Краткое описание турбоустановки и её техническое состояние перед экспресс-испытаниями

Краткое описание турбоустановки и её техническое  состояние перед экспресс-испытаниями

 

Паровая турбина ПТ-25-90/10/1,2 номинальной  мощностью 25000 кВт при вращении 3000 об/мин представляет собой одноцилиндровый  агрегат активного типа с двумя  регулируемыми отборами пара:

- производственным - при давлении 8-13 кгс/см2

- теплофикационным - при давлении 0,7 - 2,5 кгс/см2

В 1982г. турбина реконструирована по проекту, разработанному Харьковским  Филиалом ЦКБ Главэнергоремонта. Реконструкция  выполнена Ленинградским ПО "ЦЭЦМ." Согласно проекту, реконструкции и модернизации подверглась часть высокого давления (ЧВД), в остальной части турбина и тепловая схема сохранились в первоначальном проектном варианте. Целью модернизации является увеличение пропускной способности ЧВД с 205 до 240 т/ч пара с увеличением номинального расхода пара в производственный отбор на 35 т/ч, т.е. до 105 т/ч. Увеличение мощности в результате реконструкции составляет примерно 4000 кВт.

При модернизации турбины осуществлена реконструкция регулирующих клапанов ЧВД, полностью произведено переоблопачивание всех 16 ступеней проточной части высокого давления (рабочие и направляющие лопатки заменены лопатками новых типоразмеров и профилей).

Номинальные параметры свежего  пара перед СК турбины: Ро=90 кгс/см ;to=535°C. После реконструкции максимальный расход свежего пара равен 240 т/ч.

Номинальный расход производственного  отбора 105 т/ч, максимальный -180 т/ч.

Номинальный расход пара отопительного  отбора 53 т/ч, максимальный расход 92 т/ч (при Рт=1,2 кгс/см2).

Максимальный расход пара в ЧСД 122 т/ч. Минимальный пропуск пара в ЧНД (составляет около 8 т/ч (при  Рт=1,2 кгс/см2). Максимальный пропуск  пара в конденсатор допускается  не более 85 т/ч.

Номинальный расход охлаждающей воды - 5000 MJ/H при температуре охлаждающей воды на входе в конденсатор 20°С. Номинальное давление отработавшего пара в конденсаторе 0,05 кгс/см (аба).

Парораспределение ЧВД состоит  из стопорного клапана (СК), пяти регулирующих клапанов (РК) и обводного клапана (ОК), байпасирующего пар из камеры регулирующей ступени ЧВД за 4-ю ступень ЧВД. Парораспределение в ЧСД и ЧНД осуществляется с помощью поворотных диафрагм, приводимых поршневыми сервомоторами.

Конструктивно турбина выполнена  одноцилиндровой. Проточная часть  состоит из трёх частей: ЧВД, ЧСД и ЧНД. В ЧВД расположены одновенечная регулирующая ступень и 15 ступеней давления, диски которых выточены заодно с валом. В ЧСД и ЧНД диски насадные. ЧСД имеет одновенечную регулирующую ступень и 4 ступени давления, ЧНД - одновенечную регулирующую ступень и 2 ступени давления.

В турбине предусмотрены б отборов:

1-й отбор (нерегулируемый)____________________за 9-ой ступенью: к ПВД-5

2-й отбор (нерегулируемый)____________________за 13-ой ступенью: к ПВД-4

3-й  отбор  (регулируемый)________на выходе из ЧВД,  за  16-ой  ступенью:  на

производство и деаэраторы 6 кгс/см2

4-й отбор (нерегулируемый)____________________за 19-ой ступенью: кПНД-3

5-й отбор (регулируемый)___________на выходе из ЧСД, за 21-ой ступенью: на

теплофикацию, деаэраторы 1,2 кгс/см2 и ПНД-2

6-й отбор (нерегулируемый)____________________за 22-ой ступенью: к ПНД-1

Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной  воды осуществляется в системе подогревателей, состоящей из трёх подогревателей низкого  давления (ПНД-1, ПНД-2 и ПНД-3), трёх деаэраторов 6 кгс/см2 и двух подогревателей высокого давления (ПВД-4 и ПВД-5).

Конденсат греющего пара ПВД-5 направляется в ПВД-4 и далее  в деаэраторы 6 кгс/см2. Потоки конденсата подогревателей низкого давления собраны  по каскадной схеме со сбросом  в конденсатор турбины. Проектная схема предусматривала каскадный слив в ПНД-1, после ПНД-1 откачку сливным насосом в линию основного конденсата перед ПНД-2.

Конденсат греющего пара отопительного отбора основных бойлеров (ОБ-1,2 и 3) откачивается в деаэраторы 6 кгс/см2. Проектная схема предусматривала откачку КГП бойлеров в линию основного конденсата перед ПНД-3.

