Краткая характеристика оборудования и сооружений ГРЭС

Во время нормальной эксплуатации оборудования турбины необходимо обслуживающему персоналу (машинисту энергоблока, обходчику по турбине, СМБ) производить  осмотр и отыскание присосов в  вакуумную систему согласно графика  профилактики оборудования, производить опрессовку расширителей дренажей турбины, сбросных трубопроводов.

Все операции по отысканию присосов должны записываться в суточную ведомость  машиниста блока и оперативном  журнале СМБ.

При понижении уровня воды в Ириклинском  водохранилище в зимний и весенний периоды возрастает нагрузка двигателей цирк насосов, увеличивается вибрация из-за снижения подпора рабочего колеса и возрастания напора насоса. При этом необходимо усилить контроль за работой цирк насоса. Производить разворот лопастей в сторону уменьшения угла атаки, следить за нагрузкой электродвигателя.

9 Методика расчета сроков очистки  конденсаторов

Конденсатор является аппаратом, который  служит для создания при определенных условиях нагрузки турбины и температуры  охлаждающей воды глубокого вакуума в выхлопном патрубке турбины и возвращения чистого конденсата для питания паровых котлов.

Требования к высокому качеству конденсата в особенности возрастает в блочных установках. При ремонте  конденсаторов основными работами являются: чистка трубок, устранение присосов воды и воздуха в паровое пространство конденсаторов и замена трубок. Степень загрязнения внутренней поверхности трубок конденсаторов зависит от жесткости воды, наличия в ней органических и механических примесей, температуры и скорости охлаждающей воды, а также от нагрузки конденсатора, периодичности чистки и т.д.

В настоящее время электростанции все больше уделяют внимания контролю за величиной коэффициента чистоты  конденсатора β₃, который принимается в качестве основного показателя экономичности работы конденсационной установки.

Для расчета оптималного срока  чистки конденсатора построим зависимость  β^опт₃ = f (t)_, которая выражена уравнением

β^опт₃ =а*t₁ +b (7)

где t₁-температура охлаждающей воды на входе в конденсатор,˚С; а и b- постояннеые коэффициенты, принимаем для скорости воды в трубках конденсатора W_в

При определении наивыгоднейших сроков чистки поверхности охлаждения конденсаторов  от отложений по коэффициенту чистоты  β₃ подсчитывается с учетом исходных эксплуатационных данных:

Nср – средняя годовая нагрузка  турбинной установки, МВт;

N = 0,6*Nном – мощность турбоустановки  в период чистки конденсатора, МВт;

Т – число часов работы турбинной  установки, ч/год;

τ – время, потребное для чистки трубок конденсатора от отложнений, ч/одна чистка;

r – стоимость одной чистки  трубок конденсатора, руб/одна чистка;

с – стоимость условного топлива, руб/т;

а–себестоимость электроэнергии, коп/(кВт^*ч)

Δb – изменение удельного расхода  условного топлива при изменении  ваккума в конденсаторе V на 1%, г/(кВт^*ч);

t^в_{1 –} температура охлаждающей воды на входе в конденсатор,^˚С;

w_в – скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора, м/с.

При проведении технико-экономических  расчетов принимаем:

До внедрения контроля за состоянием поверхности охлаждения конденсаторов по величине коэффициента чистоты β₃ чистка конденсаторных трубок проводилась при β́₃=0,45 – четыре раза в год, или через каждые 12/4=3мес;

После внедрения контороля конденсаторные трубки чистятся через каждые 12/n мес;Величина коэффициента чистоты конденсатора после чистки его трубок как до внедрения контроля, так и после внедрения последнего β''₃=0,9.

Делая допущение, что интенсивноть загрязнения охлаждающей поверхности  конденсатора во времени происходит равномерно, будем иметь, что коэффициент чистоты конденсатора β₃ каждый месяц снижается на величину

Δ β́₃= β''₃ - β₃ /3=0,9-0,45/3=0,15 1/мес (8)

Таким образом, после внедрени контроля чистка конденсаторных трубок должна производится через каждые 12/n=0,9- β́3/0,15 мес, а число чисток в год составит

n=12*0,15/0,9- β́₃=1,8/0,9- β́₃ раз/год (9)

Следует, однако, отметить, что изменение  интенсивности загрязнения охлаждающей  поверхности конденсатора во времени  зависит от характера загрязнений.

