Режимы пуска и остановки энергоблоков ТЭС

Лекция №10

Режимы пуска и остановки энергоблоков ТЭС

Особенности сталей энергоустановок:

1. Котлы, турбины, паропроводы работают в тяжёлых условиях (↑Р_п = 10-30 МПа,  ↑t_мет = 300-600 ⁰С), что повышает напряжения в металле (↑σ), снижающие прочность элементов.

2. При переменных режимах с изменением Р и t, дополнительно возникают напряжения циклического характера.

3. При t_мет > 450 ⁰С и σ > σ_текущ в металле элементов котла возникает ползучесть ε, т. е. накопление пластической деформации, что приводит в течение эксплуатации к уменьшению δ_ст.

 

Для каждых Р и t металл выбирают из условия: , т. е. за 100 000 часов эксплуатации ε < 1 %.

4. Дополнительно прочность снижается при утоньшении δ_ст из-за:

Рекомендуемые материалы

a) газовой и водяной коррозии;

b) абразивного износа труб.

5. Для ↑ окалиностойкости и длительной прочности применяют легированные стали с добавками: Cr → X, М₀ → М, V → Æ, Ni → H, Ti → T } окалиностойкость.

Si → C, Mn → Г } прочность.

Принципы управления паровыми котлами

Пуски КА и ТА относятся к особо сложным режимам. В течение пуска параметры P, t, D, N меняются от “миним.” до ”номин.”. При этом меняются тепловое и механическое состояние оборудования.

Требования к пуску:

1. Надёжность:

- отсутствие повреждение;

- долговечность.

2. Безопасность (для персонала).

3. Экономичность (минимальные затраты).

Фактор, ограничивающий режим пуска, - термическое напряжение:

- в поверхностях нагрева КА;

- в паропроводах;

- в элементах ТА.

В стенке трубы возникают термические напряжения σ_t, обусловленные градиентом температур:

Δt возрастает: .

Термические напряжения: , Мпа

где ε_ст – линейные коэффициенты теплового расширения, E_ст – модуль упругости стали.

Каждый Δt = 1 ⁰С → Δσ_t = 2 Мпа.

Напряжение σ_t накладываются на напряжения σ_р, возникающие в металле от давления Р: σ_внут = σ_р + σ_t.

Т. к. , то σ_внут = f(P, δ, q).

Напряжения σ_t действуют всегда, когда есть градиент температур Δt.

При нестационарных процессах (пуск, останов, переходные процессы) в результате одностороннего теплоподвода  дополнительно возникают термические напряжения:

,

где разность температур: ,

где  с – константа;

 - коэффициент температуропроводности;

 - скорость изменения температуры.

Высокие σ_Δt возникают:

1) в толстостенных элементах (барабан δ_ст = 70 мм, паропроводах и корпусе ТА          δ_ст = 50 мм);

2) в случае  для конкретного элемента КА зависит от: a);б) t_р.с.; в) α₂; г) К.

Для предотвращения  контролируют тепловое расширение элементов КА и ТА.

При пуске контролируют и управляют:

1. Расходом среды (V_газ и D).

2. Температурами сред и металла, чтобы , чтобы σ_Δt = σ_Δt^доп.

Общая характеристика пусковых режимов энергоустановки

 Неравномерность потребления электрической и тепловой энергии ведёт к неравномерности работы энергоблоков.

Маневренность – способность энергоустановки быстро следовать за изменением нагрузки в соответствии с графиком.

Маневренность включает:

1. Регулировочный диапазон N_э, где блок работает надёжно (N_min ¸ N_max).

N_min ограничивается:

a) устойчивостью горения при работе КА:

При сжигании углей с V^г < 15 % (АШ, Т) для расширения регулируемого диапазона:

1) подсветка факела мазутом (совместное сжигание угольной пыли и мазута);

2) переход на сжигание природного газа (мазута) вместо угольной пыли.

b) Температурным режимом труб Пе.

При D < D_мин → возрастает неравномерность распределения пара по параллельно включённым змеевикам.

При W_пе < 10 м/с → пережог.

c) Надёжность гидравлического режима КА.

Для “БК” D_мин @ 0,4·D_н (по условию нарушения циркуляции).

Для “ПК” D_мин @ 0,3·D_н по условию:

1) распределения среды по параллельным трубам;

2) охлаждения труб средой т. к. α₂ ~ W_р.с.^0,6.

2. Приёмистость блоков – скорость изменения нагрузки в заданном интервале времени.

τ₁ и τ₂ – время возмущения и стабилизации.

 - коэффициент приёмистости.

Π – показывает плотность заполнения прямоугольника .

Динамические показатели приёмистости:

a) Скорость погружения (разгрузки) энергооборудования .

Для К-800-240:

Для К-200-130: .

Обычно .

b) Продолжительность пуска блока (от растопки КА до синхронизации электрического генератора): τ_раст ≈ 5 – 6 час.

c) Скорость прогрева элементов оборудования: .

3. Экономичность при частичных нагрузках.

При D_мин:

a). ↑ потери при дросселировании в ТА;

б). ↓ η_oi – внутранний относительный КПД проточной части турбины;

в). ↓ η_КА:

                    

г). ↑ Э собственных нужд на привод питательных насосов.

4. Пусковые характеристики:

З = a+ b·τ

С ↑ N_ед.

τ _пуск  = 5 – 6 час

Требования к пуску:

1. Возможность пуска КА и ТА из любого теплового состояния.

2. Минимальное τ _пуска.

3. ↓ b_мин и минимальные потери конденсата.

4. Оптимальный прогрев КА, ТА и паропроводов при σ_t < σ_t^доп.

Режимы работы энергоустановок:

1. Пуск.

2. Нормальная эксплуатация.

3. Останов.

По “ПТЭ” пуск делят:

1. Пуск из холодного состояния (Р=0), после ремонта или длительного простоя (> 3 сутки).

2. Пуск из неостывшего состояния (Р_б ≤ 13 ат, простой > 10 час).

Вам также может быть полезна лекция "Туризм как объект планирования".

3. Пуск из горячего состояния (Р_б > 13 ат, простой < 10 час).

По “ПТЭ” руководит пуском начальник смены (после капитального ремонта) – начальник цеха.

Этапы пуска:

1. Заполнение котла водой.

2. Растопка котла и обеспечение устойчивого горения.

3. Постепенное ↑ параметров до N_ед.