Пт 135 165 130 15 описание. Приложение
1 Область применения2 Нормативные ссылки
3 Термины, определения, обозначения и сокращения
4 Общие положения
5 Общие технические сведения
6 Общие технические требования
7 Требования к составным частям
7.1 Составные части цилиндра ВД (карты 1, 3 - 5, 7 - 9, 11, 12, 14)
7.2 Составные части цилиндра НД (карты 2, 4 - 8, 10, 14)
7.3 Роторы ВД, НД (карта 15)
7.4 Передний подшипник (карты 16, 17, 22, 24)
7.5 Средний подшипник (карты 16 - 24)
7.6 Подшипники 4 - 5 (карты 16, 17, 22, 24)
7.7 Валоповоротное устройство (карта 25)
7.8 Цилиндр ВД (карта 26)
7.9 Цилиндр НД (карта 26)
7.10 Насосная группа (карта 27)
7.11 Привод тахометра (карта28)
7.12 Блок золотников автомата безопасности (карты 29, 30 - 34)
7.13 Блок золотников автомата безопасности (карты 29, 30 - 34)
7.14 Регулятор скорости (карты 30 - 32, 34 - 36)
7.15 Регулятор давления ПО и нижнего ТО (карты 30 - 32, 34 - 36)
7.16 Переключатель (карты 30, 36)
7.17 Выключатель РД (карты 30, 36)
7.18 Блок регулирования (карты 30 - 32, 34 - 36)
7.19 Промежуточный золотник управления (карты 30 - 32, 34 - 36)
7.20 Автомат безопасности (карта 37)
7.21 Автозатвор стопорного клапана (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.22 Автозатвор защитного клапана (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.23 Сервомотор ЧВД (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.24 Сервомотор ЧСД (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.25 Сервомотор ПО с регулятором давления (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.26 Сервомотор ПО (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.27 Сервомотор ЧНД (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.28 Сервомотор ЧНД (карты 30, 32, 33, 38, 39)
7.29 Рычаги сервомоторов ПО, ЧНД и поворотных диафрагм 21, 23 ст (карта 40)
7.30 Кулачково-распределительное устройство ЧВД, ЧСД (карта 41)
7.31 Колонки и рычаги регулирующих клапанов ЧВД, ЧСД (карта 42)
7.32 Клапан стопорный (карты 43 - 47)
7.33 Клапан защитный (карты 43 - 47)
7.34 Клапаны регулирующие ЧВД (карты 43 - 45, 47)
7.35 Клапаны регулирующие ЧСД (карты 43 - 45, 47)
8 Требования к сборке и к отремонтированному изделию
9 Испытания и показатели качества отремонтированной турбины
10 Требования к обеспечению безопасности
11 Оценка соответствия
Приложение А (обязательное). Допустимые замены материалов
Приложение Б (обязательное). Нормы зазоров и натягов
Приложение В (рекомендуемое). Перечень средств измерений, упомянутых в стандарте
Приложение Г (обязательное). Замена бандажей без разлопачивания ступени турбины
Приложение Д (обязательное). Обследование эрозионного износа рабочих лопаток 23 (26), 24 (27), 25 (28) ступеней турбин Т-175/210-130, Т-185/220-130-2, ПТ-135/165-130, ПТ-140/165-130-2
Приложение Е (обязательное). Контроль травлением металла лопаток из хромистых сталей паровых турбин
Приложение Ж (обязательное). Герметизация и заполнение инертным газом центральных полостей роторов высокого и среднего давления турбин
Приложение И (обязательное). Замер уклонов корпусов подшипников (кручение ригелей)
Приложение К (обязательное). О первоочередных мерах по обеспечению надежной работы роторов среднего и низкого давления паровых турбин без промперегрева производства ЗАО "УТЗ"
Приложение Л (обязательное). О мерах повышения надежности роторов НД турбин ПТ-135/165-130, ПТ-140/165-130-2 и ПТ-140/165-130-3
Библиография
Турбина ПТ-135/165-130 – теплофикационная паровая турбина с регулируемыми одним производственным и двумя теплофикационными отборами пара для нужд производства, отопления и горячего водоснабжения. Принципиальная тепловая схема турбоустановки приведена на рис.1.
Номинальная мощность турбоустановки равна 135 МВт при следующих значениях параметров одного из режимов, гарантируемых заводом-изготовителем:
Максимальная величина производственного отбора при отсутствии теплофикационных отборов состовляет 108,3 кг/с при мощности на клеммах генератора 135 МВт и 133,3 кг/с при мощности 110 МВт.
Максимальная электрическая мощность турбоустановки 165 МВт достигается при величине расхода производственного отбора 62 кг/с и отключенных теплофикационных отборах.
Номинальная мощность турбоустановки в конденсационном режиме (производственный и теплофикационные отборы отключены) составляет 120 МВт.
Предусмотрен нерегулируемый отбор пара после 7-ой ступени при давлении около 3,43 МПа. Разрешается отбор пара для внешнего потребления после 16-ой ступени в количестве 20,8 кг/с сверх расхода на регенеративный подогреватель П4 (см.рис.2).
