Или тракта регенеративных подогревателейДля отобранных на предыдущем этапе схем МИУ выполним проверку на возможность отключения одной из ступеней на ремонт или отмывку без существенного ограничения производительности. Для схем с системой регенеративного подогрева питательной воды аналогичная проверка должна быть проведена еще и при отключении тракта регенеративных подогревателей. Результаты такого анализа представлены в табл. 3, где в центральном столбце значений приведены данные для режима нормальной эксплуатации (то есть того режима, который был рассчитан на предыдущем этапе), в левом столбце значений – результаты проверки МИУ при отключении одной ступени; в правом столбце значений – результаты проверки МИУ при отключении тракта регенеративных подогревателей. Следует обратить внимание на следующее: а) расчет для режима нормальной эксплуатации необходимо повторить, поскольку на данном этапе работы, в отличие от предыдущего, в качестве результатов расчета требуется выписать не только фактическую производительность МИУ и фактическую температуру греющего пара, но и три новых показателя, необходимых для дальнейшего анализа: удельный расход теплоты, расход греющего пара, расход избыточного пара последней ступени МИУ. Эти показатели отображаются в диалоговом окне «Основные характеристики МИУ» на вкладке «Проектные показатели» (см. рис. 8). Выписывать весь набор указанных параметров на первом этапе расчета представляется нецелесообразным из-за существенного увеличения объема работы; б) учитывая, что САПР МИУ не позволяет рассчитывать установки с числом ступеней менее четырех, следует рассматривать при проверке только варианты схем с числом ступеней пять, шесть или семь; в) для некоторых вариантов МИУ из-за схемных особенностей при отключении тракта регенеративных подогревателей возникает необходимость одновременного изменения схемы слива конденсата греющего пара. Это также следует отразить в табл. 3 (выделено курсивом); г) расход избыточного пара последней ступени МИУ может быть и отрицательным. С точки зрения балансового расчета, заложенного в САПР МИУ, это означает соответствующий по модулю дефицит расхода пара на деаэратор питательной воды МИУ и предвключенный к нему пароводяной подогреватель или даже некоторый дефицит производительности МИУ. Такой дефицит может быть скомпенсирован соответствующим обратным расходом пара, например, из общестанционного коллектора пара собственных нужд давлением 1,2-2,5 ата. Положительным аспектом такой ситуации является то, что не требуется решать проблему с утилизацией избыточного пара последней ступени МИУ, особенно в летних режимах работы электростанции; д) в расчетах показателей работы МИУ при отключении ступени или тракта регенеративных подогревателей необходимо определить такой режим, при котором либо производительность МИУ будет равна заданной, и при этом температура греющего пара окажется не больше заданной, либо температура греющего пара будет равна заданной, и при этом производительность будет меньше заданной. Покажем ход такого анализа на примере расчета схемы семиступенчатой МИУ из группы схем № 1 (второй слева столбец значений в табл. 2 – схема «Б») при проверке на отключение ступени.
Таблица 2. Схемы МИУ, принятые по критерию «температура греющего пара»
Таблица 3. Результаты проверки на возможность обеспечения производительности при отключении одной из ступеней МИУ или отключении тракта регенеративных подогревателей
Продолжение табл. 3
Продолжение табл. 3
Продолжение табл. 3
Продолжение табл. 3
Продолжение табл. 3
Окончание табл. 3
В ходе расчета показателей МИУ при отключении одной ступени в рассматриваемом примере необходимо задать структуру МИУ согласно исходным данным по табл. 2, как показано на рис. 1: регенерация – присутствует; питание установок – параллельное; слив конденсата – каскадный, – а число ступеней принять равным на одну меньше, чем в режиме нормальной эксплуатации, то есть шесть. Далее необходимо задать исходные данные к расчету, как показано на рис. 2–4, после чего приступить к расчету. Ясно, что при заданной температуре греющего пара (равной температуре насыщения при заданном давлении греющего пара, но не больше 180 оС), заданная производительность МИУ не будет обеспечена (см. рис. 10).