Выработка электроэнергии турбоагрегатом: кВт*ч/год 

W_год=N_ср*Т (10)

До внедрения контроля

W₁=(N_ср-0,6N_ном)*τ*4  (11)

После внедрения контроля

W₂=((N_ср-0,6N_ном)*τ)*(1,8/( 0,9- β'₃)) (12)

Относительная недовыработка электроэнергии в периоды чисток трубок (кВт*ч/год):

ΔW=W₂-W₁=(N_ср-0,6N_ном)*[4β'₃-(1,8/(0,9- β'₃))]*τ  (13)

Чему соответствует перерасход (руб/год):

Э₁=а/100*(N_ср-0,6N_ном)*(4β'₃-(1,8/(0,9- β'₃))*τ  (14)

После внедрения контроля будем  также иметь перерасход и в  затратах на чистку трубок конденсатора (руб/год):

Э₂= (4 β'₃-(1,8/(0,9- β'₃))*τ (15)

С учетом относительной недовыработки электроэнергии в период чисток конденсаторных труб после внедрения контроля фактическая годовая выработкаэлектроэнергии (кВт*ч/год):

W'_год=W_год-ΔW=[(N_срТ-(N_ср-0,6N_ном)*(4 β'₃-(1,8/(0,9- β'₃))]*τ (16)

Учитывая повышения вакуума, после внедрения контроля получим экономию условного топлива (м³/год):

ΔВ=ΔbΔV*10^-6W'_год, (17)

или в денежном выражении (руб/год):

Э=сΔbΔV*10^-6W'_год  (18)

 

10 Расчёт срока чистки кондесатора  турбины К-300-240 ЛМЗ ИГРЭС 

 

Проведем анализ конденсатора турбины ст.№3 , который в этот период находился болле всех в работе. Отклонение вакуума от нормы приходиться на летнее время, когда степень загрязнения внутренней поверхности трубок конденсаторов повышается.

Таблица 5 - Измерения вакуума в  конденсаторе

Дата измерения	Вакуум норма, %	Вакуум Изм., %	t, ˚С
21.06	95,05	95,01	16,5
13.08	94,40	93,60	19,5

По результатам таблицы видно,что  отклонение вакуума составляет ΔV=06,5%

Определение наивыгоднейших сроков чистки поверхности охлаждения конденсаторов  от отложений по коэффициенту чистоты β3 подсчитывается с учетом следующих исходных эксплуатационных данных выраженных в таблице

Таблица 6 –Исходные данные для  расчета оптимальных сроков очистки  кон денсатора

Nном, МВт	Nср, МВт	Т, г/год	τ, ч/одна чистка	r, руб/одна чистка	C, руб/м3	а, кол/кВт*ч	Δb, г/кВт*ч	wв, м/с
300	241,4	7000	30	21000	1980	70	2,1	1,86

Построим зависимость β^опт₃ =f(t₁), которая выражена уравнением

β^опт₃ =а*t₁+b, (19)

применяя при скорости воды в  трубках конденсатора W_в=1,86 м/с

а=0,00370 b=0,433

Построив график по первоначалной  температуре воды t₁=16,5˚С, определяем коэффициент степени чистоты β'₃=0,494.

Далее определяем число чисток трубок конденсатора в год

n=1,8/0,9-0,494=4,4раза/год

10.1 Расчет экономии топлива

Выработка электроэнергии турбоагрегата составит:

W_год=241,4*7000*10³=169800000 кВт*ч/год

Недовыработка электроэнергии за счет снижения мощности турбиной установки  составит:

- до внедрения

W₁=(241,4*10³-0,6*300*10³) *30*4=7368000 кВт*ч/год

- после внедрения

W₂=(241,4*10³-0,6*300*10³)*30*(1,8/(0,9-0,494))=8166502 кВт*ч/год

Относительная недовыработка

ΔW=8166502-7368000=798502 кВт*ч/год

чему соответствует перерасход

Э₁=70/100(241,4*10³-0,6*300*10³)*((4*0,494-1,8)/

(0,9-0,494))*30=558951,7 руб/год

После внедрения будем также  иметь перерасход и в затратах на чистку трубок конденсатора

Э₂=((4*0,494-1,8)/(0,9-0,494))*21000=9103,4 руб/год

С учетом относительной недовыработки  электроэнергии в периоды чисток конденсаторных трубок, после внедрения  контроля фактическая годовая выработка  электроэнергии

W_год=1689800000-798502=1689001498 кВт*ч/год

Учитывая повышения вакуума, после  внедрения контроля получим экономию топлива

ΔВ=2,1*0,65*10^-6*1689001498=2305,5 м³/год

в данном выражении составит

Э=1980*2,1*0,65*10^-6*1689001498=4564864,4 руб/год

В итоге внедрения контроля за состояние поверхности охлаждения конденсатора паровой турбины получим положительный годовой экономический эффект в сумме:

Э_год=4564864,4-9103,4=4499866 руб/год

Аналитические исследования показали, что при пользовании зависимостью, относительная погрешность при определении коэффициента β^опт₃ не превышает 3%.