Концевые уплотнения турбины - лабиринтовые. Пар из 1-ой камеры переднего уплотнения ЧВД отводится  в паропровод 1-го отбора, из 2-ой камеры ПУ ЧВД- в паропровод 3-го отбора на деаэраторы, из 3-ей камеры - в паропровод 6-го отбора. Уплотняющий пар в предпоследние камеры переднего и заднего уплотнения турбины подаётся из уравнительной линии деаэраторов 6 кгс/см2. Пар из последних камер концевых уплотнений поступает в сальниковый охладитель пара.

Конденсационная установка  состоит из двухходового конденсатора типа К2-2000 с поверхностью охлаждения 2000 м2, двух конденсатных насосов, основных эжекторов и пускового эжектора. В 2001г. произведена модернизация водораспределителя башенной градирни ТЭЦ [14], в результате которой произошло ухудшение работы конденсационной установки и обусловило повышение температуры охлаждающей воды на входе в конденсатор. Причиной этому является, по видимому, неправильно подобранная высота установки воздухо - входных окон форсунок системы распыления и демонтаж старой системы орошения (деревянных щитов, по которым стекала вода после форсунок системы распыления).

Турбина приводит во вращение синхронный , трёхфазный генератор типа ТВС-30, с водородным охлаждением и номинальным Cos ф=0,8, изготовленный в 1960г. Харьковским   заводом "Электротяжмаш"под заводским номером №1361.

Расчётные давления в  контрольных ступенях (при максимальном расходе свежего пара , с включенными  ПВД-4 и 5) должны быть:

за 1-ой (регулирующей) ступенью ЧВД___________68,0 кгс/см2

за 4-ой ступенью ЧВД_________________________60,5 кгс/см2

за 9-ой ступенью ЧВД_________________________32,5 кгс/см2

за 13-ой ступенью ЧВД________________________19,5 кгс/см2

Фактические давления за указанными ступенями, полученные при тепловых испытаниях турбоустановки, проведенных ДонОРГРЭС в декабре-феврале и мае 2005-2006г.г., не превышают указанные величины. Это свидетельствует о том, что занос солями проточной части турбины или отсутствует, или он незначителен.

При проведении экспресс-испытаний  ПНД-3 работал в нерасчётном режиме из-за неудовлетворительного состояния  арматуры на сливе КГП из ПНД-3.

В июле-августе 2005г. проведен капитальный  ремонт турбины с её вскрытием, в  результате которого:

- выполнен  типовой  объём ремонта турбины  без  каких-либо  замен  узлов

проточной части и её вспомогательного оборудования;

- выполнена ревизия и ремонт концевых уплотнений и уплотнений проточной

части (11-24 ступени), восстановлены  зазоры по уплотнениям до формулярных;

- проведена центровка ротора турбины по полумуфтам;

- устранены не плотности по разъёму цилиндра турбины и произведена обтяжка крепежа "на холодно," произведен съём металла шабровкой (до капитального ремонта неприлегание по разъёму составляло 1,6 - 1,75 мм);

- произведен ремонт подшипников турбины, ревизия и ремонт узлов системы регулирования (СК, РК, насосной группы ГМН и др.).

В   целом   турбина   и   её   вспомогательное   оборудование   находились   в удовлетворительном состоянии  во время проведения экспресс - испытаний.

 

 

 

Методика    и    условия    проведения    экспресс-испытаний. Тепловая схема. Организация измерений

Согласно рабочей программы  проведены основные серии опытов по определению характеристик ЧВД  и ЧСД (для построения верхнего поля диаграммы режимов) и ЧНД (для  построения нижнего поля диаграммы  режимов) в соответствии с принятой методикой обработки результатов испытаний и существующими требованиями и нормами по тепловым испытаниям турбин [1,2,3].

Сущность этой методики заключается в том, что определяются характеристики отсеков турбины (ЧВД, ЧСД и ЧНД) на основании фактически замеренных в опытах параметров пара и воды и замеренной электрической мощности на клеммах генератора, по которым в дальнейшем строятся энергетические характеристики и диаграмма режимов. Электромеханические потери турбоагрегата принимались по расчётным данным[9,10].

В соответствии с задачей  получения характеристик отдельных  отсеков турбины для каждой серии  опытов собиралась определённая тепловая схема турбоустановки. Всего проведено 20 опытов с расходами свежего  пара на турбину от 70 т/ч до 210 т/ч.

Опыты 1-9, 15-20 по определению  характеристик ЧВД и ЧСД и  построения верхнего поля диаграммы  режимов проводились при полностью  включенной системе регенерации  высокого и низкого давления. Производственный и теплофикационный регулируемые отборы были включены (расходы пара в отборы - переменные). Регуляторы давления П и Т - отборов были включены (РП=Ю кгс/см2, Рт=1,2 кгс/см2).

Тепловая схема турбоустановки во время проведения испытаний была эксплуатационной с некоторыми отличиями  от расчётной.