Рис. 10. Информационное сообщение о ходе расчета
Если на первом этапе работы всегда выполнялся перерасчет температуры греющего пара на заданную производительность, то на данном этапе необходимость такого перерасчета требует дополнительного анализа. Так, в данном примере при заданной температуре греющего пара производительность МИУ оказалась меньше заданной (88,617 т/ч против 100 т/ч), поэтому перерасчет на заданную производительность приведет к увеличению температуры греющего пара относительно заданного значения, что недопустимо. Если бы фактическая производительность МИУ при заданной температуре греющего пара оказалась больше заданного значения (например, 110 т/ч против 100 т/ч), то перерасчет на заданную производительность оправдан: в этом случае фактическая температура греющего пара будет меньше заданной. Таким образом, в рассматриваемом примере следует отказаться от перерасчета схемы на заданную производительность. В результате получим следующее: фактическая производительность МИУ при температуре греющего пара 179,5 оС (отличие от заданного значения 180 оС связано с некоторой ступенью нечувствительности итерационного расчета, реализованного в САПР МИУ) составит 88,617 т/ч. Эти результаты и следует занести в табл. 3.
Обоснование выбора итогового варианта Анализ данных табл. 4 позволяет сделать следующие выводы: – схемы «Д», «Е» и «Ж» имеют два существенных недостатка: во-первых, они наименее экономичны, то есть имеют наибольшие среди рассмотренных схем значения удельного расхода теплоты – более 700 кДж/кг; во-вторых, эти схемы характеризуются сравнительно большим выходом избыточного пара последней ступени – более 10 т/ч. Проблема утилизации избыточного пара последней ступени при частичных нагрузках МИУ в большинстве случаев усугубляется. Это не позволяет рекомендовать указанные схемы в качестве приемлемых вариантов для заданных исходных условий, несмотря на то, что все эти схемы четырехступенчатые, то есть сравнительно малогабаритны и характеризуются более простой технологической схемой; – преимуществами схемы «А» является её малогабаритность (как и для рассмотренных выше схем «Д», «Е» и «Ж»), а также то, что при отключении тракта регенеративных подогревателей не наступает ограничений по производительности установки. Однако тепловая экономичность этой схемы относительно низкая – удельный расход теплоты более 600 кДж/кг даже в режиме нормальной эксплуатации. Расход избыточного пара последней ступени также относительно велик. Нужно также иметь ввиду, что для этой схемы не выполнена проверка на отключение ступени. Можно предполагать, что при исключении четверти суммарной поверхности теплообмена в этой схеме наступит существенное ограничение производительности. Учитывая сказанное, схему «А» рекомендовать к реализации также нецелесообразно; – оставшиеся схемы «Б», «В» и «Г» идентичны по массогабаритным характеристикам – это семиступенчатые МИУ на основе испарителей И-600; – схема «Б» из этих трех схем имеет наибольшую тепловую экономичность (удельный расход теплоты в режиме нормальной эксплуатации наименьший и составляет 370 кДж/кг). Отключение тракта регенерации не накладывает ограничений на производительность установки, что также является преимуществом. Недостатком схемы является наибольший среди рассматриваемых трех схем дефицит производительности при отключении ступени (11 %). Является ли преимуществом или недостатком наибольший среди рассматриваемых трех схем дефицит расхода избыточного пара последней ступени, зависит от конкретных условий, в которых предполагается реализовывать МИУ. Если на данной электростанции есть общестанционный коллектор пара давлением 1,2-2,5 ата, то проблема с ликвидацией этого дефицита решится без существенного ухудшения экономичности. Если же такого коллектора нет, возникнет необходимость редуцировать часть греющего пара МИУ до давления 1,2-2,5 ата (чтобы обеспечить работу деаэратора питательной воды МИУ и предвключенного к нему пароводяного подогревателя), что приведет к увеличению удельного расхода теплоты на приготовление дистиллята. То есть такую схему, например, при отсутствии альтернативы, можно было бы рекомендовать к реализации, оговорив при этом необходимость дополнительной проработки вопроса с ликвидацией дефицита избыточного пара последней ступени установки; – схема «Г» в сравнении со схемой «В» характеризуется несколько большей тепловой экономичностью (меньшими значениями удельного расхода теплоты) как в режиме нормальной эксплуатации, так и при отключении одной из ступеней. По