, приложенной в вертикальном направлении. В обозначение шариков введено обозначение, указывающее твердость шарика.
76. Различаются группы шариков по твердости (например, для диаметра 28 мм):
|
|
сверхмягкие
|
-
|
Ш90-28 СМ;
|
|
|
мягкие
|
-
|
Ш90-28М;
|
|
|
нормальные
|
-
|
Ш90-28Н;
|
|
|
средне-твердые
|
-
|
Ш90-28НТ;
|
|
|
твердые
|
-
|
Ш90-28Т;
|
|
|
сверхтвердые
|
-
|
Ш90-28СТ.
|
77. Применяются шарики с корундовым покрытием (пояском), укрепляемым на поверхности шарика с помощью клея. Шарики с корундовым пояском используются для очистки трубок при их интенсивном загрязнении. Применение их кратковременное во избежание механического повреждения металла трубок.
Параграф 2. Основные характеристики шариков
78. Одним из показателей шарика является его износостойкость, то есть способность шарика противостоять износу и механическим повреждениям в процессе эксплуатации. Время, в течение которого шарик способен поддерживать чистоту внутренней поверхности трубки, составляет не менее 400 - 500 часов. За этот период шарик не имеет механических повреждений, его эквивалентный диаметр (полусумма минимального и максимального линейного размера) не менее внутреннего диаметра трубки.
79. Другим показателем является интенсивность циркуляции, то есть количество шариков в процентах к исходному (загруженному) количеству, изменяющееся в течение времени работы СШО. В результате испытаний шариков получают результаты по интенсивности циркуляции и износоустойчивости.
80. Интенсивность циркуляции шариков, подобранных по твердости для заданных условий устойчива в течение всего времени испытания (около 450 часов) и составляла 75 - 95%. Испытания на износ при длительной циркуляции по контуру показали быстрое уменьшение диаметра с исходного 28,5 мм до 26,2 мм в первые 70 часов работы установки, после чего износ шариков резко уменьшается. Через 450 часов непрерывной работы эквивалентный диаметр шариков оставался на 0,1 мм больше внутреннего диаметра очищаемых трубок (28 мм) и шарики используются для дальнейшей работы.
Параграф 3. Выбор шариков для конкретной системы шариковой очистки
81. Надежная и эффективная работа установок шариковой очистки зависит от правильности выбора типа шариков по твердости, и их геометрическому размеру-превышению наружного диаметра шарика над внутренним диаметром трубок конденсатора. Шарик выбирается на 1-2 мм больше внутреннего диаметра трубки. Тип шарика по твердости выбирается в зависимости от перепада давления охлаждающей воды в одном ходе конденсатора, т.е. от гидравлического сопротивления трубок одного хода, так как гидравлическое сопротивление определяет перестановочное усилие, которое воздействует на шарик при проходе его по конденсаторной трубке. При малом значении гидравлического сопротивления хода и значительном (на 2-3 мм) превышении диаметра шарика над внутренним диаметром конденсаторной трубки или при твердом шарике на 1-2 мм больше диаметра трубки, силы, действующей на шарик, недостаточно для преодоления сил трения между поверхностью очищаемой трубки и шариком и он может остаться в трубке.
82. Подбор шариков производится исходя из гидравлического сопротивления чистых трубок одного хода и шарики выбираются с соответствующим превышением диаметра шарика над внутренним диаметром трубки (1 или 2 мм) по степени твердости шарика. На рисунке 15 приложения к настоящим Методическим указаниям, представлена диаграмма, позволяющая правильно выбрать тип и диаметр шарика для СШО конденсатора с известным гидравлическим сопротивлением хода. Пользование диаграммой поясняется приведенным на ней примером. При гидравлическом сопротивлении хода 1,6 м.вод.ст. и внутреннем диаметре трубок 26 мм применяется нормальный шарик диаметром 28 мм, то есть Ш90-28М. Гидравлическое сопротивление конденсатора зависит от расхода охлаждающей воды, на большинстве электростанций производится сезонное регулирование расхода охлаждающей воды (зима, лето), то для СШО выбирается как минимум два типа шариков. Для летнего режима работы турбоустановки при номинальном расходе охлаждающей воды и большом гидравлическом сопротивлении конденсатора используются наиболее износостойкие шарики типа Т и СТ. В осенне-зимний период или низкой температуре охлаждающей воды расход воды на конденсатор сокращается на 20-30%, при этом гидравлическое сопротивление снижается в 1,5-2 раза и в связи с уменьшившимся усилием, действующим на шарик, потребуются более мягкие шарики типа СМ или Н, чтобы обеспечить их нормальную циркуляцию.
