Насосное оборудование тэс

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение....................................................................................................3

2. Группы насосов........................................................................................4

3. Требования, предъявляемые  к насосам..................................................6

4. Параллельная работа  насосов..................................................................6

5. Последовательная работа  насосов..........................................................7

6. Особенности эксплуатации  насосов.......................................................8

7. Вывод.......................................................................................................12

8. Список литературы.................................................................................15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Надежность и технико-экономическая  эффективность работы тепловых электростанций и теплоснабжающих систем в значительной степени определяется эффективностью использования насосов и тягодутьевых машин, являющихся самыми распространенными  агрегатами на энергетических предприятиях. Кроме требований по надежности и  экономичности, возможности работы на переменных режимах к ним предъявляются  специфические требования, связанные  с длительной эксплуатационной компанией, работой с агрессивными средами  при высокой температуре и  давлении различных теплоносителей. Насосы и тягодутьевые машины являются неотъемлемой частью технологической  схемы тепловой электростанции или  отопительно-промышленной котельной. Без них невозможна работа котельных  установок, паровых и газовых  турбин, теплообменного оборудования, централизованных систем теплоснабжения, то есть всех тех энергетических систем, которые обеспечивают жизнь и  деятельность человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГРУППЫ НАСОСОВ

Насосы, устанавливаемые на ТЭС, можно разделить на следующие группы:

1. Насосы основных (непрерывных)  циклов работы:

Цикла циркуляции воды: циркуляционные для охлаждения пара в конденсаторах, рециркуляционные для охлаждения циркуляционной воды ( в прудах, холодильниках градирнях и т.п.);

Цикла питательной воды: конденсатные низкого давления, конденсатные среднего давления, конденсатные добавочные (перекачивают конденсат греющего пара из сетевых подогревателей, регенеративных подогревателей, испарителей, конденсатных баков), воздушные, мокровоздушные, эжекторные, питательные бустерные, питательные котлоагрегатов;

Цикла теплоснабжения: сетевые, бойлерные;

Цикла регулирования: насосы, подающие рабочую жидкость в органы

системы регулирования паровых  турбин;

Цикла охлаждения основного  оборудования: для охлаждения элементов  конструкции котлов, для охлаждения трансформаторов, для охлаждения генераторов, для охлаждения подшипников.

2. Насосы вспомогательных  циклов работы:

Цикла подготовки питательной  воды: для подачи сырой воды в  испарители, рециркуляционные (для охлаждения пара в испарителях), для подачи конденсата из испарителей в конденсатный бак или аккумулятор;

Цикла подготовки топлива  и удаления продуктов горения: для  подачи жидкого топлива к бакам  хранения и горелкам котла, для удаления золы гидравлическим способом (багерные).

3. Насосы для технических  целей и разного назначения: дренажные  (грязевые) для перекачки сточных  вод; масляного хозяйства (перекачка  масла, очистка и т.д.); для прочистки  трубок конденсаторов и бойлеров; для химической промывки поверхностей нагрева котлов; насосы - дозаторы системы водоподготовки; насосы пожарные, хозяйственные, разные.

К насосам, непосредственно  влияющим на надежность и экономичность  работы ТЭС, относят питательные, конденсатные, сетевые и багерные. Эти же насосы работают в наиболее трудных условиях из-за особенностей рабочего процесса на ТЭС и требований, предъявляемых к их надежности и экономичности.

Номенклатура насосов, используемых на ТЭС, разнообразна. В таблице 1.1 приведены  примеры маркировки основных видов  насосов, применяемых на тепловых электростанциях. Первая цифра в маркировке - расход среды в м/час, вторая цифра - развиваемое давление в кгс/м или м.в.с.

 

 

 

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ  К НАСОСАМ

Насосы должны обеспечивать работу основного энергетического оборудования ТЭС на всех нагрузках, включая номинальную. К ним предъявляется ряд требований, из которых важнейшими являются:

- высокая надежность и  долговечность в работе;

- высокая экономичность  в эксплуатации;

- минимальная масса, допустимые  габариты и удобство компоновки;

- умеренный шум при  работе;

- обеспечение условий  механизированного монтажа и  ремонта; минимальное количество деталей и обеспечение их взаимозаменяемости;

- изменение характеристик  в широком диапазоне регулирования нагрузки агрегатов ТЭС;

- возможность применения  автоматики и дистанционного  управления при минимальном эксплуатационном обслуживании.

