Совершенствование режимов останова блока

6.  На основании  изложенных  выше  соображений   была   разработана " Рабочая программа  . . .  " проведения соответствующих  опытов , утвержденная зам. инженера  Рефтинской ГРЭС . Возможность продолжения  воздушного расхолаживания ( или  парового – паром КСН ) была разрешена Харьковским заводом .        

      

 

 

            

 

       

        

 

6.3Опыт 3 .

 

Останов турбины  К-500-240 с подачей воздуха в проточную  часть отключенной системе смазки

 

Общие положения

 

Опыту предшествовал  останов блока с расхолаживанием  турбины под нагрузкой . После  этого был произведен разворот турбины  до номинальной частоты вращения с выдержками на этой частоте для замеров вибрационного состояния с целью балансировки . По окончании перечисленных операций турбина была остановлена : вакуум в конденсаторе сохранялся .

В 10 ч 00 мин была прекращена подача пара на уплотнения ЦВД и переднее уплотнение ЦСД . В 10 ч 09 мин по окончании обеспаривания пароперегревателя был закрыт клапан БРОУ . После этого приступили к сборке схемы впуска в проточную часть ( межкорпусное пространство – МКП ) ЦВД и ЦСД . С этой целью были открыты вентили 1 , 3 и ПФ-3 , ПФ-4 для впуска воздуха в МКП ЦВД ; вентили ПФ-5 , ПФ-6 , обеспечивающие впуск воздуха в систему обогрева фланцев ( СОФ ) ЦВД , остались закрытыми . Аналогичные действия были выполнены на ЦСД : открыты вентили 2 на линиях впуска воздуха из атмосферы и ручные вентили из линиях подвода воздуха в МКП ЦСД ; вентили ПФ-7 и ПФ-8 на подводе воздуха во фланцевые соединения остались закрытыми . После этих операций вакуум в конденсаторе снизился до – ( 0,35-0,40 ) кгс/см , в дальнейшем он постепенно понижался до – 0,28 кг/см .

В 10 ч 20 мин была прекращена подача масла на подшипники закрытием  задвижки на общей линии и начат  опыт по определению теплового состояния  подшипников при отключенной  системе смазки ( СС ) .

С этого времени до 15 ч 05 мин никаких изменений в тепловую схему турбины не вносилось .

В ходе опыта было обнаружено , что подача пара достаточно высокой  температуры на задние уплотнения ЦСД  приводит к разогреву ротора в  зоне прилегающего опорного подшипника , поэтому в 15 ч 05 мин подача этого пара была прекращена ( закрытием индивидуального вентиля на линии подвода пара к рассматриваемому уплотнению ) .

В 16 ч 15 мин приступили к операциям  по срыву вакуума ; была прекращена подача пара на уплотнения ЦНД . В 16 ч 20 мин давление в конденсаторе стало атмосферным . Тем самым был прекращен просос воздуха через проточную часть ЦВД и ЦСД . Выполнению   этой    операции ( срыв вакуума ) было обусловлено необходимостью проведения ремонтных работ . Опыт по проверке теплового состояния подшипников при отключенной СС был продолжен и после срыва вакуума . Проверялись условия стабилизации их теплового состояния в условиях отсутствия подачи воздуха в проточную часть ЦВД и ЦСД . Эта стадия опыта продолжена до 20 ч 32 мин , после чего подача масла на подшипники была восстановлена и опыт с отключенной СС прекращен .

 

 

Изменение теплового состояния  ЦВД и ЦСД в процессе опыта

 

1.  К началу опыта  тепловое состояние цилиндра  высокого давления определялось  следующими значениями температур :

― внутренний корпус ( ВК )                               - 308/329º С ( верх/низ );

― наружный корпус ( НК ) , зона паровпуска  - 242/253º С  ( верх/низ );

― НК , зона XI ступени                                       - 227/225º С ( верх/низ );

― НКУ , зона выхлопа                                         - 190/209º С  ( верх/низ );

― фланцевое соединение НК                              - 203-210º С  ( верх/низ ).

2.  К началу опыта  тепловое состояние ЦСД определялось  следующими значениями температур :

― внутренний корпус ( ВК )                                - 281º С  ( верх );

― наружный корпус ( НК ) , зона паровпуска   - 242/222º С ( верх/низ );  

― НК , зона IV отбора                                          - 228/222º С ( верх/низ );

― НК , зона выхлопа                                            - 138/142º С ( верх/низ );

― фланцевое соединение ЦСД                            - 174-195º С .