Параграф 4. Подготовка шариков к загрузке в систему шариковой очистки
83. Плотность резины, из которой изготавливаются шарики, близка к 1. Заполненные воздухом поры в шарике обусловливают их подъем вверх, что нарушает равномерность поступления шариков ко всей площади трубной доски. Для обеспечения равномерного распределения шариков в толще воды перед загрузкой напитать их водой. Проводится это вручную, погруженный в воду шарик сжимается рукой и отпускается для заполнения пор водой, повторяется это несколько раз. Критерием способности шариков к их потоплению условно принимается их водопогружаемость, то есть процент шариков, полностью погрузившихся в воду после трех и пяти разового сжатия их под водой. Не рекомендуется нахождение шариков в загрузочной камере более двух суток во избежание их разбухания. В этом случае при пуске шариков в контур циркуляции СШО велика вероятность застревания разбухших шариков в конденсаторных трубках и нарушения нормальной циркуляции шариков. Работа по напитанию шариков водой для придания им нейтральной плавучести проводится с использованием вакуумированного пространства, или вручную.
Количество циркулирующих шариков зависит от режима работы СШО.
84. Различают два режима работы СШО:
1) непрерывная работа СШО;
2) периодическая работа СШО
85. При непрерывной работе СШО, установка работает, осуществляя постоянную циркуляцию загруженных шариков, из расчета прохождения в среднем одного шарика за 5 минут по каждой конденсаторной трубке. Из этого условия производится оценка количества одновременно загруженных в СШО шариков. При среднем времени прохода шарика по контуру циркуляции 30-40 с одноразовая загрузка составляет около 5% общего количества трубок в конденсаторе. Например, для одного из двух конденсаторов турбины К-200-130 ЛМЗ количество трубок равно 11940:2=5970 штук, 5% этого количества - 300 штук, то есть загружается 300 - 350 шариков. Для турбины К-300-240 ЛM3 число трубок конденсатора равно 19600 штук, на каждую половину конденсатора 9800 трубок, количество шариков - 5% от 9800 равно 500 штук на одну половину конденсатора. По мере износа шариков производится их замена, для чего запорный орган на выходе из загрузочной камеры периодически (один раз в 10 - 15 дней) закрывается для сбора, отбраковки и выгрузки изношенных шариков и дозагрузки до полного числа новыми шариками. Количество шариков одноразовой загрузки уточняется в процессе наладки головной установки для данного типа турбоустановки в зависимости от качества охлаждающей воды, характера отложений в трубках, режима работы турбоустановки, сезонного изменения интенсивности загрязнения и других эксплуатационных факторов.
86. Годовое потребление шариков на турбоустановку в среднем оценивается равным общему количеству трубок в конденсаторе, если исходить из данных по износоустойчивости шариков, допускающих их эксплуатацию в течение 450 - 500 часов, согласно пункту 78 настоящих Методических указаний.
87. При периодическом включении СШО установка работает в течение определенного времени (2-8 часа в сутки, один день в неделю). Количество одновременной загрузки шариков в контур при периодической очистке увеличивается в 2-3 раза по сравнению с загрузкой при постоянной работе СШО. Режимы работы установки при периодической очистке и количество загружаемых шариков уточняется в процессе освоения СШО.
88. Условия эффективности работы СШО. Оба режима работы СШО обеспечивают эффективную очистку конденсаторов при условии циркуляции шариков по контуру. Количество циркулирующих шариков составляет не менее 90 - 95% от количества шариков одновременной разовой загрузки, отсутствует «залипание» шариков на ШУС и уход их через щели ШУС, нет застревания шариков в конденсаторных трубках в вихревых и мертвых зонах водяных камер и водоводов охлаждающей воды, согласно Правилам.