Теплофикационные отборы могут использоваться как для подогрева сетевой воды в сетевых подогревателях (бойлерах), так и для подогрева добавочной воды в станционных теплообменниках.
Система автоматического регулирования позволяет одновременно и Независимо друг от друга регулировать генерируемую электрическую мощность, производственный отбор и два теплофикационных отбора. При этом удовлетворяются графики электрической и трех тепловых нагрузок.
Рис.1. Принципиальная схема турбоустановки ПТ-135-130
Рис.2. Схема потоков пара в цилиндрах и в концевых уплотнениях турбины ПТ-135-130
Турбина состоит из двух цилиндров: цилиндра высокого давления ЦВД и цилиндра среднего-низкого давления ЦСНД. ЦВД – двухстенный, противоточный. Внутренний корпус подвешен в наружном корпусе на четырёх лапах. В левом потоке, ноправленном в сторону переднего подшипника, расположены одновенечная регулирующая ступень и шесть ступеней давления. Пар после ЦВД направляется на производство по четырем паропроводам диаметром 350 мм и к регулирующим клапанам ЦСНД по четырём перепускным трубам диаметром 350 мм. ЦВД турбины ПТ-135/165-130 унифицирован с ЦВД турбин Р-100-130 и Т-175-130.
В ЦСНД имеются: семь ступеней части среднего давления ЧСД (до камеры верхнего теплофикационного отбора), две ступени промежуточного отсека ПО (между камерами теплофикационных отборов) и три ступени части низкого давления ЧНД. Общее число ступеней в турбине – 25, в том числе четыре одновенечных регулирующих ступени (первые ступени в ЦВД, ЧСД, ПО и ЧНД).
В конденсатор К поступает отработавший в турбине пар. Конденсатор-двухпоточный, с встроенным пучком. Через встроенный пучок, поверхность которого составляет 18% поверхности конденсатора, пропускается циркуляционная (охлаждающая) или подпиточная вода. Номинальный расход подпиточной воды через встроенный пучок составляет 0,42 м 3 /с и 0,84 м 3 /с при включении соответственно в четыре и два хода. Технические условия на турбину не предусматривают пропуск через встроенный пучок сетевой воды.
Конденсатор снабжен пароохладителем для снижения температуры в выхлопном патрубке турбины на режимах с малым пропуском пара в конденсатор. Конденсат на впрыск пароохладителя подводится от напорной линии конденсатных насосов в количестве 8,3 кг/с. Через пароохладитель предусмотрен также ввод химочищенной воды в количестве не более 11,1 кг/с.
Конструкция конденсатора позволяет ему работать как на полной поверхности охлаждения, так и на части поверхности, в том числе при режимах работы турбины по тепловому графику на одном встроенном пучке с охлаждением его либо циркуляционной, либо подпиточной водой.
Основной эжектор и эжектор уплотнений имеют встроенные теплообменники ПЭО и ПЭУ для конденсации и утилизации теплоты паровоздушной смеси, отсасываемой соответственно из конденсатора и последних камер концевых уплотнений турбины. Часто теплообменники ПЭО и ПЭУ называют холодильниками эжекторов ЭО и ЭУ соответственно.
Сальниковый подогреватель ПС предназначен для отсоса и конденсации пара из промежуточных камер концевых уплотнений турбины и использования теплоты этого пара для подогрева основного конденсата.
Основной конденсат из конденсатора турбины подается в систему регенеративного подогрева конденсатными насосами КН. Основной конденсат подогревается в теплообменнике основного эжектора ПЭО, в теплообменнике эжектора уплотнений ПЭУ, в сальниковом подогревателе ПС, в четырех подогревателях низкого давления П1, П2, П3, П4, в деаэраторе Д повышенного давления (0,59 МПа) и в трёх подогревателях высокого давления П5, П6, П7. Типоразмеры подогревателей приведены в табл.1.
Трёхступенчатый теплообменникосновного эжектора ПЭО допускает пропуск основного конденсата в количестве не менее 19 кг/с и не более 56 кг/с. Гидравлическое сопротивление ПЭО по водяной стороне составляет соответственно 200-470 кПа.
Двухступенчатый ПЭУ рассчитан на пропуск основного конденсата в количестве от 50 до 125 кг/с. Гидравлическое сопротивление по водяной стороне составляет соответственно 200-780 кПа.
Номинальный расход основного конденсата через сальниковый подогреватель равен 111 кг/с. Гидравлическое сопротивление ПС равно 100 кПа.
Конденсат ПЭО и ПС сливается через гидрозатворы в конденсатор. Конденсат ПЭУ сливает в атмосферный расширитель. На трубопроводе основного конденсата между сальниковым подогревателем и регенеративным подогревателем П1 установлен клапан рециркуляции типа КУР-4-110/80-1. Клапан рециркуляции обеспечивает возврат в конденсатор части основного конденсата для сбора его в конденсатосборнике конденсатора и поддержания минимально допустимого по техусловиям расхода основного конденсата через ПЭО, ПЭУ, ПС при малых расходах пара в конденсатор. Максимальный допустимый расход конденсата по линии рециркуляции равен 69,4 кг/с.
