Пуск, нагружение и остановка паровой турбины после монтажа на электростанции

Паровая турбина (photo by Saber68 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) / commons.wikimedia.org)Процесс пуска турбоустановки состоит из следующих этапов: общая подготовка к первому пуску, пуск конденсационного устройства, пуск насосов масляной системы и включение в работу валоповоротного устройства, проверка органов регулирования и защиты, прогрев паропровода, толчка ротора паром, прогрев паровой турбины на малых частотах вращения и доведение частоты вращения до номинальной, проверка регулирования и защиты, синхронизация генератора с сетью, нагружение турбины.

Непосредственно перед первым пуском включаются все указывающие и записывающие приборы, проверяется работа сигнальных устройств, производится проверка связи со щитом управления электростанции. По всем указателям тепловых расширений паровой турбины производятся замеры и запись их результатов. Арматура установки проверяется на легкость и плавность перемещения запорных или регулирующих элементов во всем диапазоне перемещения. Указанные элементы после этого переводятся в рабочее положение.

Проверяются работа и блокировка насосов масляной системы и достаточность поступления масла к подшипникам. При работе пускового насоса воздействием на механизмы управления турбины проверяется правильность работы органов управления, перевод рабочих органов стопорного и регулирующего клапанов из положения пропуска рабочего тела в положение запирания и обратно.

Насосом циркуляционная вода прокачивается через конденсатор. Паровое пространство конденсатора заполняется конденсатом или химически очищенной водой до 3/4 водоуказательного стекла.

На трубопроводе основного конденсата задвижки ставят в положение, когда при включенном конденсатном насосе конденсат мог бы направляться в деаэратор по холодильникам эжекторов, сальниковому подогревателю и трубным системам подогревателя низкого давления. Задвижка на линии рециркуляции конденсата при пуске турбины должна быть открыта. Открывается задвижка на паропроводах отбора пара в подогревателе низкого давления и включается пусковой эжектор.

Без подачи пара на концевые уплотнения паровой турбины определяется величина достигнутого вакуума.

После включения валоповоротного устройства и подачи пара на концевые уплотнения при вакууме 59,98—66,65 кПа (450— 500 мм рт. ст.) включают основной эжектор. Пусковой эжектор отключается при вакууме 73,32—79,98 кПа (550—600 мм рт. ст.).

Паропровод на всем протяжении от котельной до главных парозапорных задвижек перед пуском прогревается. На первом этапе прогрев производится со скоростью повышения давления до 0,098 МПа (1 кгс/см2) и скоростью повышения температуры 5°C в минуту. Затем в течение 20 мин прогрев ведется без повышения давления. Скорость дальнейшего увеличения давления и температуры до номинальных значений зависит от типа паровой турбины и регламентируется инструкцией по пуску.

Дальнейшее проведение этапов процесса пуска паровой турбины, начальным из которых является пуск пара в турбину, связано с соблюдением ряда следующих основных условий.

Проверяемое по указателю искривление вала не должно превышать 0,05—0,07 мм. Проверяемая по указателю вибрация подшипников опор должна находиться в пределах до 0,03—0,04 мм. Перепад температур материала верхней и нижней корпусных деталей цилиндра высокого давления (ЦВД) в районе камеры регулирующей ступени не должен быть выше 50°C. Проверяемые указателями относительные осевые сдвиги находились бы в пределах установленных значений. Не должно быть затяжек, перекосов при тепловом расширении паровой турбины, регистрируемых указателями теплового расширения цилиндров и корпусов подшипников. Параметры свежего пара, вакуума, давления и температуры масла должны соответствовать установленным значениям. Должны также соблюдаться положения и инструкции по пуску турбины.

Краткое изложение процесса пуска ниже приведено на примере пуска паровой турбины К-300-240, изготавливаемой ПОТ ЛМЗ.

Пар в цилиндр подается после прогрева перепускных труб и паропроводов промежуточного перегрева через постепенно открываемый дроссельный клапан. Частота вращения ротора паром доводится до 450—500 об/мин.

После начала вращения ротора начинается прослушивание тех участков турбины, в которых может быть задевание элементов вращающихся деталей ротора. Прослушиваются концевые уплотнения, проточные части цилиндров, корпуса подшипников, маслозащитные уплотнения. При этом прослушивание целесообразно производить при перекрытом доступе пара, так как это исключает шум проходящего пара и создает лучшие условия обнаружения дефекта. После прослушивания частота вращения ротора доводится до прежнего значения.

На рассматриваемой стадии пуска паровой турбины К-300-240 должны быть соблюдены нижние пределы приведенных технических требований.

Кроме того, одновременно с прогревом паровой турбины следует производить обогрев фланцев и шпилек цилиндра высокого давления (ЦВД) и цилиндра среднего давления (ЦСД). Скорость прогрева металла паропровода, корпусов стопорных клапанов и цилиндров не должна быть больше 3°C в минуту. Разность температуры пара в правых и левых стопорных и защитных клапанах не должна превышать 15°C, а разность температур правого и левого фланцев ЦВД находилась бы в пределах 10°C. Температура фланцев горизонтального разъема ЦВД и ЦСД должна быть выше температуры шпилек, но не более чем на 20°C.