3.  Сопоставляя эти  значения с температурами , характеризующими  тепловое состояние ЦВД и ЦСД  в опыте с отключение4м СС после воздушного расхолаживания можно отметить , что температуры наружных корпусов в обоих опытах примерно одинаковы . В то же время температуры внутренних корпусов к началу данного опыта существенно выше , чем в опыте с расхолаживанием воздухом по ЦВД – 308/329º С против 242/225º С ; Это объясняется тем , что в ранее рассмотренном опыте расхолаживание турбины осуществлялось с помощью воздуха . При этом внутренний корпус остывает ( охлаждается ) быстрее , чем НК . В описываемом опыте было произведено расхолаживание турбины паром под нагрузкой , в процессе которого ВК омывается паром более высокой температуры , чем НК и это определяется приведенными выше температурами . Кроме того , в описываемом опыте после останова был произведен пуск турбины для балансировки . В это время происходит прогрев ВК более значительный чем НК .

Так как температуры ВК в большей  степени , чем температуры НК , отражают тепловое состояние ротора в зоне , примыкающей к передним концевым уплотнениям ( и к опорным подшипникам ) . Поэтому очевидно , что в данном опыте тепловое состояние РВД и РСД к моменту отключения СС было значительно более высоким , чем в опыте с расхолаживанием воздухом . Это нужно иметь в виду при оценке результатов опытом .  

4.  Подача воздуха в МКЦ  ЦВД практически не отразилась на тепловом состоянии НК ЦВД : в период с 10 ч до 16 ч его температуры изменялись мало и к 16 ч составляли :

― зона паровпуска                      - 235/233º С ( верх/низ );

― зона VI ступени                       - 217/212º С ( верх/низ );

― зона выхлопа                          - 182/192º С ( верх/низ ) .

Практически не изменились за этот период и температуры фланцевого соединения ЦВД , которые в 16 ч находились в интервале 209-213º С ( за исключением  температуры левого фланца на оси  шпильки , которая в течении всего   опыта находилась в пределах 180-184º С ; по-видимому , этот термодатчик и соответствующий канал измерения работали с погрешностью ) .

5.  В то же время  внутренний корпус ( ВК ) под воздействием  подаваемого в проточную часть воздуха остывал достаточно быстро . Так , за 1,5 ч – 10 ч до 11 ч 30 мин – температуры ВК снизились с 308/329º С до 288/303º С ( т.е. на 20/26º С ) со средней скоростью 13-18 град/час . Довольно быстрое остывание ВК продолжалось и в дальнейшем . К 16 ч его температура составила 258/265º С ; таким образом средняя скорость остывания ВК в диапазоне 11-16 ч составила 6,7-8,2 град/час .

Так как поток воздуха , подаваемого в МКП . охлаждал паровпускную часть цилиндра , то его подаче способствовала остыванию " передней " части ротра , примыкающей к зоне передних концевых уплотнений и опорному подшипнику № 2 ( ОП-2 ) . Таким образом , этот поток способствовал снижению уровня температур баббита подшипника при отключенной СС .

6.  Аналогичным образом  изменялось и тепловое состояние ЦСД . Заметно изменялась только температура ВК – она снизилась за 1,5 ч на 19º С – с 281 до 262º С со средней скоростью около 13 град/час . Температура верхней части паровпуска НК , которая в начале опыта на 20º С превышала температуру нижней части НК в течение двух часов снизилась до уровня этой температуры . Температуры других зон цилиндра за исключением зоны выхлопа в ходе опыта изменялись мало . Температура зоны выхлопа после начала подачи воздуха постепенно растет . Это вызвано тем , что воздух , проходя по проточной части ЦСД , прогревается , и к выхлопной части поступает с температурой , превышающей температуру металла .

К 16 ч ( моменту прекращения  подачи воздуха в МКП ) тепловое состояние  ЦСД характеризуется следующими температурами :

― ВК , верх зоны паровпуска              - 230º С ;

― НК , зона IV отбора                          - 213/198º С ;

― НК , зона выхлопа                            - 153/152º С ;

― фланцевое соединение                     - 150-175º С .

7.  В период между 17 и 18 часами отмечено резкое снижение температуры нижней части ВК , а так же менее значительное снижение температуры нижней части НК в зонах паровпуска и VI ступени . Детальный анализ позволил установить следующую картину произошедшего . При остановке турбины после ее разворота для целей балансировки не были закрыты дренажи перепускных труб ЦВД . В процессе простоя турбины для опорожнения деаэратора был произведен сброс воды из деаэратора в конденсатор . При этом уровень воды в конденсатосборнике повысился , и вода через открытые дренажи поступила в перепускные трубы ЦВД , имевшие   в   этот    момент достаточно высокую температуру – от 240 до 340º С .При контакте воды с горячим металлом произошло ее вскипание , образовавшийся пар с захваченными каплями воды поднялся в проточную часть , где произошло выпадение захваченной паром влаги . Выпавшие на нижнюю часть внутреннего корпуса капли воды вызвали ее охлаждение . Часть влаги была вынесена паром и в МКП ( зона VI ступни ) . После снижения уровня в конденсаторе и закрытия дренажей перепускных труб началось повышение температур металла как самих труб , так и внутреннего корпуса .