Таблица 1.
Теплообменное оборудование турбоустановки ПТ- 135/165- 130/15
Наименование оборудования | Обозначение | Количество, шт. | Заводизго-товитель | |
по рис. 1.1 | типоразмера | |||
Конденсатор с дополнительным встроенным пучком | К (с ВП) |
К2-6000-1 | 1 | ТМЗ |
Подогреватели низкого давления | П1 П2 П3 П4 |
ПН-350-16-7-1 ПН-350-16-7-П ПН-400-26-7-П ПН-400-26-7-У |
1 1 1 1 |
СЗЭМ СЗЭМ СЗЭМ СЗЭМ |
Деаэратор | Д | ДП-500 | 2 | Сибэнер-гомаш |
Подогреватели высокого давления | П5 П6 П7 |
ПВ-800-230-14 ПВ-800-230-21 ПВ-800-230-32 |
1 1 2 |
ТКЗ ТКЗ ТКЗ |
Подогреватели сетевой воды | ПСГ1 ПСГ2 |
ПСГ-1300-3-8-1 ПСГ-1300-3-8-1 |
1 1 |
ТМЗ ТМЗ |
Вспомогательные пароводяные теплообменники и воздухо-отсасывающие устройства |
ПС ЭО ЭУ |
ПН-250-16-7-П св ЭП-3-2А ЭУ-120-1 |
1 2 1 |
СЗЭМ ТМЗ ТМЗ |
Дренажи регенеративных подогревателей П1 и П2 сливаются самотеком в конденсатосборники сетевых подогревателей ПСГ1 и ПСГ2 соответственно.
Дренажи сетевых подогревателей ПСГ1 и ПСГ2 дренажными насосами ДН1 и ДН2 направляются в линию основного конденсата соответственно перед подогревателями П1 и П3 (Смесители С1 и С2).
Дренаж подогревателя П4 каскадно сливается в П3 и далее дренажным насосом ДН3 направляется в линию основного конденсата перед П4 (смеситель С3).
Гидравлическое сопротивление (по воде) каждого подогревателя низкого давления на номинальном режиме равно 0,05 МПа. Подогреватели низкого давления не имеют охладителей пара и дренажа.
Из подогревателя П4 основной конденсат направляется в деаэратор. Греющий пар в деаэратор забирается из линии отбора на подотор. Греющий пар в деаэратор забирается из линии отбора на подогреватель П5. В деаэратор направляются также возвращаемый конденсат пара производственного отбора, дренаж подогревателей высокого давления, протечки пара из первого перехвата уплотнений штоков регулирующих клапанов ЦВД и ЦСНД.
Электронный регулятор поддерживает в деаэраторе давление 0,59 МПа путем воздействия на дроссельный клапан, установленный на линии отбора пара в деаэратор. Предусмотрена линия переключения деаэратора на греющий пар регенеративного отбора ЦВД более высокого давления.
Из парового пространства бака деаэратора пар подается на эжекторы ЭО и ЭУ и в уравнительный трубопровод деаэраторов ТЭЦ. Из уравнительного трубопровода пар подается в коллектор уплотнений, а из коллектора – в промежуточные камеры концевых уплотнений турбины. Пар на уплотнения подается с температурой не менее 130С и давления около 0,11МПа.
Деаэратор устанавливается в главном корпусе ТЭЦ на высоте (отметке) +21 или +12 м в зависимости от типа питательного насоса. Для создания номинальной величины давления свежего пара котла питательный насос развивает давление около 20 МПа (в зависимости от типа устанавливаемого котла и схемы трубопроводов давления насоса уточняется).
Подогреватели высокого давления имеют встроенные охладители пара и конденсата греющего пара. Дренаж подогревателей сливается каскадно. Гидравлические сопротивления подогревателей П5, П6, П7 при номинальном расходе питательной воды составляют соответственно 0,15, 0,11, и 0,12 МПа.
Возврат конденсата пара производственного отбора возможен также в линию основного конденсата перед подогревателем П3.
Теплофикационная установка состоит из двух горизонтальных сетевых подогревателей ПСГ1 и ПСГ2. Каждый подогреватель рассчитан на номинальную теплопроизводительность 64 МВт. При работе с одним нижним теплофикационным отбором сетевой подогреватель ПСГ1 может обеспечивать номинальную тепловую нагрузку турбоустановки, равную 128 КВт.
Номинальный расход сетевой воды при ее средней температуре +75С равен 0,639 /с, а максимальный равен 0,833/с. Гидравлическое сопротивление ПСГ соответственно равно 0,052 и 0,086 МПа.
Для дегазации воды, восполняющей потери конденсата основного цикла, применяют вакуумный деаэратор типа ДВ – 400. Добавочная вода из вакуумного деаэратора перекачивающими насосами подается в линию основного конденсата перед П1. На подводящем трубопроводе устанавливается регулирующий клапан, управляемый электронным регулятором уровня конденсата в основном деаэраторе.