Глава 7. Применение пористых шариков с корундовым пояском
89. Шарики с корундовым пояском применяются для СШО конденсаторов, охлаждающая вода которых обладает способностью образовывать твердые отложения типа накипи. Применять их рекомендуется с осторожностью, предотвращая повреждения защитного слоя на внутренней стенке конденсаторной трубки. Контроль за этим процессом затруднен, поскольку для осмотра трубок, требуется отключение половины конденсатора, поэтому для эффективной и безопасной для трубок циркуляции шариков с корундовым пояском требуется накопление определенного опыта эксплуатации СШО в условиях выпадения твердых накипных отложений. По применению шариков с корундовым пояском, на основании наладочных работ на турбоустановках К-200-130, получены некоторые указания, в период наиболее интенсивного выпадения отложений накипи (март-апрель) доля шариков с корундовым пояском увеличивается до 2/3.
90. Рекомендуется кратковременное применение шариков с корундовым пояском для окончательной очистки трубок после проведения кислотных промывок, в результате которых в трубках остаются следы накипи. После окончательной очистки в течение 2-8 часов шарики с корундовым пояском из контура циркуляции изымаются.
Глава 8. Контроль циркуляции шариков в контуре системы шариковой очистки
91. В процессе наладки работы СШО применительно к данным условиям (интенсивность загрязнения трубок, качество и состав отложений), в процессе установившейся длительной эксплуатации СШО осуществляется периодический контроль циркуляции шариков. Поддерживается интенсивность циркуляции шариков на уровне 90-95%, при этом исключаются из циркуляции изношенные шарики.
92. Контроль режима циркуляции шариков и их состоянием осуществляется с использованием загрузочной камеры. Для контроля рукоятка крана на камере устанавливается в положение отлова шариков. При среднем времени продвижения шарика по контуру циркуляции 30-40 секунд отлов заканчивается через 2-3 минуты. Затем закрывается задвижка на входе воды в камеру, отключается эжектор (или насос) и камера через патрубок опорожнения освобождается от воды. Открывается загрузочный люк, выгружаются собранные шарики и производится их подсчет, отбраковка изношенных с помощью калибратора. Определяется количество шариков для пополнения убыли и производится загрузка полного количества шариков. Закрывается загрузочный люк камеры и СШО включается в работу. Смотровое окно в загрузочном люке используется для визуального контроля за циркуляцией шариков. Устанавливается факт прекращения циркуляции - шарики не появляются в окне, и ухудшение циркуляции - шарики появляются в окне через значительные интервалы времени. Причиной ухудшения циркуляции является уход шариков из контура циркуляции из-за нарушения рабочего полотна ШУС или застревание шариков в трубках, в застойных местах водяных камер конденсатора. До поиска мест застревания шариков, оценить количество оставшихся шариков. Для этого используется, как указано выше, загрузочная камера. Если количество шариков резко сократилось, определяется причина задержки шариков по контуру циркуляции осматриваются «на просвет» трубки обоих ходов конденсатора, водяные камеры, ШУС (нет ли «залипания» шариков на выходной части сетки). Для контроля за циркуляцией шариков определяется время прохождения шарика по тракту циркуляции СШО. Это время определяется следующим образом.
93. При запуске первой партии загруженных в загрузочную камеру шариков - при повороте рукоятки пробкового крана в положение «Циркуляция» засекается время и через смотровое окно наблюдается появление в окне первого шарика. Отмеченное время является временем прохождения шарика по контуру циркуляции данной СШО. Оно составляет 30 - 40 секунд и зависит для данной СШО от расхода охлаждающей воды, чем больше расход воды, тем больше скорость движения шарика и тем меньше время. Таким образом, если время циркуляции шарика
зафиксировано при расходе охлаждающей воды W1 , то для расхода, охлаждающей воды W2 - время циркуляции составит:
94. Количество циркулирующих по контуру СШО шариков определяется визуально через смотровое окно в загрузочной камере. Если за период времени прохождения шарика по контуру
удается просчитать количество прошедших в смотровом окне шариков (отсчитываются для скорости счета десятками), это является количеством участвующих в циркуляции шариков. Этот метод дает ориентировочное количество циркулирующих шариков, согласно Правилам.
