пуск турбины на скользящих параметрах
Результаты действия защиты
Отключении котла защитой
Останов энергоблока и турбины
После включения генератора в сеть
Аварийном падении вакуума в конденсаторе
Останов турбины и энергоблока
Закрытии стопорного клапана
После взведения стопорного клапана
Отключении турбины ключом
Останове питательного насоса
Останов энергоблока, котла и турбины
После включения генератора в сеть
Отключении генератора от сети
Останов энергоблока, котла и турбины
Повышении частоты вращения турбины на 11-12% выше номинальной (при срабатывании бойков АБ)
Останов турбины и котла
После взведения стопорного клапана
Отсутствии подачи охлаждающей воды на маслоохладители турбинные
12.2.3. Защиты, включаемые оперативным персоналом с помощью ключа КС-4, при:
Результаты действия защиты
Понижении температуры свежего пара перед турбиной
Останов турбины и энергоблока
После достижения номинального значения температуры свежего пара в стопорном клапане турбины
12.3. Пуск турбины из холодного состояния на скользящих параметрах.
12.3.1. При производстве операций по пуску турбины из холодного состояния на скользящих параметрах – необходимо учитывать минимально достижимый уровень температуры пара, определяемый пропускной способностью дренажей при прогреве, и условиями надежной работы средств регулирования температуры пара, на котле. Необходимо также учитывать изменение, в процессе прогрева, теплофизических свойств пара и металла.
12.3.2. Пуск на скользящих параметрах обладает целым рядом преимуществ по сравнению с пуском при номинальном давлении пара. Основными из них являются:
a) Уменьшение общего времени пуска. Поскольку паровой тракт прогревается одновременно, а не последовательно, как при пуске на номинальном давлении;
b) При прогреве турбины и ее элементов паром пониженной температуры- уменьшается разность температур пара и металла, благодаря чему исключается опасность тепловых ударов и прогрева металла с недопустимыми скоростями, что в значительной мере предохраняет турбину от опасных режимов;
c) Пуски на скользящих параметрах удлиняют срок службы паропроводов и основных узлов агрегата вследствие более благоприятных условий прогрева.
12.3.3. На начальном этапе прогрева парового тракта – происходит нагрев его элементов насыщением за счет конденсации пара на стенках еще холодного металла. Это обстоятельство определяет ограничения по давлению подаваемого пара для предварительного прогрева тракта при пуске, при этом, рост давления может привести к образованию значительных разностей температур и соответственно температурных напряжений в металле, т.е. чем ниже параметры пара, тем лучше для прогрева металла парового тракта.
12.3.4. На последующих этапах пуска – из-за уменьшения аккумуляции тепла в металле парового тракта, происходит быстрый рост температуры пара и нагрев металла. Вследствие увеличения расхода пара – резко растет коэффициент теплоотдачи от пара к металлу и также происходит его дальнейший нагрев, несмотря на поддержание постоянной температуры пара с котла.
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Пуск турбины
Использование паровой турбины производится по всем требованиям, указанным в инструкции заводом-производителем
В инструкциях содержатся составленные специалистами правила для избежания опасных ситуаций составлены правила технической эксплуатации, требования противопожарной безопасности и техника безопасности при обслуживании и ремонте оборудования.
По вышеуказанным материалам на всех электростанциях составляются локальные инструкции: правила использования турбины, правила пуска, остановки и вывода в ремонт. Действия при возможных неполадках и порядок их устранения (например: замена запасных частей паровых турбин, модернизация оборудования, восстановление рабочих поверхностей деталей и узлов парового оборудования), являющиеся обязательными для изучения перед началом работы.
Проблемы, мешающие запуску турбины
Несмотря на множество конструкций турбин, различия их схем и вспомогательного оборудования, имеется общий список часто встречающихся поломок, которые необходимо устранять до начала запуска.
Запуск запрещен в случае:
Подготовка к запуску
Способ запуска турбины меняется от её температуры. Запуск при температуре ниже чем 150 градусов по Цельсию считается «холодным». На такой запуск выделяется не менее трех суток после остановки. Пуск из температуры выше 400 градусов по Цельсию считается «горячим». Если температура турбины между холодным и горячим состоянием, это считают запуском из неостывшего состояния.
Основным правилом любого пуска является — максимально возможная из условия надежности скорость (не повредить).
Главным отличием запуска неблочных турбин (с поперечной связью) применение пара с номинальными параметрами.
