книги из ГПНТБ / Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие]

8 -

Рис. 11-11. Действие рециркуляции дымовых газов на условия рабо­ ты котла сверхкритического давления ТГМП-114 (топливо—мазут).

а — схема рециркуляции газов; б — изменение температуры пара промежуточ­

ного перегрева в зависимости от процента рециркуляции дымовых газов при

наиболее обогреваемых участков экранных труб может повышаться до недопустимого значения.

Относительно холодные дымовые газы подают в ниж­ нюю часть топки. Охлаждая факел, они способствуют уменьшению количества лучистого тепла, снижению тем­ пературы труб и уменьшению коррозии их наружной поверхности (см. § 10-6).

Рециркуляцию дымовых газов применяют преимуще­ ственно на газомазутных котлах сверхкритического дав­ ления, которые не подвержены золовому износу при повышенной скорости газов. Эти котлы рассчитывают та­ ким образом, что при отсутствии рециркуляции темпера­ тура пара в промежуточном пароперегревателе не под­ нимается до расчетной. Рециркуляция охлаждает топоч­ ные газы во все время работы под нагрузкой.

200

Применяют и рециркуляцию дымовых газов в верх­ нюю часть топки. Ее цель — снижение температуры га­ зов перед ширмами, благодаря чему уменьшается тем­ пература наиболее обогреваемых труб ширм и повы­ шается надежность их работы.

Рециркуляцию дымовых газов усиливают при малой нагрузке котлов и уменьшают при большой нагрузке, когда возрастает температура пара промежуточного пе­ регрева.

11-4. Работа пароперегревателя при растопке котла

За немногими исключениями охлаждение труб паро­ перегревателя при растопке производится паром, обра­ зующимся в самом растапливаемом котле. Такого охлаждения, как показал опыт, достаточно даже для ра­ диационной части пароперегревателя, расположенной на стенах топочной камеры.

Временное возрастание температуры пара при рас­ топке котлов. Такое возрастание температуры может объясняться различными причинами.

1. У барабанных котлов при растопке, как и во вре­ мя работы под нагрузкой (§ 11-2), температура пара возрастает в периоды, когда увеличивается его давле­ ние. Это также объясняется тем, что при увеличении давления часть тепла топлива затрачивается на времен­ ный подогрев воды и самого котла до повышающейся температуры кипения. В этот период времени умень­ шается испарение и каждый килограмм пара больше нагревается в пароперегревателе.

Наибольшее распространение получил режим растоп­ ки, при котором давление пара повышается плавно и медленно. Тогда температура пара возрастает по сравне­ нию с нормальной незначительно. При растопке котла следует избегать резкого увеличения подачи топлива, так как это приводит к быстрому повышению давления и соответственному росту температуры перегретого пара.

Паровой котел ТП-230Т, рассчитанный на 100 кгс/см2, временно работал примерно при 70 кгс/см2, давая пар через редукционно­ охладительную установку (РОУ) на турбины среднего давления. Зна­ чительное, хотя и кратковременное возрастание температуры перегре­ того пара имело место после каждой растопки котла, в период по­ вышения нагрузки.

201

S to о б ъ я с н я л о с ь тем , ч то м аш и н и ст к о т л а , зн а я , ч то д а в л е н и е

п а р а с н и ж а е т с я в Р О У , не ст р ем и л с я п о д д е р ж и в а т ь п о ст о я н н ы м д а в ­ л ен и е в б а р а б а н е и т о ч н о р ег у л и р о в а т ь р а б о т у то п к и с о о б р а з н о с у в е ­

с т р о го п овы ш ен и я д а в л е н и я п а р а п о д н а гр у зк о й .

2.В начальный период растопки через пароперегре­

ватель проходит лишь ничтожное количество пара. В трубах радиационной части пароперегревателя этот пар охлаждается от холодной обмуровки и может, пре-

т в о р а в в ер ти к а л ь н о й р а д и а ц и о н н о й п а н е ­

ли п а р о п е р е г р е в а т е л я при р а с т о п к е к о тл а .

а — упрощенная схема водяного затвора (за­ полненный водой объем условно изображен за­ темненным); б — вид па­ нели пароперегревателя; в — температура отдель­ ных труб панели при растопке котла (затем­ нены столбики, характе­ ризующие температуру труб с водяным затво­ ром) .

вратившись в конденсат, накапливаться в нижних коллекторах и нижней части вертикальных труб. В отдель­

шения давления в котле примерно до 5 кгс/см2 и непре­ рывно следить за температурой пара в трубах. При не­ обходимости снижения температуры открыть больше продувочные вентили и отрегулировать факел так, что­ бы отдалить его от труб.

202

Водяной затвор может возникнуть не только в тру­ бах радиационной части пароперегревателя, но, напри­ мер, в высоких вертикальных ширмах при подаче сразу большого количества воды на впрыск в пароохладитель, расположенный перед ширмами. Тогда, при малой ско­ рости пара впрыскиваемая вода не испаряется пол­ ностью в пароохладителе. Часть воды выносится паром в поверхности нагрева и может накапливаться в ниж­ них концах вертикальных U-образных труб.