расходу избыточного пара последней ступени обе схемы аналогичны друг другу, причем в режиме нормальной эксплуатации избыточный пар практически отсутствует, что позволяет не рассматривать проблему утилизации этого пара. Кроме того, схема «Г» является схемой без регенеративного подогрева питательной воды, то есть характеризуется несколько меньшими капитальными затратами и большей надежностью из-за отсутствия дополнительных элементов – регенеративных подогревателей; – таким образом, из рассмотренных схем для заданных исходных условий можно рекомендовать к реализации схему «Г» – семиступенчатую МИУ на основе испарителей И-600 с параллельным питанием ступеней, каскадным сливом конденсата греющего пара в расширительный бак, без регенеративного подогрева питательной воды. В общем случае для принятия решения о целесообразности реализации той или иной схемы необходимо выполнить сопоставление схем по следующим основным параметрам: массогабаритным характеристикам и связанным с ними капитальным затратам на строительство, показателям тепловой экономичности, величинам ограничения производительности при отключении одной из ступеней и тракта регенеративных подогревателей, расходу избыточного пара последней ступени, экспертным оценкам показателей надежности. Существенные ограничения производительности при отключении одной из ступеней и тракта регенеративных подогревателей требуют разработки технических решений по обеспечению требуемого расхода добавочной воды цикла (дистиллята) в этих режимах. Здесь необходимо помнить, что проектная производительность МИУ всегда выбирается с некоторым запасом относительно потребного максимального расхода дистиллята в режиме нормальной эксплуатации ТЭС. Так, в соответствии с нормами технологического проектирования [8], запас по производительности общестанционной испарительной установки для электростанций с барабанными котлами принимается равным 25 т/ч. Для рассматриваемых в настоящем учебном пособии МИУ производительностью до 100 т/ч можно принять запас равным 10 %. То есть, если заданное в исходных данных значение производительности составляет 100 т/ч, то потребный расход дистиллята составляет 100*(1 – 10/100) = 90 т/ч. В случае если ограничение производительности МИУ в режимах, отличающихся от режима нормальной эксплуатации, не превосходит указанного значения (10 % от заданной производительности по дистилляту), разработка дополнительных мероприятий по обеспечению требуемого расхода добавочной воды цикла не требуется. Если же ограничение производительности оказывается больше 10 % от заданной производительности по дистилляту, то следует рекомендовать либо резервную установку химического обессоливания, либо, по крайней мере, установку дополнительных баков запаса дистиллята на период неплановых ремонтов (или отключений на промывку) испарителей или регенеративных подогревателей. Кроме того, следует учитывать, что при использовании в качестве греющего пара МИУ пара производственного отбора турбоагрегата некоторое ограничение производительности при отключении ступени или тракта регенеративных подогревателей может быть скомпенсировано повышением давления в камере отбора турбины на время ремонта. Детальная проработка выбранного варианта Предлагаемая к реализации МИУ предназначена для подключения по греющему пару к отбору турбины типа ПТ (абсолютное давление пара 1,5 МПа, температура 328 оС), без регенеративного подогрева питательной воды, с параллельным питанием ступеней и каскадным сливом конденсата греющего пара в расширительный бак. Каждой из семи ступеней МИУ являются испарители типа И-600, имеющие площадь поверхности теплообмена 600 м2. Все приведенные ниже проектные показатели МИУ необходимо принять по результатам расчета, выполненного в САПР МИУ. Схема МИУ представлена на рис. 11.
Рис. 11. Схема МИУ Характеристики МИУ в рабочем режиме, режиме с одной отключенной ступенью и режиме с отключением тракта регенеративных подогревателей приведены в табл. 4. Характеристики рабочих сред внутри установки приведены в табл. 5 – 7.
Таблица 4. Характеристика МИУ
Таблица 5. Расходы рабочих сред внутри установки
Таблица 6. Параметры рабочих сред внутри установки
Таблица 7. Удельные объемы воды и пара по ступеням
Диаметры трубопроводов МИУ в соответствии с требованиями государственных стандартов приведены в табл. 8 – 9 (при наличии регенерации появляется дополнительная таблица по трубопроводам присоединения подогревателей).
Таблица 8. Диаметры трубопроводов ступеней МИУ
Таблица 9. Диаметры трубопроводов расширительного бака
|
