среда, 23 января 2013 г.

Задачи эксплуатации основного оборудования ТЭС в нормальных режимах работы

Задачи эксплуатации основного оборудования ТЭС в нормальных режимах работы

Основными задачами эксплуатации ТЭС являются обеспечение длительной надежной и безопасной работы оборудования при максимальной экономичности и выдерживании заданных графиков нагрузок. Важным является также обеспечение высокого качества производимой энергии.
В нормальных условиях эксплуатации турбины работают в автоматическом режиме (управление ими осуществляется системой регулирования). При этом термические напряжения в деталях турбины, как правило, не выходят за допустимые пределы.
Нагрузка турбоагрегатов задается диспетчерским графиком и должна изменяться в нормальных условиях со скоростью -1% поминальной в минуту. Турбина допускает изменение нагрузки с большими скоростями, однако при этом усложняется задача поддержания поминальных параметров пара за котлоагрегатами.
Частота в системе и скорость вращения ротора турбины должны находиться в пределах 49,5—50,5 Гц. Большее изменение частоты снижает вибрационную надежность турбоагрегата, так как уменьшается величина отстройки собственной частоты колебаний лопаточных аппаратов отдельных ступеней от резонансной. Могут произойти также нарушение нормальной работы системы регулирования и недопустимое изменение напора главного масляного насоса. Одновременно изменяются характеристики (производительность и напор), надежность и экономичность различных вспомогательных механизмов ТЭС  насосов и тягодутьевых установок.
Превышение скорости вращения турбины по сравнению с поминальной более чем на 10—12% недопустимо из-за опасного увеличения центробежных напряжений в деталях ротора в этом случае должен срабатывать автомат безопасности и осуществляться аварийный останов турбины.
Основными параметрами работы барабанных котлоагрегатов являются давление и температура вырабатываемого пара. По давлению пара судят о соответствии паропроизводительности котлоагрегата потреблению пара и ведут регулирование топочного режима. Основной причиной изменения паропроизводительности и давления пара является изменение тепловосприятия поверхностей нагрева. Температура перегретого пара находится и сложной зависимости от конструктивных и режимных характеристик котлоагрегата, в частности от соотношения площади радиационных и конвективных поверхностей пароперегревателя, нагрузки котлоагрегата, величины шлакования поверхности п др. Очень сильно проявляется влияние температуры питательной воды. Температура перегретого пара регулируется с помощью пароохладителей, разрешающая способность которых составляет несколько десятков градусов.
Особенностью прямоточных котлоагрегатов является то, что применение тепловыделения в топке не ведет непосредственно к изменению их паропроизводительности и давления пара, а вызывает смещение зон подогрева воды, испарения и перегрева и изменение температуры перегретого пара. Смещение зоны испарения в сторону входа питательной воды приводит к изменению водяной емкости котлоагрегата и обусловливает некоторое увеличение паропроизводительности сверх расхода питательной воды. Регулирование нагрузки прямоточных котлоагрегатов осуществляется одновременным изменением подачи топлива и питательной воды, показателем правильного соотношения которых является температура перегретого пара. Более тонкое регулирование температуры перегрева производится впрысками.
При эксплуатации необходимо обеспечивать надежность собственно котлоагрегата, его вспомогательного оборудования, заданные производительность, параметры и качество пара, экономичный и бесшлаковочный режим работы. Режим работы котлоагрегата должен осуществляться в строгом соответствии с режимной картой, составленной на основе испытаний. В режимной карте в регулировочном диапазоне нагрузок указываются значения основных параметров и показателей, обеспечивающих оптимальный режим работы котлоагрегата. Приводятся рекомендации по необходимому количеству и режиму работы горелок и вспомогательного оборудования. Важным показателем режимной карты является содержание О2 или СО2 в дымовых газах.
При эксплуатации котлоагрегата необходимо выдерживать надлежащий гидравлический и температурный режим поверхностей нагрева, строго соблюдать регламентированный местной инструкцией предел изменения параметров свежего пара и пара промперегрева. Превышение предельно допустимой температуры пара может привести к немедленному повреждению труб или вызвать ускорение ползучести и окалинообразования.
При организации эксплуатационного контроля температуры пара необходимо иметь в виду возможность разверок температуры, причиной которых является неодинаковое по ширине и глубине газоходов тепловосприятие параллельно включенных змеевиков. Поэтому число и расположение точек измерения 'температуры для каждого нового котлоагрегата определяются заводом-изготовителем.