Процесс работы с турбиной
Использование установки паротурбины если сократить, состоит из запуска, нагрузки и остановки.
Запуск турбины
Весь запуск турбины разделяют на три этапа:
При подготовительном периоде осуществляется проверка общего состояния всех приборов и остального оборудования турбоустановки, проверяется наличие неоконченных работ и работа сигнализации. Разогрев паропровода и каждой перепускной трубы занимает 1-2 часа. В это время подготавливается вода для подачи в конденсатор. Осуществляется проверка маслонасосов кроме главного (на валу), запускается пусковой и валоповоротный аппарат. Тестируется система защиты и регулировки при закрытии главной задвижке пара, проверяется отсутствие давления возле стопорного клапана. Запускается процесс набора вакуума, в минимальное положение выводится управленческий механизм, запускается автоматическая безопасность и производится открытие дренажей в корпусе турбины.
Ротор приводится во вращение при помощи открытия регулирующего клапана, или байпаса ГПЗ с полностью открытыми регулирующими клапанами.
Изначально в турбине выдерживаются малые обороты (400-800), в это время проверяется температурное расширение, уплотнения, подшипники и прочие приборы (масло, температура, давление).
Критическая частота должна проходиться на скорости поэтому после проверки всех деталей при нормальной ситуации производится разворот, при этом турбина должна постоянно прослушиваться. Различие температуры между нижней и верхней частью цилиндра должно быть не больше 30-35 градусов по Цельсию, а между шпилькой и фланце не больше 20-30 градусов по Цельсию. Следующий осмотр осуществляется при достижении турбиной порога в 3000 оборотов за минуту, проверяется система защиты, система регулирования, производится пробный запуск ручной и дистанционной функции выключения. Устройством производится проверка плавности в перемещении регулирующих клапанов, на пробу запускается автомат безопасности подачи масла к бойку, проверяется механизм повышения оборотов.
После проведенных процедур и при отсутствии конфликтов в системе запуска, на главный щит выводится сигнал «Внимание! Готово!». Генератор подключается к сети, и нагружает турбину по нормативам прописанным в инструкции.
Запуск с наличием противодавления осуществляется двумя методами:
После отключения трубопровода с противодавлением производится запуск турбины совместно с выбросом пара, выхлоп переводится на этот коллектор после превышения давления пара в патрубке выхода в сравнении паропроводом (коллектором) противодавления.
Аналогичным вариантом можно начинать прогрев турбины (после прогрева паропровода) с выхлопа («хвоста»).
Байпас ГПЗ производит толчок ротора, что позволяет после запуска генератора в сеть турбине с противодавлением начать работу по электрическому графику даже при малой нагрузке. Когда все приборы и элементы достигают нагрузки в 15% от стандарта производится включение регулятора давления и перевод турбины на работу в соответствии с тепловым графиком.
Основным отличием турбин с противодавлением является отсутствие конденсатора.
Отдельные свойства при запуске блоков завязаны на различие тепловых схем блочных и неблочных установок. Запуск блочной установки производят при скользящей системе параметров, в этом случае при процессе запуска параметры пара могут постоянно меняться, и порой достигать номинального значения даже при слабой нагрузке.
Нагрузка турбины
В этом случае основная задача работников обслуживания турбины это обеспечение заданных нагрузок, и сохранение гарантий надежности, безопасности и экономичности работ. Максимально или минимально допустимую нагрузку для турбины можно узнать из соответствующих источников.
Особое внимание уделяется параметрам, которые своим изменением выше допустимого предела могут угрожать стабильной работе агрегата (удлинение/сдвиг ротора, состояние вибрации и прочее).
Под постоянным контролем находятся параметры пара, как от промперегрева так и в турбине, датчик масла, нагрев подшипников, уплотнения.
В проточную часть турбины могут занестись соли из пара. Это снижает экономичность процесса и приводит к ухудшению надежности лопаточного аппарата, который воздействует на всю турбину в целом. Для избежания этого рекомендуется периодическая промывка паром. Однако это является очень ответственной, а потому и нежелательной операцией.
Стабильная работа турбины напрямую зависит от тщательности контроля, периодичности проверок и регулировки. Постоянный осмотр каждого узла и элемента в цепи, позволяет избежать неожиданных сюрпризов при эксплуатации.