Описанная ситуация оказала  определенное влияние на тепловое состояние  ЦВД в интервале времени с 16 ч ( времени прекращения подачи воздуха в турбину ) до 20 ч 30 мин ( времени окончания опыта с отключением СС ) . Произошло сильное снижение температур в зоне паровпуска и некоторое снижение температур в других зонах . Об этом свидетельствует тепловое состояние ЦВД в 20 ч 15 мин , которое характеризовалось следующими величинами температур :

― ВК , зона паровпуска                  - 221/192º С ( верх/низ ) ;

― НК , зона паровпуска                  - 221/192º С ( верх/низ ) ;

― НК , зона VI ступени                   - 207/192º С ( верх/низ ) ;

― НК , зона выхлопа        - 171/170º С ( верх/низ ) ;

― фланцевое соединение                - 202-209º С .

8.  Что же касается  теплового состояния ЦСД на  заключительном этапе опыта , то оно после прекращения подачи  воздуха в МКП ( в 16 ч 15 мин  ) менялось медленно и в конце опыта ( в 20 ч 15 мин ) характеризовалось следующими значениями температур :

― ВК , зона паровпуска                   - 227º С ( верх ) ;

― НК , зона паровпуска  - 202/185º С ( верх/низ );

― НК , зона IV отбора                  - 204/190º С ( верх/низ );

― НК , зона выхлопа  - 155/131º С ( верх/низ );

― фланцевое соединение  - 150-169º С .

 

Изменение теплового  состояния подшипников турбины  при отключенной подаче масла

1.  Перед отключением  СС температура баббита опорных  подшипников ЦВД ( ОП-1 и ОП-2 ) составляла 44-40º С . После отключения СС наибольший разогрев баббита наблюдался на ОП-2 , расположенном со стороны паровпуска ЦВД . В течение первого часа его температура повысилась на 18º С – с 49 до 67º С ; в течение второго часа – на 10º С – С 67 до 77º С . В дальнейшем скорость роста температуры заметно снизилась и через 4-5 ч после отключения СС отмечена тенденция к стабилизации температурного состояния ОП № 2 на уровне 87-90º С . Так , через пять часов после отключения СС температура баббита ОП-2 составляла 86,5º С , а через шесть часов – 87,5º С ; при этом приращение температуры за последний час составило не более 1,0º С .

Однако в 16 ч 20 мин подача воздуха в проточную часть  ЦВД и ЦСД была прекращена , и  это привело к некоторому ускорению роста температур баббита – до 2,0-2,5º С/ч .   Этот    рост    продолжался недолго – уже через 2,0-2,5 ч вновь  отмечена стабилизация температурного состояния ОП-2 : к 20 ч ( через 10 часов после отключения СС ) температура баббита достигла максимума – 93,5º С , после чего начало снижаться , как указано в п. 6.2 во время рассматриваемого периода повышения температуры баббита ОП-2 температура ВК и НК ЦВД снизилась до 200º С .

2.  Температура баббита  ОП-3 , расположенного со стороны  паровпуска ЦСД , в течение всего опыта была несколько ниже . чем ОП-2 . К 15-16 ч отчетливо просматривается тенденция к ее стабилизации ; в 15 ч эта температура составила 81,5º С , в 16 ч – 83,5º С , а в 17 ч – 84,5º С .

Однако приращение подачи воздуха в ЦСД ( в 16 ч 20 мин ) привело к некоторому ускорению роста этой  температуры в последующий период : к 18 ч – до 87,5º С , к 19 ч – до 89,5º С . Последнее значение температуры и стало максимальным значением для ОП-3 . После этого она начала снижаться.

3.  В ходе опыта был отмечен заметный разогрев баббита ротора в зоне заднего подшипника ЦСД ( ОП-2) и подшипников ЦНД . Это обусловлено подачей горячего пара на заднее КУ ЦСД и на все КУ ЦНД . Подача пара на заднее КУ ЦСД было прекращено ( закрытием ручного вентиля на линии подвода ) только в 15 ч 05 мин – всего за один час до полного прекращения подачи воздуха в турбину ( в 16 ч 20 мин ) . В результате температура баббита ОП-4 в ходе опыта превышала температуру баббита ОП-3 – ее максимальное значение после стабилизации температурного состояния составило 94º С .

4.  По этой же  причине заметный разогрев баббита  наблюдался на опорных подшипниках  ЦНД ; максимальное значение их  температур составило: ОП-5 – 91,5º  С ; ОП-6 – 86,5º С ; ОП-7 - 85º С  ; ОП-8 - 85º С .

Разогрев баббита ОП №№ 4-8 можно исключить , если осуществить некоторое изменение технологии – осуществить прекращение подачи пара на все КУ , включая заднее уплотнение ЦСД и все уплотнения ЦНД .