Пар на деаэраторы 6 кгс/см2 и 1,2 кгс/см2 подавался из турбины (из 3-го и 5-го отборов). При этом, с целью определения общего расхода пара из 3-го (производственного) отбора пар на деаэраторы 6 кгс/см2 подавался через задвижку П-7, задвижка П-14 была закрыта.

КГП ПВД сливался в деаэратор 6 кгс/см . КГП ПНД-1,2,3 сливался каскадно в  ПНД-1 и затем сбрасывался в  конденсатор. Проектная схема предусматривала  каскадный слив в ПНД-1, а из ПНД-1 откачку сливным насосом в  линию основного конденсата перед  ПНД-2.

КГП отопительного отбора основных бойлеров (ОБ-1,2,3) откачивался в деаэраторы 6 кгс/см2 (по проектной схеме - в линию основного конденсата перед ПНД-3).

Восполнение потерь невозвращаемого  пара П-отбора производился обессоленной химически очищенной водой (ХОВ) с температурой примерно 25 °С, подаваемой в деаэраторы 1,2 кгс/см2 и затем откачиваемой насосами в три деаэратора 6 кгс/см . Подача ХОВ в конденсатор во время проведения испытаний не производилась. Конденсатор был переведен на подачу охлаждающей воды по проектной 2-х ходовой схеме.

Схема подачи пара на эжектора и концевые уплотнения и отсосов  пара из концевых уплотнений - эксплуатационная, причём, в опытах 1-9 в работе находился  кроме основного эжектора (ОЭ) и  пусковой эжектор (ПЭ).

Опыты 10-14 по определению характеристики ЧНД и для построения нижнего поля диаграммы режимов проводились при полностью отключенной регенерации высокого и низкого давления за исключением ПНД-1.

Производственный отбор был  отключен. РД П-отбора - выключен. Теплофикационный отбор был включен. Расход пара в отбор - переменный. РД Т-отбора был включен с постоянным давлением в нём 1,2 кгс/см .

Пар на деаэраторы 6 кгс/см2 и производственные потребители подавался из общестанционного коллектора 8-13 кгс/см2 , обеспечивая  потребителей паром с давлением 10 кгс/см2, в который пар подавался из БРОУ 100/8-13.

При проведении опытов параметры свежего  пара и давления в регулируемых отборах  поддерживались постоянными и близкими к номинальным.

Определение теплофизического состояния  пара, воды и конденсата, тепловых перепадов, расчёты КПД отсеков турбины производились по термодинамическим таблицам[4] и специальным программам на персональных компьютерах.

Опыты в чисто конденсационном  режиме не проводились, что связано  с трудностью их проведения из-за непроектного режима работы конденсатора и циркуляционной системы (охлаждающая вода подаётся только одним циркуляционным насосом в количестве 2500-3000 м3/ч при проектном расходе 5000 м3/ч). Кроме того, ТЭЦ не работает на чисто конденсационных режимах.

Для измерения основных величин при проведении испытаний использовались эксплуатационные датчики и приборы, прошедшие госповерку и аттестацию в июле -ноябре 2005г.

Перед проведением экспресс-испытаний  были произведены дополнительные врезки для замера недостающих температур и давлений и установлены соответствующие приборы повышенного класса точности, что позволило рассчитать материальные балансы деаэраторов, ПВД и ПНД и определить характеристики турбины и её отсеков, а также уменьшить погрешность испытаний до 1,5-1,6%.

На рис.1 представлена тепловая схема  турбоустановки с пунктами измерений  основных величин при испытаниях.

Эксплуатационные датчики и  вторичные приборы по замеру расходов, давлений и температур имеют класс  точности 0,5-2,5.

Вторичными приборами для измерения расходов свежего пара, питательной воды, пара П-отбора, КГП бойлеров и основного конденсата турбины являлись электрические расходомерные регистрирующие приборы типа КСД-3 класса точности 1,0-1,5.

Давления пара и воды измерялись пружинными техническими манометрами или электрическими регистрирующими приборами типа КСД-3 класса точности 1,0-2,5.

Температура пара, воды и  конденсата измерялись с помощью  штатных термопар и термометров  сопротивления. Вторичными приборами  являлись регистрирующие потенциометры типа КСП-3 класса точности 0,5-1,5 и милливольтметры типа М-64 класса точности 1,5. Температура охлаждающей воды и основного конденсата за КС конденсатора измерялась жидкостными термометрами.

Вакуум в конденсаторе измерялся регистрирующим вакуумметром типа КСД-3 класса точности 1,0.

Барометрическое давление фиксировалось с помощью барометра-анероида, имеющегося на ВГМК.

Активная мощность на клеммах генератора измерялась ваттметрами  типа Д-575 класса точности 0,2, реактивная мощность - ваттметром типа ФД-ВР2 класса точности 1,5.

 

Водопитательная установка состоит  из двух атмосферных дэаэраторов  с рабочим давлением 0,5 кг*с/ см² , в трех дэаэраторов с рабочим давлением 5 кг*с/ см²  и трех питательных насосов производительностью 270 м³ / час каждый.