пояснительная записка к вкр (Электроснабжение системы питания насосов ХТЭЦ-3 с переводом на частотный привод), страница 3

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИТАТЕЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРОНАСОСОВ ХТЭЦ-3

3.1 Конструкция и устройство насосного агрегата

В состав электронасосного агрегата входят: питательный насос, электродвигатель, маслоустановка, клапан обратный, автоматика и КИП [7].

Питательный насос – центробежный, горизонтальный, двухкорпусный, деся-тиступенчатый с автоматическим уравновешиванием осевого усилия ротора разгрузочным устройством.

Насос состоит из корпуса наружного, крышки напорной, корпуса внутреннего, крышки входной, ротора, концевого уплотнения, подшипников опорных, торцевых уплотнений, плиты опорной и вспомогательных трубопроводов (рис. 1).

Базовой деталью насоса является наружный корпус, представляющий собой цилиндр, выполненный из поковки с приварными входным и напорными патрубками, направленными вертикально вверх.

Корпус насоса опирается на плиту четырьмя лапами, опорные поверхности которых расположены в горизонтальной плоскости, проходящей через ось насоса. Корпус насоса крепится к плите с помощью болтов с дистанционными втулками. Между дистанционными втулками и плоскостью лап предусмотрен зазор для свободного перемещения насоса при прогреве.

Фиксация насоса в горизонтальной плоскости осуществляется штырём со стороны входного патрубка и шпонкой со стороны напорного патрубка, расположенными в нижней части корпуса.

Крышка напорная выполнена из поковки, к наружному корпусу крепится шестнадцатью шпильками М16×4. В напорной крышке просверлено отверстие для отвода жидкости разгрузки из камеры гидравлической пяты. Отвод воды из камеры гидропяты осуществляется во всасывающий трубопровод насоса. К крышке крепятся втулка и подушка пяты. На заточках напорной крышки и наружного корпуса центрируется внутренний корпус, в секции которого вставляются направляющие аппараты. Направляющий аппарат последней ступени крепится к последней секции шестью болтами.

Уплотнения стыков между секциями, центрирующимися между собой на заточках, обеспечиваются «металлическим» контактом точно обработанных поверхностей. Дополнительными уплотнениями являются кольца из теплостойкой резины. В крышке, секциях и направляющих аппаратах установлены уплотнительные кольца из хромистой стали. Совместно с уплотняющими поверхностями рабочих колёс уплотнительные кольца образуют дросселирующие щели уплотнений рабочих колёс.

Ротор насоса состоит из вала, рабочих колёс, предвключённого колеса, разгрузочного диска, рубашки, лабиринтовых колец и крепёжных деталей.

Первая ступень с предвключённым колесом применена для снижения допускаемого кавитационного запаса.

Ротор насоса опирается на подшипники скольжения, вкладыши которых выполнены самоустанавливающимися. Вкладыши стальные, с баббитовой заливкой. Смазка подшипников принудительная.

При работе насоса на рабочие колёса действует осевое усилие, направленное в сторону привода.

Гидропята - автоматическое уравновешивающее устройство, предназначенное для уравновешивания осевых усилий, возникающих в насосе при его работе в результате разности давлений на входе и выходе каждой ступени насоса и направленных в сторону всасывания. Вода в разгрузочное устройство поступает со стороны нагнетания насоса через зазор, образованный втулкой гидропяты и втулкой разгрузочного диска и далее через зазор между подушкой гидропяты и разгрузочным диском проходит в камеру, соединённую со всасывающим трубопроводом насоса и деаэратором 7 ата.

После пуска насоса устанавливается положение ротора, обеспечивающее равновесие осевых сил. Контроль за состоянием разгрузочного устройства ведётся по давлению в разгрузочной камере. Повышение давления в разгрузочной камере свидетельствует о срабатывании гидропяты (торцевой поверхности диска и подушки). Нормальное давление в разгрузочной камере - до 0,98 МПа (10,0 кгс/см2).

Для организации осевых перемещений ротора в сторону напорной крышки на заднем подшипнике установлен упор ротора с визуальным указателем осевого сдвига .

Стыки высокого давления между наружным и внутренним корпусами, наружным корпусом и напорной крышкой уплотняются обжатыми металлическими прокладками из эрозионностойкого материала.

К крышке внутреннего корпуса с помощью шпилек крепится подвод, представляющий собой фасонную отливку. На напорной крышке устанавливается концевое уплотнение. Для центровки ротора относительно статора предусмотрены регулировочные винты, при помощи которых можно перемещать корпуса подшипников. Концевые уплотнения насоса - торцевого типа с наружными теплообменниками. Вспомогательные трубопроводы выполнены коллекторными.

На подводе конденсат к «термобарьерам» установлены регулирующие вентили. Направление вращения ротора по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода и указано стрелкой, закреплённой на напорной крышке.

Насос приводится во вращение электродвигателем через зубчатую муфту, смазка которой осуществляется от общей системы смазки питательного насоса.