Глава 9. Контроль и наладка режима системы шариковой очистки по назначению основному показателю работы конденсатора - температурному режиму
Параграф 1. Основные условия контроля
95. После проведения наладочных работ по отдельным элементам и по СШО в целом для обеспечения нормальной циркуляции шариков по трубкам конденсатора и своевременной замены износившихся (отработанных) шариков проводится проверка выполнения основной задачи - поддержание поверхности конденсатора в чистом состоянии, то есть предотвращение загрязнения конденсаторных трубок.
96. На этом этапе освоения СШО надлежит убедиться в правильности выбора типа шариков для эффективной очистки поверхности трубок конденсатора. Решение этой задачи заключается в проведении тепловых испытаний конденсатора в течение определенного времени с измерением значения температурного режима. Сравнение полученных из цикла испытаний значений температурного режима с нормативной характеристикой данного типа конденсатора или со значением температурного режима, полученного при первом испытании непосредственно после пуска СШО при чистых трубках конденсатора. Условия объективного сравнения - одинаковый во всех случаях расход охлаждающей воды, одинаковая температура входящей охлаждающей воды, паровая нагрузка конденсатора изменяется в возможном по условиям эксплуатации турбоустановки на данной электростанции диапазоне.
Параграф 2. Рекомендуемая программа контрольных испытаний в процессе наладки СШО и корректировка системы
97. Первое испытание конденсатора проводят непосредственно после пуска СШО на предварительно очищенном конденсаторе, принятым на электростанции методом. Если СШО смонтирована только на одной половине конденсатора (на одном конденсаторе) снятие характеристики конденсатора проводится с отключенной второй половиной конденсатора для получения объективных данных об эффективности СШО. При номинальном расходе охлаждающей воды при данной температуре входящей воды проводятся 5 - 6 опытов продолжительностью по 30 - 50 минут при различных паровых нагрузках конденсатора в пределах допускаемого условиями эксплуатации диапазона. Результаты этой серии опытов - значения температурного режима от паровой нагрузки конденсатора - являются исходными для последующего контроля за работой СШО. Далее с промежутком в (5-10 дней) проводятся контрольные определения температурного режима при одном режиме, близком к номинальной паровой нагрузке. Результаты этих контрольных измерений показывают снижение температурного режима, если очистка поверхности охлаждения перед пуском СШО проведена недостаточно качественно, что будет свидетельствовать об эффективности действия принятого типа пористых шариков. После дополнительной очистки трубок шариками последующие контрольные измерения показывают стабилизацию температурного режима, то есть эффективность поддержания СШО чистоты поверхности охлаждения конденсатора. В случае если контрольные измерения температурного режима покажут постепенное увеличение его значения, это свидетельствует о недостаточно эффективном воздействии шариков принятого типа на внутреннюю поверхность трубок. Производят замену шариков на следующий по степени твердости типоразмер или применяют шарик с диаметром на 2 мм больше внутреннего диаметра трубки (если использовались шарики с диаметром на 1 мм большем диаметра трубки).
98. До принятия решения о замене типа шариков производится визуальный осмотр трубной системы конденсаторов для оценки их загрязненности, чтобы окончательно убедиться в непригодности первоначально принятого типа - шариков. При замене шариков на иной тип в процессе проверки эффективности очистки трубок, ведется контроль, за стабильностью циркуляции шариков и за их износом. При окончательном подборе типа шариков, обеспечивающих поддержание в чистом состоянии конденсаторных трубок, рекомендуется снятие характеристик-зависимостей температурного режима от паровой нагрузки. Зависимости температурного режима от паровой нагрузки повторяют при различных температурах охлаждающей воды, чтобы путем сравнения этих данных с данными типовых характеристик конденсаторов, убедиться в эффективности предотвращения отложений в конденсаторных трубках с помощью СШО во всем диапазоне температур охлаждающей воды и при возможном для систем оборотного водоснабжения сезонном изменении состава охлаждающей воды.
99. Рекомендации по организации контрольных испытаний конденсаторов для оценки эффективности применения СШО для достижения нормативного вакуума в конденсационных установках паровых турбин, и для ведения наладочных работ по СШО рекомендуется руководствоваться, согласно Правилам.
