150228 (Деаэраторные баки)

1. Деаэраторные баки

Деаэраторный бак представляет собой горизонтальный сосуд цилиндрической формы, устанавливаемый на двух катковых опорах со средним неподвижным упором между ними или на одной катковой и одной неподвижной опоре.

Деаэраторные баки предназначены в основном для аккумулирования запаса питательной воды. Кроме того, в деаэраторном баке заканчивается процесс дегазации воды, то есть осуществляется выделение дисперсных газов и разложение бикарбонатов. Поэтому установка деаэрационной колонки на баке-аккумуляторе является предпочтительной, как и подвод греющего пара к деаэратору через паровое пространство бака-аккумулятора, что способствует хорошей вентиляции его парового объема и обеспечивает более глубокую деаэрацию воды. Температура пара, подаваемого в бак-аккумулятор, не должна превышать 250°С.

Так как для осуществления процессов разложения бикарбонатов требуется значительное время, при больших добавках в деаэратор химически умягченной воды, содержащей свободную углекислоту и бикарбонат натрия, необходимо стремиться к применению на основе ГОСТ 16860 – 88 аккумуляторных баков большей емкости.

В настоящее время для деаэраторов повышенного давления выпускаются баки полезной емкостью 65, 100, 120, 150 и 185 м³. Атмосферные баки разработаны емкостью 2, 4, 8, 15, 25, 50, 75 м³.

Емкость деаэраторных баков выбирается из расчета трехминутной работы питательных насосов после прекращения подачи воды в деаэратор. Уровень воды в деаэраторе должен быть определенным и контролироваться с помощью водомерного стекла. При достижении предельно допустимого уровня, избыток воды сливается через переливное устройство. Повышение уровня свыше максимально допустимого ухудшает работу деаэрационной колонки. Давление в деаэраторе необходимо поддерживать постоянным. Это связано с тем, что после деаэратора вода, нагретая до температуры насыщения, питательным насосом подается в питательную магистраль и далее в барабан сепаратор. При резком изменении давления в деаэраторе может произойти вскипание воды, и работа насоса нарушается. При изменении нагрузки на турбину давление пара в отборах изменится, изменится давление и в деаэраторе. Если турбина имеет регулируемые отборы пара, то деаэратор следует подключать к этому отбору. Для обеспечения постоянства давления деаэратор по пару подсоединяется к нескольким отборам турбин. Постоянство давления в деаэраторе нарушает оптимальный подогрев питательной воды по ступеням. Но при недогреве воды, идущей в деаэратор, на 8–10°С это влияние незначительно, и подогрев в деаэраторе можно рассматривать как общую ступень подогрева, тем более, что питаются они от одного и того же отбора пара.

1. Охладители выпара

На отечественных электростанциях преимущественное распространение получили охладители выпара поверхностного типа. Для деаэраторов атмосферного давления используются охладители типа ОВА, для деаэраторов повышенного давления – охладители ОВП, для вакуумных деаэраторов – охладители ОВВ.

Охладители выпара ОВП‑18 и ОВП‑28 для деаэраторов повышенного давления представляют собой вертикальные цилиндрические прямотрубные аппараты, состоящие из корпуса 1, верхней 2 и нижней 3 водяных камер и сборника конденсата 4. внутри корпуса находится трубная система, состоящая из двух трубных досок 5–6, в которых развальцованы трубки 7. Нижняя трубная доска свободно перемещаться. Охлаждающая вода по штуцеру 8 подается в верхнюю водяную камеру, проходит по трубной системе и отводится по трубе 9. Выпар поступает в корпус аппарата через патрубок 10 и омывает снаружи трубную систему, имеющую промежуточные перегородки 11. Конденсат выпара стекает в сборник, из которого отводится через штуцер 12. Неконденсирующиеся газы удаляются через штуцер 13 в нижней части охладителя. Охладители выпара снабжаются водоуказательными приборами 14.

Основные технические характеристики охладителей выпара для деаэраторов повышенного давления, выпускаемых ОАО «Сибэнергомаш», приведены в табл. 1.1.

В качестве охлаждающей воды в охладителях выпара повышенного давления используют основной конденсат турбин или воду после деаэраторов атмосферного давления. Конденсат выпара деаэраторов повышенного давления может сливаться в колонку деаэратора атмосферного давления или в дренажные баки. При установке нескольких деаэраторов повышенного давления целесообразно устанавливать групповой охладитель выпара. Поскольку эксплуатация поверхностных охладителей выпара связана с рядом трудностей, весьма целесообразным является применение смешивающих охладителей выпара, выполняемых в виде циклона и размещаемых в верхней части деаэрационной колонки.