Оптовая цена турбоустановки 1,6 млн.руб. (в ценах 1987г.).
Таблица 2.
Регулировочные возможности верхней и нижней поворотной диафрагмы турбины ПТ- 135/165 — 130/15
Примечание. При работе с двумя регулируемыми теплофикационными отборами давление в верхнем отборе должно превышать давление в нижнем не менее, чем на 0,05 МПа.
Нечувствительность регулирования давления теплофикационных отборах не превышает 0,005 МПа, а в производственном – 0,01 МПа. Регулировочные возможности верхней поворотной диафрагмы используются при повышенных уровнях температур сетевой воды, т.е. при низких температурах наружного воздуха.
Рис.3. Графики изменения величин протечек пара через камеры
концевых уплотнений турбины (обозначения параметров см. на рис.2)
Рис.4. Графики зависимости энтальпии пара в камерах теплофикационных отборов
от расхода пара на входе в ЦСНД при различном давлении пара:
а –в камере верхнего отбора; б- в камере нижнего отбора
Таблица 3.
Термодинамические параметры пара и конденсата в турбоустановке ПТ-135/165-130/15
№
п/п |
Параметры
среды |
Ед.
измер. |
Элементы тепловой схемы (условные обозначения приведены на рис.1.1)
|
||||||||||
П7 | П6 | П5 | Д | П4 | П3 | П2 | П1 | ПСГ2 | ПСГ1 | К | |||
Греющий пар | |||||||||||||
1 | Давление в отборе | МПа | 3,154 | 2,16 | 1,472 | 0,589 | 0,471 | 0,268 | 0,118 | 0,045 | 0,118 | 0,045 | 0,00628 |
2 | Энтельпия в отборе | кДж/кг | 3147 | 3064 | 2982 | 2982 | 2796 | 2701 | 2588 | 2506 | 2588 | 2506 | |
3 | Давление в подогревателе | МПа | 2,982 | 2,025 | 1,380 | 0,589 | 0,460 | 0,262 | 0,111 | 0,041 | 0,107 | 0,041 | |
4 | Температура насыщения в подогревателе | °С | 233,5 | 213,0 | 194,0 | 158,0 | 148,7 | 129,0 | 102,5 | 76,4 | 101,5 | 76,25 | |
Дренаж греющего пара | |||||||||||||
5 | Недоохлаждение | °С | 8,0 | 9,5 | 10,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
6 | Температура | °С | 219,0 | 200,0 | 172,0 | 158,0 | 148,0 | 129,0 | 102,5 | 76,4 | 101,5 | 76,25 | |
7 | Энтальпия | кДж/кг | 939,3 | 852,6 | 728,2 | 626,5 | 542,0 | 429,62 | 319,81 | 425,39 | 319,20 | 154,92 | |
Нагреваемая среда на выходе | |||||||||||||
8 | Давление | МПа | 17,62 | 17,74 | 17,85 | — | 1,24 | 1,30 | 1,35 | 1,40 | 0,60 | 0,65 | |
9 | Недогрев | °С | 1,5 | 2,0 | 3,5 | 0,0 | 1,7 | 1,2 | 5,0 | 5,0 | 4,0 | 5,0 | |
10 | Температура | °С | 232,0 | 211,0 | 190,5 | 158 | 147,0 | 127,8 | 97,5 | 71,4 | 97,5 | 71,25 | |
11 | Энтельпия | кДж/кг | 1003,0 | 908,2 | 817,5 | 667,3 | 619,73 | 537,65 | 409,5 | 299,9 | 408,9 | 288,7 | |
12 | Коэффициенты рассеивания теплоты подогревателя в окружающую среду (принимаются) | — | 1,008 | 1,007 | 1,006 | 1,005 | 1,004 | 1,003 | 1,003 | 1,003 | 1,003 | 1,003 |
ПАРОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА ПТ-135/165-130/15
МОЩНОСТЬЮ 135 МВт
Конденсационная паровая турбина с производственным и двумя теплофикационными регулируемыми отборами пара ПТ-135/165-130-15 (рис. 1) предназначена для привода электрического генератора ТВВ-165-2 с частотой вращения ротора 3000 об/мин и отпуска пара для нужд производства и отопления.
Турбина имеет номинальную электрическую мощность 135 МВт, номинальный производственный отбор 320 т/ч и номинальный отопительный отбор (суммарно по двум отборам) 110 Гкал/ч при следующих номинальных параметрах:
Номинальная суммарная тепловая нагрузка отопительных отборов, равная 110 Гкал/ч, обеспечивается при номинальных параметрах свежего пара, номинальном расходе охлаждающей воды через конденсатор с ее расчетной температурой на входе, полностью включенной регенерации, количестве питательной воды, подогреваемой в ПВД, равном 100%-ному расходу пара на турбину.Максимальная электрическая мощность турбины равна 165 МВт и обеспечивается при номинальных параметрах свежего пара, полностью включенной регенерации, выключенных отопительных отборах пара, при наличии производственного отбора в количестве 220-250 т/ч, расходе охлаждающей воды, равном 12 400 м 3 /ч, при ее расчетной температуре на входе в конденсатор 20° С.