100. Для проведения наладочных работ по СШО с контролем температурного режима и давления отработавшего пара организацию испытания допускается упростить за счет сокращения объема измерений и количества устройств для измерения, например, вакуума. Сравнение значений вакуума в конденсаторе и температурного режима по отдельным этапам наладочных испытаний на СШО оправдано, если при всех этапах испытаний пользоваться одной и той же системой измерения. Например, принятой на электростанции системой регистрации импульса для измерения вакуума, то есть не требуется оборудовать точки регистрации импульса устройствами в виде зондов или плоско-параллельных пластин. Измерение вакуума производят ртутным чашечным вакуумметром и для определения абсолютного давления используется проверенный ртутный барометр, анероид или данные близко расположенной метеостанции. Измерение температуры выходящей охлаждающей воды производят в трех точках в одном сечении сливного водовода лабораторными термометрами с ценой деления 0,1°С. Измерение расхода охлаждающей воды производят с помощью сегментных диафрагм, установленных в напорном водоводе, если имеются данные по гидравлическому сопротивлению чистого конденсатора, допускается использование этого параметра. Регулирование расхода охлаждающей воды для создания идентичных условий в последовательных контрольных измерениях производится прикрытием задвижек на сливных водоводах.
101. Паровая нагрузка конденсатора (расход обработавшего пара) оценивается по характеристике турбоагрегата по значению давления пара в контрольной ступени цилиндра низкого давления.
102. До проведения испытаний воздушная плотность вакуумной системы приводится в соответствие с требованиями Правил.
103. Периодичность регистрации показаний контрольно-измерительных приборов при проведении испытаний 5 минут при продолжительности опыта 50 мин и 2,5 мин при продолжительности опыта 30 минут.
104. К средним значениям, полученным при опыте значениям зарегистрированных величин вводятся требуемые поправки.
105. Сравнение результатов по отдельным этапам контроля ведутся по значениям температурного режима и по значению давления отработавшего пара.
106. Изменение последней величины в результате применения СШО позволяет оценить эффективность мероприятия, согласно таблице 1 приложения к настоящим Методическим указаниям.
107. В соответствии с настоящими Методическими указаниями определяется средний коэффициент теплопередачи в конденсаторе, для целей наладочных работ по СШО это не является обязательным.
Приложение
к Методическим указаниям по наладке
и эксплуатации систем шариковой очистки
конденсаторов паровых турбин
Таблица 1 - Изменение мощности турбоагрегата при изменении давления в конденсаторе на +1 кПа в пределах прямолинейных участков поправочных кривых на давление в конденсаторе.
|
Тип турбины
|
Изменение мощности, кВт (+)
|
Изменение удельного расхода тепла, % (+)
|
Тип электростанции
|
|
К-200-130 ПОТ ЛМЗ
К-300-240 ПОАТ ХТЗ
К-300-240 ПОТ ЛМЗ
К-500-240 ПОАТ ХТЗ
К-500-240 ПОТ ЛМЗ
К-800-240 ПОТ ЛМЗ
|
1900
3340
2760
3880
3680
4940
|
0,95
1,11
0,92
0,78
0,74
0,62
|
ТЭС
|
|
Т-50-130 ПО ТМЗ
ПТ-60-130 ПОТ ЛМЗ
ПТ-80/100-130/13 ПОТ ЛМЗ
Т-100-130 ПО ТМЗ
Т-250-240 ПО ТМЗ
|
400
450
450
725
1830
|
0,80*
0,90*
0,56*
0,73*
0,60*
|
ТЭЦ
|
|
К-220-44 ПОАТ ХТЗ
К-500-65/3000 ПОАТ ХТЗ
К-750-65/3000 ПОАТ ХТЗ
К-500-65/1500 ПОАТ ХТЗ
К-1000-60/1500-1 ПОАТ ХТЗ
К-1000-60/1500-2 (3 ЦНД)
К-1000-60-1500-3 ПОАТ ХТЗ 2ЦНД)
К-1000-60/3000 ПОТ ЛМЗ
|
3980
7960
8900
4250
11250
8300
12900
|
1,81
1,59
1,19
0,85
1,12
0,83
---
|
АЭС
|
|
*При конденсационном режиме.
|
В таблице представлены параметры известных типов турбин, подтвержденные практикой.