3.2 Оснащение ПЭН контрольно-измерительными приборами

ПЭН оснащен КИП для контроля следующих параметров:

• давления питательной воды на входе в насос после фильтра и на напоре из насоса до обратного клапана - по месту и на ПТК;

• давление питательной воды в разгрузочной камере - по месту и на ПТК;

• давление питательной воды от 3 ступени - по месту и на ПТК;

• перепад давлений питательной воды на фильтрующей сетке перед ПЭН - по месту и на ПТК;

• давления подвода конденсата на уплотнения (переднего и заднего) ПЭН - по месту и на ПТК;

• давление подвода конденсата на передние уплотнение ПЭН - по месту и на ПТК;

• давление подводаконденсата на заднее уплотнение ПЭН - по месту и на ПТК;

• давление масла на напоре маслонасосов - по месту и на ПТК;

• давление масла к подшипникам - по месту и на ПТК;

• давление масла в конце линии смазки - по месту и на ПТК;

• расход основного конденсата на уплотнения - на ПТК;

• расход питательной воды и уровень масла в маслобаке - на ПТК;

• уровень утечек в двигателе ПЭН - на ПТК;

• вибрация переднего и заднего подшипника насоса – на ПТК;

• осевой сдвиг - по месту и на ПТК;

• силы тока электродвигателя - на ПТК;

• температура питательной воды на входе и в разгрузочной камере ПЭН - на ПТК;

• температура металла переднего и заднего подшипника эл/дв и насоса - на ПТК;

• температура масла на сливе из подшипников эл/дв и насоса - на ПТК;

• температура масла на сливе из муфты и за маслоохладителем - на ПТК;

• температура конденсата на выходе из переднего и заднего торцевого уплотнения - на ПТК;

• температура охлаждающей воды на выходе из маслоохладителя - на ПТК;

• температура охлаждающей воды на входе и выходе из воздухоохладителей двигателя - на ПТК;

• температура железа и меди статора эл/дв - на ПТК и др.

4 ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАСОСОВ

Частотно-регулируемый привод представляет собой преобразователь частоты, управляющий скоростью приводного асинхронного или синхронного электродвигателя посредством изменения частоты питания электродвигателя. Такое построение ЧРП обеспечивает ряд возможностей и преимуществ [2]:

• возможность плавного изменения скорости вращения электродвигателя практически от нуля до номинального значения и выше при сохранении мощности; соответственно обеспечивается плавный пуск и останов насоса без электродинамических, механических и гидравлических ударов в технологическом оборудовании и сетях,

• питание электродвигателя от преобразователя частоты дает возможность полной электронной защиты и диагностики электродвигателя в т.ч. при внештатных ситуациях; работа электродвигателя и насоса в оптимальных режимах значительно увеличивает (в 1,5…2 раза) срока службы технологического оборудования;

• поддержание с высокой точностью заданной величины скорости или момента на валу электродвигателя во всем диапазоне изменения скорости и нагрузки; поддержание с высокой точностью заданной величины технологического параметра (давление воды, жидкости и газа, температуры, расхода, уровня и т.п.) в автоматическом режиме;

• экономия электроэнергии – кубическое снижение потребляемой электроэнергии при регулировании скорости вращения ротора электродвигателя насосов;

• возможность оперативно интегрироваться в любые АСУ ТП.

Частотное регулирование производительности механизмов СН, наряду с такими известными преимуществами, как снижение потребления электроэнергии и топлива, исключение гидро- и электродинамических ударов в пусковых режимах и при других переходных процессах, позволяет обеспечить новые существенно важные в эксплуатации ТЭС возможности:

• Оптимизацию нагрева поверхностей парогенераторов при разгрузках энергоблоков за счет уменьшения температурных перекосов, что не только повышает надежность их работы, но и существенно увеличивает ресурс;

• Экономичное прохождение энергоблоками режима «скользящих» параметров пара, что обеспечивает маневренность и высокую эффективность топливоиспользования в этом режиме;

• Дополнительное повышение мощности энергоблока в часы максимума нагрузок в энергосистеме;

• Обеспечение режима «мягкого» пуска, а также самозапуска (рестарта) электроприводов с механизмами СН при глубоких колебаниях или кратковременных исчезновениях с последующим восстановлением напряжения в системе электроснабжения собственных нужд;

• Снижение уровня выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до 1.5% и эмиссии СО2 до 1.5 тонн на каждую сэкономленную тонну условного топлива за счет оптимизации процесса его сжигания.

При расчетах периода окупаемости необходимо знать затраты на ввод ЧРП («проект под ключ»), включающие в себя не только стоимость оборудования ЧРП (и сопутствующего - кабели, выключатели, разъединители, элементы вторичной коммутации и т.п.), но и затраты на проектирование, строительно-монтажные и наладочные работы.

Сложность выполнения ТЭО внедрения ЧРП на ТЭС связана с разнообразием у фирм-производителей высокотехнологичных и наукоемких устройств частотного регулирования насосных установок и соответствующим разбросом цен.

5 ПАРАМЕТРЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПЭН ХАБАРОВСКОЙ ТЭЦ-3

Новая схема насосов предусматривает установку частотных преобразователей на каждый асинхронный электродвигатель с совместимыми характеристиками.

Насосный агрегат АПЭ-580-185-5 предназначен для питания водой с температурой 165 °С паровых котлов с давлением пара 140 атм.

В насос питательная вода поступает из аккумуляторного бака деаэратора 7 ата. Из насоса питательная вода при давлении 18,24 МПа (185 кг/см²) через подогреватели высокого давления поступает в котёл (см. схему питательной магистрали станции).

Характеристика ПЭН.

Техническая характеристика и описание питательного насосного агрегата АПЭ-580-185-5 представлена в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Техническая характеристика насосного агрегата

Окончание таблицы 5.1

6 ВЫБОР ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