Максимальная суммарная тепловая нагрузка отопительных отборов с учетом подогрева подпиточной воды в конденсаторе равна 140 Гкал/ч.
Максимальная нагрузка производственного отбора составляет 390 т/ч.
Турбина имеет три регулируемых отбора пара: один производственный и два отопительных- верхний и нижний.
Отборы |
Потребитель пара |
Параметры пара в камере отбора |
Количество отбираемого пара, т/ч |
|
Давление, МПа (кгс/см 2) абс |
Температура, °С |
|||
ПВД № 7 |
||||
ПВД № 6 |
||||
ПВД № 5 |
||||
Деаэратор |
||||
ПНД № 4 |
||||
ПНД № 3 |
||||
ПНД № 2 |
||||
ПНД № 1 |
Регулируемое давление в производственном отборе может задаваться в пределах 1,18-2,07 МПа (12-21 кгс/см 2) абс.
Турбина имеет семь нерегулируемых отборов, предназначенных для подогрева питательной воды до 232° С. Данные по регенеративным отборам приведены в таблице.
Эти данные соответствуют режиму работы турбины при номинальных параметрах свежего пара, температуре
* Пар из уплотнений . охлаждающей воды 20° С, количестве пара, отбираемого из производственного отбора при давлении 1,47 МПа (15 кгс/см 2) абс., 320 т/ч, давлении в регулируемом верхнем отопительном отборе 0,078 МПа (0,8 кгс/см 2) абс., температуре обратной сетевой воды 30° С, номинальном количестве тепла, отданном потребителю, равном110 Гкал/ч, и номинальном расходе пара на турбину.
Предусмотрена возможность работы турбоустановки с пропуском подпиточной воды через встроенный пучок конденсатора.
Допускается длительная работа турбины с номинальной мощностью при следующих значениях основных параметров: давление свежего пара от 12,2 до 13,2 МПа (125-135 кгс/см 2) абс.; температура свежего пара от 545 до 560° С; температура охлаждающей воды на входе в конденсатор до 33° С.
Не допускается работа турбины: при давлениях в камере производственного отбора более 2,08 МПа (21 кгс/см 2) абс., в камере верхнего отопительного отбора более 0,245 МПа (2,5 кгс/см 2) абс. и в камере нижнего отопительного отбора более 0,196 МПа (2 кгс/см 2) абс.; при включенных регуляторах давления и давлении в камере производственного отбора менее 1,18 МПа (12 кгс/см 2) абс., в камере верхнего отопительного отбора менее 0,058 МПа (0,6 кгс/см 2) абс., в камере нижнего отопительного отбора менее 0,039 МПа (0,4 кгс/см 2) абс.; на выхлоп в атмосферу; по временной незаконченнойсхеме установки.
Лопаточный аппарат турбины рассчитан и настроен на работу при частоте в сети 50 Гц, что соответствует частоте вращения ротора турбоагрегата 3000 об/мин. Допускается длительная работа турбины при отклонениях частоты в сети в пределах 49-50,5 Гц. В аварийных ситуациях допускается кратковременная работа турбины с частотой сети менее 49 Гц, но не менее 48,5 Гц в течение времени, указанного в технических условиях.
Конструкция турбины. Турбина ПТ-135/165-130/ /15 представляет собой одновальный двухцилиндровый агрегат, состоящий из ЦВД и ЦНД.
Свежий пар подается к двум стопорным клапанам, откуда по четырем перепускным трубам (по две от каждого клапана) поступает к регулирующим клапанам ЦВД. Клапаны расположены в паровых коробках, приваренных к корпусу цилиндра. Из ЦВД пар направляется в производственный отбор и к регулирующим клапанам ЦНД, расположенным в паровых коробках, которые приварены к паровпускной части ЦНД. По выходе из последней ступени ЦНД отработанный пар поступает т конденсатор.
ЦВД выполнен двухстенным, противоточным. В левом потоке, направленном в сторону переднего подшипника, расположены одновенечная регулирующая ступень и шесть ступеней давления, в правом потоке расположено шесть ступеней давления.
ЦНД включает в себя три части: ЧСД, имеющую одновенечную регулирующую ступень и шесть ступеней давления; промежуточный отсек, имеющий одновенечную регулирующую ступень и ступень давления, и ЧНД, имеющую одновенечную регулирующую ступень и две ступени давления. Все ступени ЦНД-правого вращения. Все диски ротора высокого давления откованы заодно с валом.
Шесть дисков ротора низкого давления цельнокованые, а шесть дисков насадные.
Роторы ЦВД и ЦНД, ЦНД и генератора соединяются между собой посредством жестких муфт. Критические частоты вращения валопровода турбины, соединенного жесткой муфтой с генератором ТВВ-165-2, приведены ниже.
Фикспункт турбины расположен на передних опорах выхлопного патрубка турбины. Расширение агрегата происходит в сторону переднего подшипника.Для уменьшения протечек пара в турбине применены бесконтактные лабиринтовые уплотнения.