Рисунок 1 - Принципиальная схема установки шариковой очистки конденсатора паровой турбины:
1 - конденсатор, 2 - шарикоулавливающее устройство, 3 - узел ввода шариков в циркуляцию, 4 - загрузочная камера, 5 - насос сортировки шариков, 6-осевой фильтр предочистки, 7 - насос промывки фильтров.
Рисунок 2 - Конусный фильтр предварительной очистки:
1 - подвод воды на отмывочное устройство, 2 - подшипник, 3 — гидропривод смывного устройства, 4 - коллектор с соплами, 5 - фильтрующая сетка из нержавеющей стали, 6 - подвод циркуляционной воды, 7 - подшипник, 8 - вращающееся смывное устройство, 9 — напорный водовод циркуляционной воды, 10 — сброс загрязненной воды
Рисунок 3 - Конусный малогабаритный фильтр предварительной очистки. Обозначения см. рис. 2.
Рисунок 4 - Одноплоскостная шарикоулавливающая решетка
1 - подвод воды, 2 - шарикосбросная решетка, 3 - отвод воды, 4 - отвод шариков.
Рисунок 5 - Двухплоскостная шарикоулавливающая сетка пруткового типа:
1 - турбулизирующее устройство, 2 — полуэллипсная сетка (верхняя), 3 — сливной водовод, 4 — подвод воды, 5 — отвод шариков, 6 — шибер заслонка, 7 - сетка нижнего ряда, 8 — проволока нержавеющая.
Рисунок 6 - Двухскатная шарикоулавливающая сетка пластинчатого типа:
1 — трубная доска, 2 — трубная система конденсатора, 3 — сливная камера конденсатора, 4 — перфорированный лист, 5 — шариковая решетка, 6 — устье шарикоулавливающей сетки, 7 — отвод шариков, 8 — сборник шариков, 9 — сливной водовод, 10 — пластина стальная 2x15x450 мм.
Рисунок 7 - Загрузочная камера вертикального типа:
1 — опорожнение, 2 — положение пробкового крана при циркуляции шариков, 3 — корпус, 4 — коническая перфорированная сетка, 5 — подвод воды, 6 — загрузочный люк со смотровым окном, 7 — пробковый кран, 8 — отвод воды с шариками, 9 — проход воды при отлове шариков.
Рисунок 8 - Загрузочная камера горизонтального типа:
1 — корпус, 2 — поворотная заслонка, 3 — смотровое окно, 4 —- загрузочный люк.
Рисунок 9 - Водоструйный эжектор шариковой очистки:
1 — вход рабочей среды, 2 — вход эжектируемой воды, 3 — выход смеси воды с шариками.
Рисунок 10 - Устройство байпаса:
А — вход волы с шариками, Б — выход воды с шариками, В — выход воды без шариков
Рисунок 11 - График работы водоструйного эжектора СШО по тракту циркуляции пористых резиновых шариков:
1 — характеристики ЭШО, 2 — характеристика напорного водовода, 3 — характеристика тракта, байпас открыт.
Рисунок 12 - Насос циркуляции шариков НШОС-50/14:
1 - всасывающий патрубок, 2 - рабочее колесо, 3 - корпус, 4 - сальниковая набивка, 5 - втулка, 6 - сальниковая крышка, 7 - крышка подшипника, 8 - передняя опора, 9 - вал, 10 - кронштейн, 11 - задняя опора, 12 - крышка подшипника, 13 - муфта, 14 - электродвигатель, 15 - отбойник, 16 - гайка колпачковая, 17 - защитный диск.
Рисунок 13 - Характеристики насосов циркуляции шариков:
1 — насос НШОС-80/32, n = 1450 об/мни, 2 — характеристика тракта циркуляции шариков, 3 — насос СМС 125-80-25, n = 1450 об/мин, 4 — насос ЦС 63/14; 5 — насос НШОС 50/14, n = 960 об/мин.
Рисунок 14 - Оправка для обработки трубок конденсатора:
Материал сталь 45 согласно документу, указанному в подпункте 1 пункта 7 настоящих Методических указаний, деталь подвергается - термообработке до твердости 50 HRC.
Рисунок 15 - Диаграмма для выбора пористых резиновых шариков
1 — твердый + 2 мм, 2 — нормальный + 2 мм, 3— мягкий+2 мм, 4—твердый + 1 мм, 5 — нормальный +1, 6 - мягкий +1 мм