Особенности эксплуатации оборудования на станциях с поперечными связями при пусках.

Для станций с поперечными связями пуск котельного агрегата и турбины могут производиться как в «блочном» режиме, когда пуск котла и турбины совмещены, так и раздельно, когда пуск котла производится на общестанционную магистраль, независимо от того, пускается турбина или нет, а пуск турбины производится от общестанционной магистрали, независимо от пуска котла, и эти процессы могут происходить в разное время.

На станциях с поперечными связями в основном используются котлы барабанного типа. Здесь в качестве сепарационного устройства используется барабан котла. Пуск котла начинается с подготовительных этапов как и прямоточного котла, после получения команды на пуск. Команда на пуск котла или турбины даётся начальником смены станции.

Пуск котла после длительного останова начинается с внешнего осмотра котла. Проверяются его поверхности нагрева, обмуровка, лазы и люки, предохранительные клапаны, паровая и водяная арматура, контрольно-измерительные приборы, элементы ручного и автоматического управления, вспомогательные механизмы (дымососы, вентиляторы, мельничное оборудование).

Производится пробное включение в работу и проверяется автоблокировка дымососов, вентиляторов. Проверяются системы защиты.

Запрещается пуск котла при неисправности средств защиты!

Затем производится подготовка растопочной схемы для пуска (или так называемая «сборка» схемы). Сборка схемы представляет приведение её в работоспособное для данных операций состояние, т.е. должно быть подведено напряжение ко всем потребителям электроэнергии; задвижки, другая запорная и регулирующая арматура должна быть приведена в состояние, соответствующее инструкции по пуску (открыто или закрыто).

Например: для пуска котла с растопочной схемой, приведённой на рис.9.10, должны быть выполнены следующие операции:

Закрыть дренажи 4, открыть воздушники 6 и вентиль на линии продувки пароперегревателя 7. Главная паровая задвижка 8 остаётся закрытой, а дренаж перед ней открывается, чтобы обеспечить возможность прогрева паропровода и предупредить гидравлические удары при конденсации пара, поступающего в холодный паропровод.

Рис.9.10. Растопочная схема барабанного котла, работающего на общестанционную магистраль.

Следующие этапы растопки соответственно: заполнение котла водой, растопка котла до обеспечения устойчивого горения факела, повышение параметров пара до номинальных значений.

Во избежание интенсивной коррозии внутренних поверхностей труб заполнение котлоагрегата перед растопкой производится деаэрированной водой. Температура воды, поступающей в барабан не должна отличаться от температуры металла барабана более чем на 40^оС. При большей разнице температур заполнение барабана водой запрещается из-за опасности появления чрезмерных температурных напряжений. Скорость заполнения должна быть такой, чтобы обеспечить равномерный прогрев барабана (максимальная разность температур между двумя любыми точками, в частности между верхом и низом, не должна превышать 60 ^оС)[1].

Барабан заполняется водой до нижнего уровня, поскольку при растопке котла уровень повышается за счёт разогрева воды, увеличения её удельного объёма и вытеснения из экранных поверхностей. После заполнения котла проводится проверка его герметичности, т. е. уровень не должен снижаться; если уровень снижается, то необходимо отыскать место утечки и устранить её, а затем дозаполнить котёл и перейти к следующим операциям.

Растопка котла. Перед растопкой и при останове котлоагрегата топка и все газоходы должны вентилироваться: для котлов, работающих на уравновешенной тяге - включением дымососов и дутьевых вентиляторов с целью удаления из топки и газоходов взрывоопасной смеси воздуха с газами и несгоревшим топливом. Особенно тщательно вентилируются котлы, работающие на газовом топливе.

Здесь следует иметь ввиду, что длительная вентиляция остановленного котла может привести к быстрому его расхолаживанию, что в свою очередь приведёт к появлению термических напряжений в толстостенных элементах, в первую очередь в барабане. Поэтому вентиляция барабанных котлов более 15-ти минут запрещена.

Для газоплотных котлов под наддувом вентиляция осуществляется включением дутьевой установки.

Растопка котла осуществляется, как правило, на растопочном топливе (газ, мазут). При работе на твёрдом топливе, особенно низкореакционном, переход на основное топливо происходит только после включения котла в магистраль и достижения определённой нагрузки (для низкореакционных топлив она составляет 30 %).

Скорость растопки (повышение параметров) обеспечивается расходом подаваемого топлива и уровнем нарастания давления, в первую, очередь в барабане котла. При растопке из различных тепловых состояний процесс набора параметров должен выполняться в соответствии с графиком пуска.

В процессе растопки и останова котла ведётся контроль за температурным режимом барабана. Скорость прогрева и охлаждения барабана, перепад температур между верхней и нижней образующими должны соответствовать инструкции.