В соответствии с ПТЭ, в определенные сроки периодически проверяются бойки автоматов безопасности и повышения оборотов, проверяется плотность стопоров, диагностируются регулирующий и обратный клапан. Полная проверка вышеописанного производится после монтажных работ, и 2 раза при капитальном ремонте (до и после). Клапаны стопора и регулировки по стандарту могут имен не абсолютную плотность, однако их параллельное закрытие н должно допускать вращение ротора.
Остановка турбины
Если остановка турбины осуществляется в горячий резерв, температура металла должна сохраняться в как можно более высоком положении. При постановке турбины в долговременный резерв или в случае капитальных или текущих ремонтных работ производится остановка с последующим расхолаживанием.
Перед любой остановкой согласно инструкции производят разгрузку турбины в соответствии с указанием начальника сметы. Производится отключение регулируемого отбора и регенерации.
После снижения нагрузки до 10-15% от общей стандартной нагрузки, после получения разрешения посредством кнопки выключения прекращается подача пара непосредственно в турбину. Для избежания высокого нагрева «хвоста» в краткие сроки проверяется закрытие стопорного и регулирующего клапана, проверяется отрицательная мощность ваттметра, чтобы избежать потребления мощности из сети. Производится отключение генератора из сети.
В случае наличия нагрузки по ваттметру, отключение от сети запрещается. В этом случае закрывается ГПЗ, обтягиваются задвижки на отборе и обстукиваются клапаны, после прекращения поступления пара в турбину происходит отключение от сети.
При процессе разгрузки следует следить за ротором, не допуская достижения критических пределов. Фиксируется кривая выбега ротора. Стандартом является 20-40 минут. В случае отклонения более 2 минут необходимо найти причину изменения.
Вслед за ротором незамедлительно производится выключение валоповортоного устройства, работающего до понижения температуры ниж 200 градусов по Цельсию.
Аварийное выключение турбины
В случае аварийного положения следует действовать по перечню возможных аварийных ситуаций, все положения которого прописаны в противоаварийной инструкции. Согласно ему принимаются меры по ликвидации очагов проблемы и их последствий.
В процессе ликвидации ЧП следует сконцентрировать свое внимание на основных показателях работы агрегата:
В противоаварийной инструкции определены варианты аварийной остановки при разных обстоятельствах.
При аварийной остановке первым делом прекращают подачу свежего пара, и убедившись в остановке подают сигнал на главный пульт «Внимание! Машина в опасности!». Следующим шагом производится отключение генератора от сети. Крайне важно закрыть ГПЗ и её байпас вместе с отбором.
Последующие мероприятия по остановке идут стандартным способом.
В случае необходимости ускоренной остановки ротора (к примеру при резком скачке уровня масла, гидроударе, высокой частоты вибрации и прочего), производится срыв вакуума.
В случае остановки со срывом вакуума ротор останавливается за 15 минут, тогда как при стандартной процедуре это занимает 32-35 минут. Следует учесть что при срыве вакуума идет разогрев выхлопного патрубка, из-за чего срыв вакуума следует производить только в определенный противоаварийной инструкцией случай.
Регулирование мощности турбины способом скользящего давления
Поскольку энергетические блоки (котел и турбоустановка) электростанций на органическом топливе не только работают при номинальной мощности, но часто меняют свою нагрузку, то очевидно, что при проектировании и эксплуатации их должны быть обеспечены следующие условия:
изменение нагрузки не должно приводить к снижению надежности блока;
изменение нагрузки должно проходить с возможно меньшим по сравнению с номинальным режимом ухудшением показателей экономичности.
При регулировании мощности агрегата с помощью органов парораспределения турбины, как это было рассмотрено выше в § 8.1—8.4, котел и паропроводы свежего пара постоянно находятся под действием номинального начального давления.
При регулировании мощности котлом, когда нагрузке агрегата соответствует примерно пропорционально изменяющееся начальное давление, длительная работа при пониженном давлении повышает долговечность металла поверхностей нагрева котла и паропроводов, идущих к турбине.
Одновременно повышается надежность работы турбины. Поскольку при этом давление пара перед турбиной меняется (скользит) соответственно нагрузке, а температура пара поддерживается постоянной, то неизменной оказывается температура в большинстве ответственных элементов турбины. Благодаря этому при изменении нагрузки не появляются дополнительные тепловые расширения, нет неравномерного прогрева по окружности, специфического для частичной нагрузки турбин с сопловым парораспределением, уменьшаются напряжения, особенно динамические, в лопатках первой ступени (см. § 8.3), т. е. повышается надежность работы турбины, улучшается ее способность к маневрированию.