Р а с т о п к а и з х о л о д н о г о со с т о я н и я к о тл а с в ер х к р и т и ч ес к о го д а в ­ л ен и я Т П П -2 1 0 А бы ла п р ер в а н а д л я л и к в и д а ц и и о б н а р у ж е н н ы х н е ­

газ выходит в топку через небольшое число горелок и образует перед каждой из этих горелок отдельный фа­ кел. Находящиеся вблизи горелок трубы радиационной части пароперегревателя нагреваются при этом по-раз­ ному. Если факел плохо отрегулирован и находится в непосредственной близости от труб, он может нагреть пар в этих трубах до чрезмерно высокой температуры. Поэтому температуру пара на выходе из радиационной части пароперегревателя необходимо контролировать во

котельного агрегата после растопки может возникнуть временное затягивание факела вверх и соответствующее повышение температуры пара. Это происходит, например, в тех случаях, когда топка еще недостаточно нагрелась и тепла топочных газов не хватает для своевременного воспламенения всего угля. В других случаях затягивание факела вверх объясняется тем, что подача топлива воз-

203

Р и с . 11-13. П р и м ер н ы й гр а ф и к п у ск а и з х о л о д н о г о с о с т о я н и я д в у х ­ к о р п у с н о г о г а з о м а з у т н о г о к о тл а св ер х к р и т и ч ес к о г о д а в л е н и я .

1 —температура дымовых газов в поворотной камере; 2 и 3 —температура пара на выходе из первичного и промежуточного пароперегревателей; 4 — рас­

(Стрелки показывают время отдельных пусковых операций по котлу и вклю­ чаемые или выключаемые элементы энергоблока.)

204

А

растает быстрее, чем поступление в топку необходимого для горения воздуха. Повышать нагрузку котла после растопки рекомендуется осторожно и постепенно.

Регулирование температуры пара при растопке котла, соединенного блочно с турбиной. В блочных установках растопка котла производится по-разному при пуске энер­ гоблока из холодного и горячего состояния. В первом случае повышение давления пара в котле осуществляет­ ся одновременно с разогревом турбины, ее включением и постепенным увеличением ее нагрузки. Длительность растопки определяется в значительной мере операциями за пределами котла (разогревом паропроводов, пуском турбины и др.).

При пуске энергоблока из горячего состояния турби­ на уже нагрета до высокой температуры и подача в нее относительно холодного пара недопустима. В первый период растопки котел работает с низкой нагрузкой. Пар направляется помимо турбины до тех пор, пока его

с турбиной, включают редукционно-охладительную уста­ новку (РОУ) или быстродействующую такую же уста­ новку (БРОУ), через которую пар из паропроводов

помимо промежуточного пароперегревателя прямо в кон­ денсатор турбины (однобайпасная схема). В РОУ и БРОУ снижается давление пара и уменьшается его тем­ пература путем впрыска воды. Движение пара мимо тур­ бины прекращается после ее включения в работу.

Растопка котла, соединенного блочно с турбиной и имеющего промежуточный пароперегреватель, состоит из большого числа операций, которые должны быть увяза­ ны с работами по турбине и другому оборудованию вне котла. Для четкого выполнения в сжатые сроки всех этих операций составляют графики растопки, в которых

(рис. 11-13). Такие графики исполняют раздельно для растопки котла из холодного и из неостывшего состояний.

205

11-5. Особенности работы пароперегревателя при растопке и остановке прямоточного котла

Растопочный узел. В период растопки прямоточного котла необходимо непрерывное охлаждение его поверх­ ностей нагрева водой или паром. Как -правило, воду начинают подавать в котел еще до растопки. Так назы­ ваемый «растопочный» расход воды равен 15—30% от ее подачи при полной нагрузке.

Такая подача воды необходима для охлаждения бо­

лее всего нагреваемых радиационных поверхностей

jt,

Р и с . 11-14 . Р а ст о п о ч н ы й у з е л к о тл а св е р х к р и т и ч е с к о г о д а в л е н и я .

206

Нагрева. Но для остальной части пароперегревателя столь интенсивное охлаждение не нужно и лишь затруд­ няет повышение температуры пара. Меньшее количество пара расходуется и для прогрева и пуска турбины. Кро­ ме того, в начальный период пуска энергоблока давле­ ние пара перед турбиной должно быть мало. Не всегда допустима, однако, работа прямоточного котла при очень низком давлении.

Для соблюдения этих требований, а также для. воз­ можности более точного регулирования температуры пара перед турбиной прямоточные котлы оборудуют растопоч­ ным узлом. На выходе пара из радиационных поверхно­ стей нагрева устанавливают в с т р о е н н у ю з а д в и ж ­ ку ВЗ, которую закрывают на время растопки котла.

пароводяная смесь (конечно, при докритическом давле­

ляется в последующие поверхности нагрева пароперегре­

Распределение рабочей среды по обоим направлениям регулируют дроссельными клапанами Д-2 и Д-3.