Турбина снабжена валоповоротным устройством, вращающим валопровод
турбоагрегата с частотой 4 об/мин.
Система автоматического регулирования и защиты. Система автоматического регулирования выполнена заодно и статически автономно с гидравлическими передаточными связями. При мгновенном сбросе электрической нагрузки с генератора система регулирования турбины ограничивает возрастание частоты вращения ротора ниже уровня настройки автомата безопасности.
Регулятор гидродинамического типа предназначен для поддержания частоты вращения ротора турбины с неравномерностью 4,5±0,5%. Регулятор частоты вращения состоит из отдельного центробежного насоса (импеллера), насаженного на вал турбины, и собственно регулятора частоты вращения мембранно-ленточного типа, воспринимающего давление насоса.
Турбина снабжена тремя регуляторами давления: одним для производственного отбора и двумя для отопительных отборов. Регуляторы давления автоматически поддерживают давление пара в камерах отборов на установленном уровне.
Регулирование допускает возможность работы турбины по тепловому графику (с минимальным количеством пара, поступающим в конденсатор).
Для предотвращения поступления пара в турбину при несвоевременном закрытии или неплотности регулирующих клапанов предусмотрены два стопорных клапана ЧВД, снабженных автоматическими затворами.
Для защиты турбины от недопустимого возрастания частоты вращения в случае неисправности системы регулирования служит автомат безопасности.
Конденсационное устройство включает в себя конденсаторную группу, воздухоудаляющее устройство, установку для очистки конденсаторных труб, конденсатные и циркуляционные насосы, эжектор циркуляционной системы, водяные фильтры, трубопроводы с необходимой арматурой.
Конденсаторная группа состоит из одного конденсатора со встроенным пучком общей поверхностью 6000 м 2 и предназначена для конденсации поступающего в него пара, создания разрежения в выхлопном патрубке турбины и сохранения конденсата, а также для использования тепла пара, поступающего в конденсатор, на режимах работы по тепловому графику- для подогрева подпиточной воды во встроенном пучке.
Каждый трубный пучок конденсатора имеет свою входную и поворотную водяные камеры с отдельным подводом и отводом охлаждающей воды, что позволяет производить отключение и чистку основных или встроенных пучков без останова турбины. Для компенсации тепловых расширений конденсатор устанавливается на четырех пружинных опорах.
Три конденсатных насоса, один из которых является резервным, откачивают конденсат из конденсатосборника конденсатора и подают его в деаэратор через охладители эжекторов, сальниковый подогреватель и ПНД.
Регенеративная установка предназначена для подогрева питательной воды паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины, и состоит из четырех ПНД, деаэратора и трех ПВД.
Принципиальная тепловая схема турбоустановки приведена на рис. 2.
ПНД № 1, 2, 3 и 4 предназначены для последовательного.подогрева основного конденсата перед подачей его в деаэратор. Каждый ПНД представляет собой поверхностный пароводяной теплообменный аппарат вертикального типа.
Каждый ПВД представляет собой поверхностный пароводяной теплообменный аппарат вертикального типа со встроенным пароохладителем и охладителем дренажа. Все ПВД рассчитаны по воде на работу при полном давлении питательных насосов.
(Документ)
n1.doc
Литература 19
ВВЕДЕНИЕ
Турбина ПT-135/165-130/15 имеет всего 7 отборов. Такое количество отборов позволяет обеспечить развитую систему регенерации: 3 ПВД и 4 ПНД. ПВД у современных турбин кроме основной поверхности нагрева имеет также охладители перегретого пара (ОПП) и охладители дренажа (ОД).
Нижний ПНД питается паром из ЧНД турбины, т.е. всегда работает под вакуумом, поэтому конструктивно он размещен в выхлопном патрубке турбины. На режимах с малыми расходами пара он отключается.
В системе регенерации есть также следующие элементы:
охладители пара эжекторов (ОЭ) при применении пароструйных эжекторов (осуществляется трехступенчатое сжатие воздуха с промежуточным его охлаждением, что экономичнее).
Охладители пароуплонений (ОУ) служат для утилизации теплоты пара, отсасываемого из камеры низкого давления с помощью эжектора.
Подогреватель сальниковый (ПС) служат для утилизации теплоты пара из камеры уплотнений избыточного давления.
В данной работе требуется расчитать подогреватель высокого давления ПВД № 5 для турбины ПT-135/165-130/15. Зная давление, температуру и расход пара на подогреватель требуется расчитать его основные параметры: расход воды, температуры, теплоперепады, тепловые нагрузки, площади поверхностей теплообмена в подогревателе высокого давления.