Поскольку регулирование скользящим давлением не требует выделенной первой (регулирующей) ступени, парциального подвода и сопловых коробок для отдельных групп сопл, то, с одной стороны, несколько упрощается конструкция турбины, с другой стороны, повышается экономичность турбины при номинальном режиме.
. Такой переход возможен как для действующих установок, имеющих дроссельное или сопловое парораспределение, так и для вновь проектируемых агрегатов.
:
(сплошные линии);
(пунктирные линии).
процесс расширения пара после промежуточного перегрева, а следовательно, и мощность этой части турбины не будут зависеть от способа регулирования свежего пара, т. е. будут одинаковыми как для постоянного, так и для скользящего давления:
При уменьшении пропуска пара давление перед первой ступенью будет определяться расходом пара, причем при
Сравнивая при частичной нагрузке процесс расширения пара в ЧВД турбины, легко обнаружить, что как начальная, так и конечная энтальпии будут больше при регулировании скользящим давлением. Однако поскольку параметры на входе в проточную часть ЧВД при скользящем давлении будут выше, то и немного больше будет располагаемый теплоперепад проточной части, хотя даже при значительном уменьшении
и,
следовательно, внутренняя мощность ЧВД оказываются большими при регулировании скользящим давлением:
Предполагая для простоты, что расход пара после промежуточного перегрева равен расходу свежего пара, запишем выражение для абсолютного внутреннего КПД турбинной установки при частичном пропуске пара:
для постоянного давления
—использованный теплоперепад турбины после промежуточного перегрева с учетом отборов пара для регенеративного подогрева питательной воды (см. § 1.5).
т. е. при всех режимах частичного пропуска пара экономичность турбинной установки при работе со скользящим давлением пара всегда выше, чем при работе с постоянным давлением, и дроссельным парораспределением.
Для тех же условий, что были приняты при построении рис. 8.20, на рис. 8.21 изображен процесс расширения пара в ЧВД для соплового парораспределения в случае постоянного и скользящего давления. В этом примере используемый теплоперепад регулирующей ступени при номинальном режиме
число клапанов — 4 с одинаковым числом сопл в каждой группе.
с уменьшением расхода
возрастает, а использованный теплоперепад ее меняется согласно примеру, приведенному на рис. 8.10. При этом КПД регулирующей ступени понижается, так как отношение скоростей отклоняется от расчетного (предполагаем, что при номинальном режиме оно принято оптимальным), уменьшается степень парциальности и добавляются потери дросселирования при режимах частичного открытия одного из клапанов. Соответственно изменению состояния пара на выходе из регулирующей ступени (см. рис. 8.11) меняется и конец прогресса расширения пара во всем ЧВД, как это показано на рис. 8.21. Если предположить так называемое идеальное сопловое парораспределение, т. е. отсутствие потерь от дросселирования, то кривая, характеризующая состояние пара в конце ЧВД, будет иной, совпадающей с действительной кривой лишь в точках полностью открытых клапанов.
состояние пара как за первой (регулирующей) ступенью, так и за всем ЧВД будет таким же, как и при дроссельном парораспределении и скользящем давлении: температуры пара за всеми ступенями ЧВД почти не меняются с уменьшением расхода пара. Не меняется также и КПД первой (регулирующей) ступени.
Очевидно, что используемый теплоперепад ЧВД при скользящем давлении может быть как больше, так и меньше использованного теплоперепада при постоянном давлении:
Таким образом, согласно выражениям для абсолютного внутреннего КПД турбинной установки (8.13) и (8.14) экономичность установки для случая соплового парораспределения может быть при скользящем давлении как выше, так и ниже, чем при. постоянном давлении.
На рис. 8.22 показано расчетное сравнение различных видов парораспределения для турбоустановки 500 МВт на
при
составит 0,15% — кривая 2.
При выполнении турбины с дроссельным парораспределением и регулировании скользящим давлением изменение КПД турбоустановки представлено штриховой линией 3.
оказывается целесообразным в довольном широком диапазоне изменения режимов, хотя, подчеркнем, по надежности, по характеристикам маневренности целесообразнее дроссельное и скользящее.
(кривая 4).
и напора насоса, который меньше при скользящем давлении, чему соответствует меньшая мощность насосного агрегата.
Выигрыш в этом случае должен учитываться при сравнении экономических показателей турбоустановок при постоянном и скользящем давлении. Этот выигрыш меняет зависимость КПД от расхода пара и показан на рис. 8.22 кривыми 5 (скользящее давление) и 6 (комбинированное регулирование).