После прогрева на малых оборотах частота вращения повышается до второй скорости 1300 об/мин, на которой проводятся наблюдения, замеры и снятие характеристик. Для дальнейшего прогрева на этой скорости делается выдержка в течение 15—20 мин.

Во время повышения частоты вращения до второй скорости, а также во время выдержки, как и на последующих ступенях повышения скорости, по приборам ведется наблюдение за температурными изменениями частей паровой турбин, вызванными ими изменениями во взаимном расположении элементов статора и ротора: сдвиг ротора, относительное расширение роторов, тепловые расширения турбины. Кроме того, ведется постоянное наблюдение за давлением рабочей жидкости в системе регулирования и масла перед подшипниками, температурой масла, давлением свежего пара, глубиной вакуума.

Далее частота вращения ротора повышается до 2200 об/мин и на этих скоростях проводят выдержку в течение 20—30 мин. Частота вращения после этого вновь повышается до 2700 об/мин, при которой проводят третью выдержку в течение 15—20 мин.

Набор частоты вращения ротора прекращается, если изменение длины составляющих валопровод по отношению к длинам цилиндров достигает предельных значений, которые находятся в диапазонах допусков: ротор высокого давления (РВД) — от +4,8 до -1,5 мм; ротор среднего давления (РСД) — от +4,0 до -2,5 мм; ротор низкого давления (РНД) — от +6,5 до -2,5 мм.

Для выравнивания относительных длин принимаются следующие меры. Если РВД и РСД расширяются быстрее своих цилиндров, то увеличивается подача пара на обогрев фланцев. Если же расширение названных роторов происходит медленнее расширения цилиндров, то уменьшается или прекращается подача пара на обогрев фланцев, а температура пара, подаваемого на уплотнения ЦВД и ЦСД, повышается.

Последняя ступень частоты вращения ротора соответствует номинальной — 3000 об/мин. На этой скорости паровая турбина тщательно прослушивается, проверяется работа всех механизмов, сборочных единиц системы регулирования, парораспределения и защиты. Вибрация подшипников должна быть в пределах 0,03 мм.

При первом пуске паровой турбины контролируется работа автомата безопасности, а также плотность запорных и регулирующих устройств клапанов.

Турбогенератор синхронизируется и после включения его в сеть незамедлительно нагружается. Для агрегата мощностью 300 МВт нагрузка равна 9—15 МВт. После этого производится дальнейшее нагружение турбогенератора ступенями с выдержками на каждой из ступеней, во время которых достигается прогрев. При нагружении ведется наблюдение за температурой подшипника упорного, симметричностью и величиной тепловых расширений цилиндров, за относительным расширением роторов, которое не превышало бы допустимых значений. Вибрации подшипников турбин при нагруженном генераторе не должны превышать 0,04 мм. На каждой ступени нагружения проводится прослушивание уплотнений и проточных частей цилиндров. Обогрев фланцев и шпилек прекращается при достижении стабильной нагрузки, а также установившемся температурном режиме.

Скорость снижения нагрузок при остановке турбоагрегата регламентируется установленными нормами, обеспечивающими постепенное и равномерное охлаждение турбины. При сбросе нагружения ведется наблюдение за температурой фланцев и шпилек, температурой верха и низа корпусных деталей цилиндров, за величиной относительного расширения роторов.

При переходе паровой турбины после разгрузки на ходостой ход не позднее чем через 1—2 мин генератор отключается от сети.

После прекращения вращения ротора паром и его останова в конце выбега включается валоповоротное устройство. Оно должно непрерывно вращать ротор в течение 8 ч. По истечении указанного срока с помощью валоповоротного устройства меняется положение ротора поворотом его на 180° через каждые 30 мин до полного остывания турбины, т. е. до понижения температуры металла ЦВД до 60°C.

После снижения вакуума останавливаются конденсатные насосы. При снижении температуры у паровой турбины выхлопного патрубка до 55°C отключением насоса прекращается подача охлаждающей воды в конденсатор.

Кривая нормального выбега ротора турбогенератора

Рис. 20.1. Кривая нормального выбега ротора турбогенератора.

Одной из характеристик процесса останова является выбег турбогенератора, определяемый зависимостью частоты вращения ротора от момента прекращения доступа пара в паровую турбину до момента полной остановки ротора.

Кривая нормального выбега ротора турбогенератора представлена на рис. 20.1.

Обычно показания для построения кривой выбега ротора снимаются после 250—300 ч работы агрегата, т. е. после истечения времени, необходимого для некоторой приработки трущихся поверхностей деталей. Частота вращения ротора после отключения пара определяется тахометром с интервалами в одну минуту. Нормальное время выбега роторов у агрегатов большой мощности 25—35 мин.

Закладка Постоянная ссылка.