1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
Одним из элементов, комплектующих любую турбоустановку, являются подогреватели высокого давления (ПВД). Трубная система ПВД выполнена в виде спиральных змеевиков, размещаемых в разъемном сварном корпусе, и состоит из трёх элементов – зоны охлаждения перегретого пара, зоны конденсации пара и зоны охлаждения конденсата. Питательная вода подводится к ПВД снизу и распределяется на два стояка, из которых поступает в первую группу секций горизонтальных трубных спиралей. Пройдя эту часть змеевиков, вода собирается в распределительном коллекторе и переходит в следующую группу горизонтальных змеевиков. Из этой группы змеевиков большая часть воды отводится в сборный (выходной) коллектор, а меньшая часть перед входом в сборный коллектор проходит верхнюю группу горизонтальных змеевиков, расположенную в зоне охлаждения перегретого пара. Выход воды из подогревателя высокого давления, также как и вход, - снизу, отвод конденсата также снизу – каскадный, в направлении, обратном потоку питательной воды. По питательной воде ПВД включаются последовательно.
2. СХЕМА ДВИЖЕНИЯ ТЕПЛООБМЕНИВАЮЩИХСЯ СРЕД В ПВД
Принципиальная схема движения теплообменивающихся сред в зонах ПВД представлена на рисунке. Через охладитель конденсата проходит весь поток питательной воды или ее часть, ограничиваемая установкой шайбы.
Включение зоны охлаждения пара может быть различным. Например, возможно включение охладителя пара всех или какого-либо отдельного подогревателя параллельно по ходу воды всем или некоторым подогревателям.
Смешение потока воды, проходящего через каждый охладитель пара, с потоком питательной воды происходит на входе в паровой котел. Такая схема включения носит название схемы Рикара-Никольного. Может быть использована другая схема, когда охлаждение пара происходит потоком воды, направляемым в паровой котел после всех подогревателей (схема Виолен). Может быть применена последовательная схема включения всех зон, и возможна комбинированная схема.
Во всех случаях через охладитель пара пропускается только часть питательной воды, а другая ее часть байпасируется помимо охладителя с помощью ограничивающей шайбы.
275 |
|||||||||||||||||||
194,1 | |||||||||||||||||||
184,1 | |||||||||||||||||||
222,0 |
|||||||||||||||||||
171,4 | 179,6 | ||||||||||||||||||
161,4 | 163,6 | ||||||||||||||||||
275 | |||||||||||||||||||
222,0 | 179,6 | ||||||||||||||||||
194,1 | |||||||||||||||||||
163,6 | 184,1 | ||||||||||||||||||
171,4 | 161,4 |
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК В ОП, СП, ОК.
Параметры греющего пара:
давление pп =0,49 МПа;
температура tп =275 °С;
энтальпия iп =3013 кДж/кг;
расход пара D п =9,16 кг/с;
давление пара в собственно подогревателе p`п =0,45 МПа;
температура насыщения t н с.п. =184,1 °С;
энтальпия конденсата пара за собственно подогревателем
энтальпия пара, поступающего в собственно подогреватель i?п =2846 кДж/кг;
температура пара t?п =194,1 °С.
давление pп.в.=38 МПа;
температура на входе в охладитель конденсата tв =161,4 °С;
энтальпия воды на входе в охладитель конденсата iв =675,8 кДж/кг;
температура конденсата на выходе из охладителя tдр =171,4 °С;
Расход воды в подогреватель определяется из уравнения теплового баланса при заданных параметрах:
D п (i? п –i др)? п = G пв (i сп - i в)
В охладитель конденсата поступает часть питательной воды с расходом 37,69 кг/с (15%∙G п.в). Через собственно подогреватель проходит 251,25 кг/с воды. Расход воды через пароохладитель принять равным 70 % расхода пара, поступающего в подогреватель 6,41 кг/с.
Энтальпия воды на выходе из собственно подогревателя определяется при p п.в =0,45 МПа и температуре tс.п.= t н с.п.- ?=184,1-4,5=179,6 °С;
Когда значении? =4,5°С, тогда iс.п. =751,8 кДж/кг.
Расход пара в подогреватель
GПВ= = | (194,1-717,6)*0,99*9,16 | =251,25 кг/с. |
(751,8-675,8) |
Используя полученный расход воды, определяют температуру на выходе из охладителя конденсата, на входе в собственно подогреватель и на выходе из охладителя пара. Из уравнения теплового баланса для охладителя конденсата (дренажа)
Имеем
Тогда температура воды на входе в собственно подогреватель t?од = 163,6 °С.
Энтальпия воды на выходе из пароохладителя (при расходе
Gпо = 0,7D=6,41 кг/с):
| 751,8+ | (3013-2846)*9,16*0,99 | =1006,8 кДж/кг. |
6,41 |
тогда температура tпо=222,0 °С.
По балансу теплоты определяем тепловую нагрузку для охладителя конденсата:
9,16*(771-717,6)*0,99=481 кВт;
Собственно подогревателя:
9,16*(2846-771)*0,99=19010 кВт;
Охладителя пара:
9,16*(3013-2846)*0,99=1530 кВт
Где iп - удельная энтальпия пара;
I?п - удельная энтальпия пара, поступающего в собственно подогреватель;
I н с.п. - удельная энтальпия конденсата пара за собственно подогревателем;
I др - удельная энтальпия дренажа;
D п - расход пара в подогреватель;
4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ СОБСТВЕННО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ (СП)
Средний температурный напор для поверхностей нагрева отдельных элементов и подогревателя в целом определяется как среднелогарифмическая разность температур, т.е.