 

11. Система циркуляционного водоснабжения

Надежная и экономичная работа конденсационной установки зависит  не только от состояния и работы конденсаторов, воздухоотсасывающих  устройств, от конденсатных и циркуляционных насосов, но и от состояния и работы всей циркуляционной системы, к которой относятся также: напорные и сливные циркуляционные водоводы, приемные сетки, пруды и другие источники охлаждающей циркуляционной воды.

Системы циркуляционного водоснабжения прямоточные и оборотные в процессе эксплуатации подвергаются загрязнением илом, мусороми другими механическими, минеральными иорганическими отложениями. Нормальная эксплуатация этих систем возможна только, при проведении систематической очистки, так как засорения, вызывают сопротивления и в связи с повышением температуры охлаждающей воды ухудшение работы конденсационной установки. 

 

11.1 Компоновка береговой насосной  станции второго подъема  

 

Насосная станция второго подъема  технического водоснабжения ГРЭС разделена на два здания. Каждое здание имеет подземную и надземную части. Перекрытие машзала установлено на отметке 250,0 м.

Насосная станция имеет развитое щитовое отделение, в котором  размещаются грубые решетки, ремонтные  шандоры и вращающиеся очистные сетки.

Обслуживание насосной станции  производится мостовым краном грузоподъемностью 10т.

Обслуживание входной части  водоприемника осуществляется специальным  мостовым краном грузоподъемностью - 5 тн.

На каждый энергоблок установлено по два циркуляционных насоса, в одном здании восем цирк насосов. Подвод воды к насосам выполнен прямоугольными камерами всасывания, присоединение к ним осуществляется раструбом. В качестве циркуляционных насосов установлены осевые поворотно-лопастные насосы типа ОП5-110КЭ Уральского завода Гидромаш.

Насосы имеют электромеханический  разворот лопастей (ОП5-КЭ), кроме насосов  ОП-5-110К энергоблока №1, которые  установлены с ручным разворотом лопастей, разворот лопастей производится только при остановленном насосе. Рабочее колесо насоса заглублено на отметку 241,0 м. Забор воды для технического водоснабжения собственных нужд насосной осуществляется из напорных патрубков цирк насосов. Подача воды на собственные нужды всасывающих камер цирк насосов осуществляется насосами типа С-204. Для промывки вращающихся сеток установлено два насоса типа 4К-8.

Для поддержания температуры воды в бассейне перед грубыми решетками 3-5ºС в зимнее время предусмотрена  подача теплой воды от сбросных закрытых каналов по специальным двум трубопроводам  сеч. 600 мм с колодцами отключения и задвижками, а так же предусмотрена подача воды от т/сети в коллектор отмывки вращающихся сеток ЦН. 

 

11.2 Конструкция циркуляционного  насоса 

 

Одноступенчатый насос типа ОП-5-110 осевой, вертикальный, поворотно-лопастной  предназначен для подачи охлаждающей технической воды в конденсатор. На энергоблоке ст. №1 установлены насосы типа ОП5-110К, у которых разворот лопастей рабочего колеса может производиться только при остановленном насосе. Для энергоблоков ст. №2-8 установлены насосы типа ОП5-110КЭ с электромеханическим приводом разворота лопастей рабочего колеса без останова насоса. Соединение вала насоса с валом электродвигателя жесткое, посредством фланцев. Направление вращения вала насоса против часовой стрелки, если смотреть со стороны электродвигателя. Вес вращающихся частей насоса и гидравлическая осевая нагрузка принимается пятой электродвигателя.

Насос состоит из корпуса и ротора. Корпус состоит из отвода, диффузора, направляющего аппарата, камеры рабочего колеса, сальникового уплотнения и  закладного кольца. Отвод изготовляется из листовой стали в виде трубы с фланцами, изогнутой под 120 градусов.

Диффузор чугунного литья, представляет собой усеченный конус с фланцами и лапами для крепления навеса на фундаментных плитах.

Направляющий аппарат сального литья состоит из наружного обода и лопаток, в одну из которых заливается нержавеющая трубка для подачи чистой воды к подшипнику и средней части, в которой располагается нижний подшипник вала насоса. Сверху подшипника установлен верхний обтекатель. Камера рабочего колеса литая, из стали 1Х18Н10Т, разъемная из 2-х половин, что позволяет производить осмотр и ремонт рабочего колеса без разборки всего насоса.

Корпус верхнего и крышка сальника имеют осевой разъем. Мягкая набивка  сальника состоит из отдельных колец просаленного хлопчатобумажного шнура.

Ротор насоса состоит из рабочего колеса и вала. Внутри втулки рабочего колеса установлен механизм разворота  лопастей, предназначенный для установки  их на требуемый угол в пределах диапазонов регулирования. Для смазки деталей механизмов поворота лопастей, внутренняя полость залита машинным маслом. Вал насоса изготовлен из кованой стали, 2-х фланцевый, полый, внутри которого расположен шток, предназначенный для передачи возвратно-поступательного движения от привода к механизму разворота лопастей.