Допустимые скорости прогрева в соответствии с ПТЭ приведены в табл. 9.4.

Табл. 9.4. Допустимые скорости изменения температур и допустимые разности температур в барабанах.

Поддержание заданной скорости прогрева осуществляется изменением тепловыделения в топке (изменением расхода топлива в котел) с одной стороны и поддержанием определенного уровня давления в прогреваемом тракте. Уровень давления обеспечивается степенью открытия дренажных магистралей ( для понижения давления дренажи открываются, для повышения их прикрывают). Скорость роста давления в барабане определяется интенсивностью парообразования в поверхностях нагрева сопротивлением тракта или растопочных сбросных трубопроводов котла, расположенных за барабаном. Это сопротивление может меняться путём прикрытия арматуры на растопочной линии. При полном закрытии растопочной линии скорость роста давления в барабане, а значит и температуры насыщения будет определетяться интенсивностью парообразования в поверхностях нагрева.

При прогреве барабана следует учитывать, что верхняя часть прогревается более интенсивно, так как её прогрев происходит за счёт конденсации паров, при этом коэффициент теплоотдачи намного выше, чем таковой от воды к стенке.

В котлах с естественной циркуляцией температурный режим поверхностей нагрева зависит от степени их обогрева и их гидравлических характеристик. Отсюда необходимо разжигать такие горелки, которые обеспечивают максимум равномерного тепловыделения в топке.

Следующими элементами, требующими особого внимания при пуске, являются пароперегреватель и водяной экономайзер. Пароперегреватель обычно охлаждается собственным паром, для чего создаётся проток пара по растопочной линии. Из-за небольшого количества пара, проходящего через пароперегреватель, его скорость невелика, поэтому происходит снижение коэффициента теплоотдачи стенка-пар. Это может привести к росту t металла и пережогу трубок. Для предотвращения этого необходимо обеспечивать продувку радиационных поверхностей в количестве не менее 5 % номинального расхода в начале растопки и не менее 20 % перед включением котла в сеть.

При пуске барабанных котлоагрегатов отсутствует надёжное охлаждение водяного экономайзера, т.к. барабан особенно на начальных этапах растопки подпитывается импульсно, эпизодически. В результате, в выходных участках водяного экономайзера может происходить перегрев воды, её вскипание и образование пара. Для защиты труб экономайзера используют рециркуляцию воды из барабана в экономайзер или непрерывную прокачку воды через экономайзер с возвратом её в деаэратор.

После набора параметров и прогрева паропровода от котла до общестанционной магистрали осуществляется включение его в магистраль. Котлоагрегат подключается к паровой магистрали, когда давление в барабане на 0,1 ¸ 0,2 МПа ниже, чем в магистрали. Такое давление поддерживается с целью предотвращения вскипания воды в барабане. При более низком давлении в барабане происходит уменьшение парообразования, ведущее к уменьшению продувки или её прекращению, что недопустимо из-за возможности перегрева пароперегревателя.

После подключения котла к магистрали закрывают арматуру на линиях продувки и поднимают нагрузку котла до заданного уровня.

Существующие технологии пуска паротурбинных установок на станциях с поперечными связями в большинстве своём пускаемых по не блочной схеме, имеют свои особенности, так как пуск осуществляется от общестанционной магистрали острого пара, имеющей сразу номинальные параметры. Пуск начинается с подготовительных операций, которые не отличаются от пусковых операций на турбинах блочного типа. Поэтому этапы и операции совпадают. После прогрева трубопровода и достижения параметров металла и пара перед турбиной необходимых для пуска, производится толчок ротора. Особое внимание уделяется требованиям надежности. Пуск от общестанционной магистрали может приводить к значитель­ным (до 300 °С ) превышениям температур пара над температурой металла. Это в свою очередь, вызывает большие градиенты температур и напряжений в толстостенных элементах турбин. Увеличивает до недопустимых значений относительные удлинения ротора, приводит к недопустим разностям температур «верх-низ» ЦВД, перегревает выхлопную часть ЦНД и, как результат, приводит к быстрому исчерпанию моторесурса турбин и значительным затратам топлива на пуски.

Поэтому после толчка ротора турбины возможно длительное выдерживание турбин на частичных оборотах (500-800об/мин, а затем поэтапным повышением частоты вращения с выдержками на определенных частотах, эти частоты определены в паспорте турбины и зависят от критических частот вращения вала), для плавного прогрева и предотвращения температурных напряжений. В результате от толчка до синхронизации, время прогрева может достигать до 1,5 часов и даже более. Аналогично, длительные выдержки по времени производятся и в процессе набора нагрузки. Все это приводит к затягиванию пуска. Как правило, пуск от общестанционной магистрали по времени более продолжительный, чем блочный пуск.