Для собственно подогревателя
∆t б =t н с.п. - t? од = 184,1-163,6 =20 °С;
∆t м =t н с.п - t сп = 184,1-179,6= 4,5 °С.
Следовательно
| 20-4,5 | 10,5 , 0 C; |
|
ln | 20 |
||
4,5 |
Для определения коэффициента теплоотдачи от стенок труб к воде необходимо установить режим движения ее. Скорость воды в трубах подогревателя принимается в пределах 1,3-1,8 м/с. Для скорости 1,5 м/с и соответствующих средней температуре воды:
| 179,6+163,6 | =172 , 0 C; |
2 |
параметрах
0,171*10 -6 м 2 /с;
66,97*10 -2 Вт/(м*К);
1,124;
Число Рейнольдса равно:
Термическое сопротивление стенки труб:
Значение коэффициента b в формуле
при
| 184,1+172 | =178 , 0 C; |
2 |
равно b=6150. В соответствии с полученными значениями имеем:
принимая различные значения q, находим
и строим зависимость
(рис.2).
Q=20 кВт/м 2
∆t =7,03 °С;
Q=30 кВт/м 2 ∆t =11,67°С;
Q=40 кВт/м 2 ∆t =16,76°С;
Q=50 кВт/м 2 ∆t =22,22°С;
Рис.2 Графоаналитическое определение плотности теплового потока в зависимости от температурного напора.
Из нее следует что при =10,02
: q =26550
.
Коэффициент теплопередачи в собственно подогревателе в этих условиях равен:
Практически поверхность нагрева должна быть несколько выше за счет возможности загрязнения поверхности, коррозии и т.д. Принимаем
738 м 2 .
При принятой скорости воды в трубах число спиралей собственно подогревателя
| 251,25*0,171*10 -4 | =432 ,шт; |
0,785*1,5*0,024 2 |
Практически число спиралей принимается кратным произведению числа секций и числа рядов в каждой секции, т.е. 612=72. Тогда N=432 шт.
Длина каждой спирали в этом случае
| 738 | =23 ,м; |
3,1415*0,024*432 |
В заключение теплового расчета собственно подогревателя рекомендуется уточнить температуру, при которой были определены физические параметры:
184,1-7,03=177,07 , 0 C;
Отклонение от принятого значения =178 составляет -0,93 °С, что вполне допустимо.
5.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ОХЛАДИТЕЛЯ ПАРА (ОП)
Тепловая нагрузка охладителя пара Qоп =1530 кВт;
Расход пара Dп =9,16 кг/с;
Расход питательной воды G пв =6,41 кг/с.
Если размеры спиралей охладителей пара такие же, как и собственно подогревателя, тогда сечение для прохода пара:
23*0,004*0,98=0,089 м 2
Здесь?=0,98 учитывает часть длины труб, участвующей в теплообмене, а 0,004-
Расстояние между трубами.
При двух потоках скорость пара в охладителе:
Эквивалентный диаметр:
1,620*10 -6 м 2 /с;
0,681 Вт /м*К,
Скорость воды в трубах при двух поточной схеме принимаем равной 1,5 м/с, а диаметр трубок 324 мм. Тогда
| 1,5*0,024 | =2,2*10 5 ; |
1,620*10 -6 |
, а
| 0,023*0,681*(2,2*10 5) 0,8 (0,889) 0,4 | =11797 Вт/(м 2 К); |
0,024 |
Коэффициент теплопередачи:
| 1 | 2908 Вт/(м 2 К) |
||||
1 | + | 0,032*32 | + | 32 |
||
4201 | 246,6*24 | 24*11797 |
Где
- учитывает вид теплопередающей стенки - стенка цилиндрическая.
Средний температурный напор в охладителе пара:
Здесь большие и меньшие температуры разности определяются в соответствии с графиком рисунка 1:
Для охладителя пара:
t п – t по =275-222,0=53,0 °С;
t? п – t сп =194,1-179,6=14,5°С.
Следовательно,
Число змеевиков охладителя пара:
| 101 | =45 ,шт; |
0,98*3,1415*0,032*23 |
6. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ОХЛАДИТЕЛЯ КОНДЕНСАТА (ОК)
Тепловая нагрузка охладителя конденсата
481 кВт;
Средняя температура конденсата в межтрубном пространстве:
Сечение для прохода конденсата в охладителе принимаем таким же, как и в охладителе пара, т.е. 0,089
Тогда скорость конденсата в межтрубном пространстве:
Значение коэффициента теплоотдачи от пара к стенке труб следует определять:
=2,74*10 5 ;184,1-162,3=20 о С; ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе проведения данной курсовой работы был рассчитан подогреватель высокого давления ПВД № 5 (ПВ-900-380-18-1) для турбинной установки ПT-135/165-130/15. ПВД № 5 работает при параметрах пара перед входом в подогреватель: давлении 0,49 МПа, температуре 275 °С и расходом пара 9,16 кг/с. В результате расчета были определены следующие площади составляющих частей подогревателя: ЛИТЕРАТУРА
|