Таблица 1. Технические характеристики серийных охладителей выпара деаэраторов повышенного давления

Рис. 1. Поверхностные охладители выпара вертикального типа с поверхностью нагрева 18 и 28 : 1 – корпус; 2, 3 – верхняя и нижняя водяные камеры; 4 – сборник конденсата; 5, 6 – трубные доски; 7 – трубки; 8 – штуцер; 9 – труба отвода охлаждающей воды; 10 – входной патрубок выпара; 11 – промежуточные перегородки; 12 – штуцер отвода конденсата выпара; 13 – штуцер отвода неконденсирующихся газов; 14 – водоуказательный прибор

Охладители смешивающего типа, в сравнении с поверхностными охладителями, просты и удобны в эксплуатации. Для конденсации выпара в смешивающем охладителе следует использовать поток воды с температурой на 12–15ºС ниже температуры насыщения. Расход охлаждающей воды должен быть таким, чтобы ее нагрев не превышал 5–7ºС, причем он меньше, чем расход воды на охладитель поверхностного типа. Для отстоя пузырьков газа, содержащихся в воде после смешивающего охладителя выпара, следует предусматривать лоток для выдержки на нем воды в слое высотой 50–100 мм в течение 20 секунд. Охладитель выпара рассчитывается как противоточный конденсатор смешения при условии конденсации 99% поступающей смеси. К достоинствам охладителей поверхностного типа относится отсутствие в них разрыва потока охлаждающей воды, что позволяет устанавливать их на низких отметках.

Высота, необходимая для размещения смешивающего охладителя выпара, составляет 400–700 мм.

Несмотря на то, что охладитель выпара, согласно нормативным материалам, является обязательным элементом деаэрационной установки, вопрос о расположении охладителя относительно колонки деаэратора никогда не ставился. Практически на всех тепловых электростанциях охладитель выпара установлен на отметке обслуживания деаэратора. В результате этого возврат теплоносителя после охладителя в деаэрационную колонку невозможен. Установка охладителей выпара над деаэрационными колонками, на высоте, обеспечивающей самотечный слив конденсата выпара в верхнюю часть колонок обеспечивает надежный и полный возврат охлажденного исходной водой выпара в колонку деаэратора, и предотвращает унос ценного теплоносителя по трубопроводу отвода неконденсирующихся газов в атмосферу.

1. Деаэрация питательной воды на ГРЭС, ТЭЦ и в котельных

На рис. 2. представлена одноступенчатая схема деаэрации воды энергетических установок в деаэраторе повышенного давления. Добавочная обессоленная вода при этом направляется в конденсатор турбины. Недостатком такой схемы является возможность коррозии труб конденсатора при значительных добавках воды и тракта от обессоливающей установки до конденсатора. В экономически оправданных случаях для восполнения потерь пара и воды могут применяться испарительные установки.

В настоящее время деаэраторы повышенного давления могут включаться в тепловую схему турбоагрегата следующим образом:

• с подводом греющего пара из нерегулируемого отбора;

• с подводом греющего пара из регулируемого отбора.

При падении давления в нерегулируемом отборе меньше определенной величины должна быть предусмотрена возможность автоматического переключения деаэратора на отбор с более высоким давлением.

Рис. 2. Одноступенчатая схема деаэрации воды: 1 – котел; 2 – турбина; 3 – конденсатор; 4 – конденсатные насосы; 5 – подогреватели низкого давления; 6 – деаэратор повышенного давления; 7 – питательные насосы; 8 – подогреватели высокого давления; 9 – регулятор давления; 10 – подогреватель, 11 – обессоливающая установка

2. Регулирование деаэраторов

Регулирование работы деаэраторов предназначено для поддержания заданного значения давления греющего пара и уровня в баках деаэрированной воды. Основное деаэрирование добавочной воды, восполняющей потери в цикле электростанции и потери невозвращенного конденсата отпущенного пара, а также деаэрации всего конденсата электростанции производятся в деаэраторах 0,6 или 0,7 МПа. Предварительная деаэрация перечисленных потоков до поступления их в деаэраторы 0,7 МПа осуществляется в конденсаторах турбин или в деаэраторах 0,12 МПа.

Величина подачи дополнительной воды в конденсаторы ограничивается турбинными заводами по условиям работы самой турбины или ее вспомогательного оборудования. Уральский турбомоторный завод для турбин Т‑50–130, Т‑100–130 и ПТ‑50–130/7 допускает расход добавочной воды в конденсатор не более 5% номинального расхода пара на турбину, вне зависимости от ее нагрузки. Для турбины ПТ‑60–130/13 ЛМЗ максимальная подача добавочной воды в конденсатор ограничивается величиной, составляющей в каждый данный момент не более 60% количества пара, отдаваемого из производственного отбора, или величиной суммарного расхода основного конденсата и добавочной воды, подаваемой в конденсатор, равной 200 т/ч. Избыточное количество обессоленной воды направляется в деаэраторы 0,12 МПа и оттуда подается либо в линию основного конденсата турбин за ПНД‑2, либо в связи с ограничением подачи в эту точку непосредственно в деаэраторы 0,6 МПа. Ограничение подачи в линию основного конденсата осуществляется по перепаду давления на последнем подогревателе низкого давления с целью недопущения чрезмерно большого расхода воды через него.

Снабжение деаэраторов греющим паром в энергетическом блоке производится только от отбора своей турбины. На электростанциях с поперечными связями все деаэраторы одного давления имеют объединенную магистраль, питаемую от отборов нескольких установленных на электростанции турбин.

Структурная схема автоматического регулирования деаэраторов энергетического блока приведена на рис. 1.23. Регулятор давления 1 с исполнительным механизмом 3 поддерживает заданную величину давления пара на входе в деаэраторы р_д за регулирующим клапаном РКП, общим для обоих деаэраторов блока.