В некоторых странах значительное число энергоблоков проектируется с дроссельным парораспределением и работой при скользящем давлении. Так спроектирована турбина К-1200-23,5 (см. § 10.2), в то же время при проектировании других типоразмеров паровых турбин, а также их модернизации обязательным является требование возможности работы при скользящем давлении. При переводе турбин, имеющих сопловое парораспределение, на режим скользящего давления, в частности турбин СКД, экономическое сравнение двух видов регулирования мощности может оказаться и качественно и количественно иным, чем показано на рис. 8.22.
(рис. 8.23). Во-вторых, при снижении нагрузки температура влажного пара, зависящая только от давления, меняется так же, как и при постоянном давлении перед турбиной, в связи с чем по надежности и маневренности скользящее давление не имеет тех преимуществ, которые характерны для турбин ТЭС. Хотя турбины насыщенного пара, как правило, выполняются с дроссельным парораспределением, заметного выигрыша в экономичности при переходе на скользящее давление нет. Имеющиеся преимущества связаны главным образом с работой СПП, так как после ЦВД перед СПП при скользящем давлении влажность пара будет несколько меньше [48].
Основные достоинства перевода энергоблоков АЭС на скользящее давление определяются изменением режима работы реактора, причем эти изменения сказываются по-разному для одно- и двухконтурных АЭС. Подробно вопросы работы энергоблоков ТЭС и АЭС рассмотрены в [18].
ПУСК БЛОЧНОЙ УСТАНОВКИ С БАРАБАННЫМ КОТЛОМ
Блоки с барабанными котлами могут пускаться двумя способами: а) при полном давлении пара за котлом; б) на скользящих параметрах пара.
Рассмотрим оба эти пуска, имея при этом в виду, что рассматриваться будут основные операции по пуску блока без подробной детализации.
А) Пуск при полном давлении пара за котлом.
Б) Пуск на скользящих параметрах пара.
Этот способ пуска характерен тем, что пуск турбины совмещается с растопкой котла. При этом перед пуском после начального прогрева паропроводов полностью открываются все парозапорные органы между котлом и турбиной, и при достижении на котле некоторого избыточного давления (порядка нескольких атмосфер) ротор турбины начинает вращаться паром.
В процессе набора оборотов происходит прогрев турбины, паропроводов, парозапорной арматуры паром умеренной температуры. За счет увеличения давления и углубления вакуума число оборотов турбины доводится до рабочего, и турбогенератор включается в сеть. Поскольку включение турбогенератора в сеть производится задолго до достижения на котле номинальных параметров пара, дальнейший набор нагрузки осуществляется путем увеличения не только расхода пара, но и параметров его с соответствующей форсировкой котла. В течение всего этого времени происходит непрерывный прогрев турбины и паропроводов. Повышение начальных параметров пара производится вплоть до набора турбиной полной нагрузки, хотя на рабочие параметры можно выйти и значительно раньше.
Пуск блока на скользящих параметрах обладает целым рядом преимуществ по сравнению с пуском при полном давлении пара. Основными из них являются:
1) уменьшение общего времени пуска, поскольку все паропроводы, турбина и парозапорные органы турбоагрегата прогреваются одновременно, а не последовательно, как при пуске на полном давлении;
2) уменьшение тепловых потерь во время пуска, так как клапаны БРОУ либо полностью закрыты, либо сбрасывают в конденсатор весьма ограниченное количество пара;
3) пуск блока идет с умеренными тепловыделениями в топке, что благоприятно для прогрева элементов котельного агрегата;
4) при прогреве турбины и ее элементов паром пониженной температуры уменьшается разность температур пара и металла, благодаря чему исключается опасность тепловых ударов и прогрева металла с недопустимыми скоростями, что в значительной мере предохраняет турбину и ее паропроводы от опасных режимов при пуске, вызванных неправильными действиями оперативного персонала;
5) при пуске блоков, имеющих однобайпасную растопочную схему, охлаждение вторичного пароперегревателя путем пропуска через него пара начинается сразу же после появления на котле избыточного давления;
6) пуски на скользящих параметрах удлиняют срок службы паропроводов и основных узлов агрегата вследствие более благоприятных условий прогрева.
Все эти обстоятельства привели к тому, что в настоящее время пуск на скользящих параметрах пара для блоков принят повсеместно, независимо от конструкции турбин и котлов, а также схем байпасирования.