Конструктивные характеристики регенеративных и сетевых подогревателей. Защита ПВД, регулирующая, запорная и предохранительная арматура.

Регенеративные подогреватели. В гл. 2 было показано, что одним из способов повышения экономичности ТЭС является применение регенеративного подогрева питательной воды котлов паром, отбираемым из отборов турбины. Наиболее распространены тепловые схемы, в которых устанавливаются один смешивающий подогреватель, предназначенный одновременно для удаления из воды агрессивных газов (деаэратор), и несколько поверхностных.

Этот рисунок в 10 билете. На рис. 6.1 приведены схемы включения поверхностных подогревателей в сис­тему регенеративного подогрева питательной воды.

Наиболее эффективной в тепло­вом отношении является схема, изображенная на рис. 6.1, а. По этой схеме конденсат отборного пара смешивается с потоком питательной воды после подогревателя.

При этом температура воды после смешения повышается, что увеличивает эффек­тивность использования пара регенеративного отбора. По существу такая схема равноэкономична схеме со смешивающими подогревателями. В ней, как и в схеме со смешивающими подогревателями, необходимо иметь большое число дренаж­ных насосов. Установка дополнительных насосов, работающих на горячей воде, существенно усложняет схему и делает ее менее надежной в эксплуатации.

Рис. 6.2. Схемы поверхностных регенеративных подогревателей (а ■— в) и (, (^-диаграммы для этих схем {г — е):

а — простейший подогреватель; б — подогреватель с охладителем дренажа; я — подогреватель с охла­дителей дренажа и охладителем пара; / — основной подогреватель; 2 — охладитель дренажа; 3 — охладитель перегретого пара

На рис. 6.1, 6 показана схема каскадного отвода дренажа от подогревателей в конденсатор турбины. При использовании такой схемы эффект от применения регенерации оказывается весьма низким, так как здесь во всех подогревателях, кроме первого, происходит вытеснение отборного пара паром, образовавшимся при вскипании части дренажа вышестоящего подогревателя. Можно сказать, что при такой схеме подогрев воды в подогревателях (кроме первого) частично ведется паром предыдущего отбора. При этом количество пара, направляемого в подогре­ватели, снижается и увеличивается поток пара, поступающего в конденсатор. Кас­кадный слив дренажа в конденсатор приводит к охлаждению его до температуры холодного источника и к передаче теплоты охлаждающей воде, что еще более понижает тепловую экономичность рассматриваемой схемы.

 

 

На ТЭС есть 2 типа поверхностных регенеративных подогревателей:с трубной доской и коллекторами. Обогреваемая вода проходит через U-образную вертикальные трубы, попадает в поворотную камеру, отделенную перегородкой от входной и выходной частей. В поворотной камере вода меняет направление движения на 180" и, пройдя по трубам, выходит в выходную часть водяной камеры. Таким образом, установка двух перегородок в водяной камере обеспечивает четырехходовое движение нагреваемой воды. Концы 11-образных труб (1452 шт.) закреплены в отверстиях трубной доски, установлен­ной между фланцами корпуса и водяной камеры. Внутри водяной камеры кроме перегородок установлены анкерные болты для крепления трубной доски и пере­дачи части массы трубной системы на корпус подогревателя.

Подвод греющего пара осуществляется через патрубок, напротив которого разме­щен отбойный шит, связанный с каркасом трубного пучка. Для улучшения условий теплообмена в корпусе установлены перегородки, обеспечивающие трехходовое поперечное движение пара. Отвод конденсата греющего пара производится из нижней части корпуса. Из зоны над уровнем конденсата греющего пара через пол у кольцевую перфорированную трубу осуществляется отвод неконденсирую­щихся газов и воздуха.

На рис. 6.5 показана конструкция ПНД, использующего греющий пар высокого потенциала (перегретый) и оснащенного охладителем пара и охладителем дрена­жа. Трубы трубного пучка выполнены из нержавеющей стали. Охладитель пара изготовлен в виде отдельного пучка труб, смонтированного в отдельном кожухе, и размещается в боковой части подогревателя.

Греющий пар подводится в нижнюю часть охладителя пара, омывает трубы и через окна в верхней части кожуха поступает в зону конденсации КП. В нижней части подогревателя в специальном поддоне размещается охладитель дренажа. Поверхность нагрева ОД представляет собой пучок U-образных труб, закреплен­ных в трубной доске и заключенных в кожух. Конденсат греющего пара проходит в межтрубное пространство через окно в кожухе и отводится через отверстие в поддоне в корпус подогревателя. Уровень конденсата в подогревателе поддержи­вается на отметке верхней образующей кожуха ОД.

Подогреватель высокого давления с коллекторной системой показан на рис. 6.6. В корпусе подогревателя расположено шесть пучков спиральных змеевиков, к ко­торым подсоединены по три коллектора для подвода и отвода воды. В нижней час­ти корпуса коллекторы объединены в подводящий и отводящий патрубки. Подо­греватель имеет отдельно выделенные ОП и ОД. Змеевики ОП и ОД помешены в кожухи. Греющий пар поступает по центральному коллектору к кожухам ОП, которые соединены между собой и создают направленное движение потока пара, обтекающего трубки.

СЕТЕВЫЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ

На электростанциях с теплофикационными турбинами сетевые подогреватели устанавливаются без резерва, а число их выбирается мини­мальным. Поверхность трубного пучка подогревателя образована прямыми латунными трубками, концы которых развальцованы в трубных досках. Патрубки подвода и отвода воды подсоединяются к передней камере. В этой же камере устанавли­ваются перегородки для образования ходов воды. Патрубки подвода и отвода рас­полагаются под углом к вертикальной оси подогревателя для удобства компоновки подводящих и отводящих труб диаметром 1000—1200 мм. Задняя (поворотная! водяная камера также имеет внутренние перегородки для образования ходов воды. Для компенсации температурных удлинений трубок на корпусе подогревателя со стороны поворотной камеры установлен двойной линзовый компенсатор. Крышка задней камеры, как и передней, имеет лазы (обычно два) для осмотра и очистки внутренних поверхностей трубок.

В первом ряду трубного пучка (по периферии) со стороны входа пара устанав­ливаются отбойники из стальных трубок для уменьшения эрозии поверхностей нагрева. По длине подогревателя в его паровом пространстве размещаются проме­жуточные перегородки, являющиеся дополнительными опорами для трубок.

Паровоздушная смесь отводится из подогревателя через воздухоохладитель (специально выделенный трубный пучок). Конденсат греющего пара с поверхности труб сливается в нижнюю часть корпуса, а оттуда — в конденсатосборник. Конденсатосборник соединен с подогревателем трубами, в которых установлены специ­ально спрофилированные сопла (воронки), имеющие высокий коэффициент расхода при стекании конденсата в конденсатосборник и низкий коэффициент расхода при его движении в обратную сторону. Этим ограничивается поступление в корпус подогревателя и в отбор турбины вторичного пара, образующегося в конденса-тосборнике от вскипания находящегося в нем конденсата при сбросах нагрузки турбины.

Сетевая вода поступает в приемный отсек верхней водяной камеры. Для создания четырех ходов в верхней камере устанавливаются две взаимно перпендикулярные перего­родки. Из приемного отсека вода попадает в трубки и нижнюю (плавающую) камеру. Для образования четырех ходов в нижней камере имеется одна расположенная по поперечному сечению перегородка. Из нижней камеры вода вновь поступает в трубки. Отвод сетевой воды производится из патрубка верхней водяной камеры. Греющий пар омывает трубки снаружи. При этом для организации направленного потока трубная система имеет наружные перегородки. Образующийся на поверхно­сти трубок конденсат пара стекает в нижнюю часть корпуса подогревателя. На линии отвода конденсата из подогревателя устанавливается регулирующий кла­пан, получающий импульс от датчика, фиксирующего положение уровня конденсата в корпусе подогревателя. Отвод воздуха при заполнении подогревателя произво­дится через кран-воздушник, расположенный в области верхней водяной камеры. Отсос паровоздушной смеси ведется через патрубок, соединенный с паровым про­странством подогревателя.

Защита ПВД идет по уровню, если превышает, то идет байпасирование

Запорная арматура служит для герметичного перекрытия трубопроводов воды и пара и представляет собой клапаны и задвижки.

Запорные клапаны выпускаются для трубопроводов с с/ й 150 мм, поскольку с увеличением проходного сечения прогрессивно увеличивается усилие, действую­щее на их шпиндель. Эти клапаны применяются в основном на вспомогательных паровых и водяных линиях, где требуется большое число отключений (продувоч­ные линии, дренажные отводы, воздушники и др.). Не разрешается их использова­ние в качестве регулирующих органов, поскольку в условиях эксплуатации они допускают лишь два положения: полностью закрыт либо полностью открыт. Запор­ный орган клапана состоит из золотника, штока и наплавленного на корпус седла. Уплотнительные поверхности золотника и седла имеют коническую форму. В качест­ве материала для сальникового уплотнения штока применяют асбестовый шнур для воды или асбографитовые кольца для пара.

Регулирующая арматура предназначена для поддержания в трубопроводе, резервуаре или системе заданных параметров среды или ее расхода и включает в себя регулирующие или дроссельные клапаны, редукционные установки, ох­ладители пара, регуляторы уровня. Регу­лирующая арматура ТЭС разнообразна по назначению, принципу действия и конст­руктивному исполнению. Регулирующие клапаны могут иметь возвратно-поступа­тельное или вращательное движение зо­лотника, могут быть одно- или двухсе-дельчатыми (разгруженными по давле­нию).

Для снижения давления и температуры пара применяются редукционно-охладительные установки. Такие установки используются на ТЭЦ для резервирования отборов и противодавления турбин, для резервирования котлов среднего давления на установках с пристройками высокого давления и для параллельной работы с ни­ми, для постоянного отпуска теплоты потребителю, в качестве растопочной РОУ для использования пара при растопках котлов.