Таким образом, растопочный узел состоит из встроен­ ной задвижки, дроссельных клапанов, встроенных сепа­ раторов, расширителя и соединяющих их трубопроводов.

■В распространенной конструкции растопочного сепа­ ратора пар подается в верхнюю часть вертикального корпуса. В завихрителе ему сообщается вихревое дви­ жение, благодаря чему вода сепарируется на стенки корпуса, а пар выходит снизу (рис. 11-14,6).

До растопки обеспечивают устойчивую циркуляцию воды по контуру: котел (до задвижки В З ) — растопоч­ ный узел— конденсатор паровой турбины — питательный насос — котел. В первый период растопки происходит нагрев этой воды в котле и ее охлаждение в конденсато­ ре. Второй период начинается с момента открытия дрос­ сельных клапанов Д-3 и подачи пара в ширмы и конвек­ тивные трубные пакеты пароперегревателя, а в дальней­ шем и в паровую турбину.

Дроссельные клапаны Д-3 открывают после того, как температура дымовых газов или рабочей среды повы­ сится до назначенного значения (например, при повыше-

207

Him температуры рабочей среды перед встроенной за­ движкой до 260 °С).

В о т м е ч а ю т н а ч а л о и к о н ец п е р и о д а п р о гр ев а п ер ви ч н ы м п а р о м п р о ­

3 ч 5 м ин п о с л е р а ст о п к и н а ч и н а ет ся в ы р а б о т к а эл е к т р о эн е р ги и э н е р г о б л о к о м (к р и в а я 6 на г р а ф и к е ).

С тр ел к а Г у к а зы в а е т м о м ен т за к р ы т и я д р о с с е л ь н о г о к л а п а н а

т у р б и н у п а р а с о о т в е т с т в е н н о и з п р о м е ж у т о ч н о г о и п ер в и ч н о го п а р о ­

п у с е А и п р о ш ед ш и м ч ер ез ц и л и н д р в ы со к о го д а в л е н и я т у р б и н ы .

Основные режимы растопки. Имеются два основных режима:

а) прямоточный, при котором рабочая среда не про­ ходит через растопочные сепараторы и движется через котел так же, как при его работе под нагрузкой (осуще­ ствляется изредка);

б) сепараторный, при котором в первый период вре­ мени рабочая среда проходит через растопочные сепара­ торы.

Растопки котлов можно различать и по другому приз­ наку и разделять на растопки при пуске энергоблока из холодного и из неостывшего состояния. Условия растоп­ ки несколько изменяются при разной степени остывания котла, турбины и главных паропроводов.

Растопка из холодного состояния. Перед каждой та­ кой растопкой считается обязательной промывка водой расположенных по ее ходу до ВЗ поверхностей нагрева, т. е. экономайзера, радиационной части и потолочного экрана. Промывают поочередно по 15—20 мин каждый поток рабочей среды с целью удаления осевших на стен­ ках труб растворимых солей и продуктов стояночной коррозии и отдельных пузырьков воздуха, остающихся иногда после заполнения водою этих поверхностей нагре­ ва. Вода должна проходить по трубам с большой ско­ ростью и после загрязнения удаляться из энергоблока.

2 0 8

Из холодного состояния растапливают тіо сепаратор­ ному режиму «ак однокорпусные прямоточные котлы, так и прямоточные котлы дубль-блоков.

П ер в ы е к отл ы св ер х к р и т и ч ес к о го д а в л е н и я р а ст а п л и в а л и на

о д н о й эл ек т р о с т а н ц и и и з х о л о д н о г о со с т о я н и я не п о се п а р а т о р н о м у ,

к а м ер е . П р и эт о м ч р е зм е р н о в о зр а с т а л а т е м п е р а т у р а п а р а в п р о м е ­

Опыт этой электростанции подтвердил нецелесооб­ разность растопки из холодного состояния котлов с про­ межуточным пароперегревателем по прямоточному режи­ му. Такой режим считают оправданным лишь для пуска из неостывшего состояния второго корпуса котла в дубльблоке, когда при работающей турбине можно подавать большее количество пара в промежуточный пароперегре­ ватель растапливаемого корпуса.

Растопку второго корпуса котла производят быстрее, чем первого (рис. 11-13), так как пусковые операции по турбине не требуются, а главные паропроводы можно заблаговременно прогревать паром из первого корпуса.

н а ст о л ь к о , ч то в ск о р е р а зо р в а л а с ь о д н а и з т р у б и к о р п у с к о тл а а в а ­ р и й н о вы ш ел и з ст р о я .

Растопочный пароохладитель При пуске в работу энергоблока еверхкритического давления из холодного состояния необходимо, чтобы температура пара, пода­ ваемого в турбину, была около 300°С. Регулирование температуры пара производят растопочными впрыскива­ ющими пароохладителями, установленными в главных паропроводах на выходе из котла первичного пара.

В этот период растопки пар выходит из первичного пароперегревателя при пониженном давлении. Необходи-