На котлоагрегатах, работающих на сернистом мазуте, сжигание топлива должно осуществляться, как правило, при малых (1,02—1,03) избытках воздуха. За счет этого достигается снижение температуры точки росы примерно до 70°С и уменьшается низкотемпературная коррозия поверхностей нагрева. Однако при работе с малыми избытками воздуха требуются высокая культура эксплуатации, хорошая плотность топки, равномерное распределение топлива и воздуха между горелками, наличие достаточного количества налаженных приборов контроля, в том числе кислородомеров и дымомеров. В противном случае при нарушении режима возможно значительное увеличение потерь с химическим недожогом, отложение па поверхностях нагрева сажи и ее загорание.
Для предупреждения интенсивной низкотемпературной коррозии воздухоподогревателя и поддержания температуры поверхностей нагрева его выше температуры точки росы температура-воздуха на входе в воздухоподогреватель должна поддерживаться на определенном уровне. В частности, при сжигании сернистого мазута она должна быть не менее 110°С перед трубчатыми воздухоподогревателями и не менее 70° С перед регенеративными воздухоподогревателями. Такая температура воздуха обеспечивается за счет подогрева его в калориферах.
Непременным условием нормальной эксплуатации котлоагрегатов является правильное питание их водой и поддерживание нормального уровня в барабане. Питание котлоагрегата осуществляется автоматически, перепад давления на регулирующем питательном клапане выбирается примерно 10% рабочего давления, что создаст необходимый резерв для усиленного питания в аварийных случаях.
Для обеспечения надежной работы турбоагрегатов необходимо тщательно контролировать их вибрационное и механическое состояние, обеспечивать заданные параметры масла в системе смазки и давление жидкости в системе регулирования, поддерживать уровень масла в баке, давление водорода и расход охлаждающей воды в системе охлаждения и перепад давление «масло-водород» в системе уплотнения генератора, контролировать температуру выхлопного патрубка, давление пара и контрольных ступенях турбины.
Контроль за вибрационным состоянием турбоагрегата производится по амплитудам вибрации подшипников, измеряемым в трех направлениях: вертикальном, горизонтальном и осевом. Причинами повышения вибрации могут быть: нарушение центровки роторов, в частности из-за чрезмерного и быстрого разогрева выхлопного патрубка или корпусов подшипников; заклинивание в направляющих шпонках, мешающее нормальному тепловому расширению цилиндров; появление динамической неуравновешенности роторов вследствие ослабления посадки деталей на валу или его прогиба, обрыва бандажей и лопаток, неравномерного заноса солями лопаточного аппарата и др.; нарушение формы баббитовой заливки подшипников; работа в области резонансных чисел оборотов; потеря устойчивости вала на масляной пленке, например вследствие сильного изменения вязкости масла; появление возмущающих сил электромагнитного происхождения (двойное замыкание на землю); уменьшение статической жесткости системы из-за нарушения нормальных тепловых расширений турбины или некачественного монтажа турбоагрегата; заброс воды в турбину и др.
Снижение уровня масла в баке и давления масла в системе смазки является аварийным режимом и может произойти в результате появления утечки масла, повреждения главного масляного насоса, попадания инородного тела в маслопроводы и их закупорки, ухудшения условий всасывания главного масляного насоса, например из-за неисправности инжектора.
Температура масла в подшипниках турбоагрегата в нормальных условиях работы должна быть в пределах 40—65° С. Причиной медленного роста температуры масла чаще всего бывает загрязнение маслоохладителей с водяной стороны. Быстрое повышение температуры масла может быть следствием прекращения подачи охлаждающей воды на маслоохладители, закупорки маслопровода к данному подшипнику, повреждения баббитовой заливки подшипника. Контроль перепада давления «масло - водород» необходим в связи с тем, что падение давления масла может привести к утечкам водорода и пожару на генераторе.
Осевой сдвиг ротора контролируется по показаниям реле осевого сдвига, а нагрузка на упорный подшипник — по температуре колодок подшипника с помощью зачеканеиных в них термопар.
Задачи обеспечения высокой экономичности и падежной работы ТЭС являются взаимосвязанными. Для успешного их решения требуется обеспечивать хорошее техническое состояние оборудования и высокую культуру эксплуатации.
Необходимо поддерживать заданное качество питательной воды и пара, достаточную плотность топки и газового тракта, предупреждать образование накипи, шлакование и занос поверхностей нагрева котлоагрегатов. Газовое сопротивление тракта не должно заметно отличаться от данных режимных карт, периодически нужно производить обдувку и очистку поверхностей нагрева. Для очистки конвективных поверхностей нагрева широко применяется дробеочистка, которая должна быть постоянно готова к действию и включаться регулярно с первых же дней после пуска котлоагрегата.
Техническое состояние подогревателей регенеративной системы турбин контролируется по величине температурного напора. Необходимо обеспечивать минимальную величину недогрева питательной воды в каждом подогревателе, оптимальный режим работы испарителей, дэаэраторов, сетевой установки, минимальные величины переохлаждения конденсата и температурного напора в конденсаторе.
Большое значение имеет осуществление эксплуатационного контроля состояния проточной части турбин и степени заноса их солями, а также своевременное проведение промывки турбин и вывода их в ремонт.