На рис. 7,19 изображена принципиальная схема РОУ высокого давления. Све­жий пар дросселируется в клапане. После шумоглушителя пар направляется в кол­лектор пароохладителя и далее — к потребителю. Охлаждающая вода поступает на впрыск через запорный, регулирующий и обратный клапаны. Перед регулирую­щим клапаном впрыска установлена ограничительная шайба, проходное сечение которой рассчитано на максимальный расход охлаждающей воды. Форсунки впрыска имеют механическое распыливание и крепятся к коллектору пароохладителя на фланцах. В качестве охлаждающей среды в большинстве случаев используется питательная вода котлов. Предохранительная (защитная) арматура служит для зашиты трубопровода, резервуара или системы от чрезмерного повышения давления среды или уровня воды, а также для предотвращения обратного потока среды. К предохранительной арматуре относятся предохранительные и обратные клапаны, импульсно-предохранительные клапаны, переливные, пускосбросные и отсечно-перепускные устройства.

.

Для снижения давления и температуры пара применяются редукционно-охладительные установки. Такие установки используются на ТЭЦ для резервирования отборов и противодавления турбин, для резервирования котлов среднего давления на установках с пристройками высокого давления и для параллельной работы с ни­ми, для постоянного отпуска теплоты потребителю, в качестве растопочной РОУ для использования пара при растопках котлов.

На рис. 7,19 изображена принципиальная схема РОУ высокого давления. Све­жий пар дросселируется в клапане. После шумоглушителя пар направляется в кол­лектор пароохладителя и далее — к потребителю. Охлаждающая вода поступает на впрыск через запорный, регулирующий и обратный клапаны. Перед регулирую­щим клапаном впрыска установлена ограничительная шайба, проходное сечение которой рассчитано на максимальный расход охлаждающей воды. Форсунки впрыска имеют механическое распыливание и крепятся к коллектору пароохладителя на фланцах. В качестве охлаждающей среды в большинстве случаев используется питательная вода котлов. В целях предотвращения повышения давления в магист­рали редуцированного пара более максимально допустимого его значения РОУ снабжается предохранительным клапаном на выходе из нее или импульсно-предохранительным устройством, состоящим из импульсного клапана 5 и главного пре­дохранительного клапана 6. Давление пара на выходе из РОУ регулируется дрос­сельным клапаном, управляемым регулятором давления.

Предохранительная (защитная) арматура служит для зашиты трубопровода, резервуара или системы от чрезмерного повышения давления среды или уровня воды, а также для предотвращения обратного потока среды. К предохранительной арматуре относятся предохранительные и обратные клапаны, импульсно-предохранительные клапаны, переливные, пускосбросные и отсечно-перепускные устройства.

 

Основным видом предохранительной арматуры являются предохранительные клапаны. В условиях эксплуатации ТЭС возможны нарушения режимов работы установок и аппаратов, сопровождающиеся быстрым повышением давления среды. Предохранительные клапаны служат для быстрого снижения давления в устройстве (в системе) до нормы. Они автоматически открываются, выпускают среду (пар) в атмосферу и закрываются также автоматически при снижении давления среды в системе до нормы. Суммарная площадь проходного сечения устанавливаемых на аппарате (трубопроводе, системе) предохранительных клапанов рассчитывается на полный расход среды (паропроизводительность) при номинальном режиме работы.

Различают два типа предохранительных клапанов: а) прямого действия (обычно рычажно-грузовые или пружинные) и б) импульсные.

В рычажном клапане затвор прижимается к седлу под действием груза, закреп­ленного на свободном конце рычага. Этому наиболее простому устройству свойст­венны недостатки: трудность обеспечения высокой герметичности в затворе клапана; возможность прикипания клапана к седлу; малая пропускная способность. При большом номинальном расходе пара и высоких его параметрах применяются импульсно-предохранительные устройства (рис. 7.20), включающие в себя импульсные и главные предохранительные клапаны. Импульсный угловой полно­подъемный рычажно-грузовой клапан срабатывает под прямым воздействием дав­ления пара. Главный предохранительный клапан сервомоторного типа срабатывает под действием давления пара, поступающего от импульсного клапана в полость сервомотора под поршнем.

Одним из важных видов предохранительной арматуры в блочных установках являются быстродействующие редукционно-охладительные установки. Разновидно­стью БРОУ являются пускосбросные устройства, входящие в состав пусковых схем блочных энергетических установок. Их основное назначение — зашита поверхно­стей нагрева котлов от пережога при внезапном прекращении поступления пара в турбину. Они обеспечивают сброс свежего пара из главного паропровода в обвод тур­бины в конденсатор, не допуская повы­шения давления на выходе из котла. При этом одновременно охлаждаются поверх­ности нагрева котла пропускаемыми че­рез них водой и паром.