 

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА НАСОСОВ

Насосы, применяемые на ТЭС, часто работают совместно, то есть подают среду в одну магистраль. При этом агрегаты могут быть включены в систему последовательно или параллельно. Некоторые насосы на ТЭС устанавливаются параллельно группами до 4 штук не только с целью повышения подачи, но и для резервирования (что обеспечивает высокую надежность и экономичность работы оборудования ТЭС). К числу таких насосов относятся питательные, конденсатные, циркуляционные, багерные, насосы систем смазки турбин и генераторов, пожарные и другие насосы. При параллельной работе насосов удается расширить диапазон регулирования подачи жидкости в сеть. В ряде случаев в параллельную работу могут быть включены два вентилятора или дымососа (например, при существенном изменении характеристики газовоздушного тракта котла в процессе эксплуатации).

Как правило, при параллельной работе используют агрегаты, имеющие  одинаковые характеристики, то есть однотипные лопастные машины. Это упрощает их обслуживание, ремонт и обеспечивает устойчивую работу на различных режимах, в том числе при регулировании  подачи. Однако иногда приходится использовать одновременно основные и резервные  агрегаты, имеющие различные характеристики.

 

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ РАБОТА НАСОСОВ

Последовательная работа лопастных машин применяется  для увеличения напора в тех случаях, когда один агрегат при заданной производительности не может создать  требуемого напора. Подача каждой лопастной  машины остается постоянной, общий  напор равен сумме напоров  последовательно подключенных насосов.

Наиболее характерным  случаем использования последовательной работы лопастных машин на ТЭС  является применение бустерных насосов. Эти насосы являются предвключенными по отношению к основным питательным насосам и выполняют две важные функции: во первых, создают необходимое высокое давление в подводе питательного агрегата (обеспечивая его работу без кавитации) и, во вторых, повышают давление питательной воды, разгружая тем самым питательные насосы как по мощности, так и по уровню создаваемого напора.

В ряде случаев в пароводяном  тракте энергоблоков ТЭС устанавливают  в две ступени конденсатные насосы, однако при этом чаще всего преследуется цель компенсации потерь напора на промежуточных участках тепловой схемы.

Схема последовательной установки  конденсатных насосов

в пароводяном тракте ТЭС:

КТ - конденсатор турбины, Д - деаэратор, ПНД - подогреватели низкого давления,

 КН - конденсатные насосы (две  ступени)

 

 

Порядок построения общей  характеристики двух (или более) последовательно  подключенных лопастных машин мало зависит от вида их индивидуальных характеристик. Однако при этом стремятся, чтобы напорные функции агрегатов, подключаемых последовательно, отличались незначительно и последней по ходу устанавливают машину, развивающую наибольшее давление.

 

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСОВ

Условия эксплуатации лопастных  машин на ТЭС

Насосы, применяемые на тепловых электростанциях, могут работать в различных условиях и при значительных изменениях режимных параметров. При этом режим работы каждой установки напрямую зависит от работы основного оборудования станции.

Питательные насосы

Из всех элементов вспомогательного оборудования питательные насосы являются наиболее сложными и ответственными агрегатами. У крупных энергоблоков ТЭС питательный агрегат по своему месту и назначению может быть отнесен к основному тепломеханическому оборудованию. Для установок единичной мощностью до 200 МВт включительно в качестве привода к питательным насосам применяются асинхронные электродвигатели.

Все питательные насосы должны иметь на напорной линии обратный клапан и устройство для рециркуляции воды при малых подачах насоса. Линия рециркуляции необходима для  предотвращения «запаривания» насоса. Пропускная способность линии и  клапана рециркуляции должна составлять около 25-30% номинальной производительности насоса. Все современные питательные  агрегаты на ТЭС имеют систему  принудительной смазки, работа которой  обеспечивает смазку подшипников, зубчатых муфт, редукторов и наполнение гидромуфт (при их наличии). Для охлаждения узлов насосного агрегата подводится вода технического водопровода и  холодный конденсат.

Современные питательные  агрегаты имеют весьма развитую систему  защиты, блокировки, сигнализации и контроля.

Помимо действия защит  питательный агрегат предохраняется от ненормальных режимов системой аварийной  сигнализации. В нее входят сигналы:

- при повышении температуры  подшипников; 

- при снижении уровня  масла в маслобаке; 

- при несоответствии открытия  или закрытия клапана рециркуляции, обратного клапана и напорной  задвижки;

- при перегрузке электродвигателя  ПЭН по току;

- при повышенной вибрации  подшипников агрегата;

- при повышении температуры  в перепускной трубе разгрузочного  устройства насоса.

Конденсатные, циркуляционные и сетевые насосы

Конденсатные насосы являются ответственными агрегатами вспомогательного оборудования ТЭС. Конденсатные насосы служат для откачки конденсата из конденсатора и подачи его через обессоливающую установку, систему регенеративных подогревателей низкого давления и пароструйный эжектор в деаэратор. В зависимости от мощности турбины устанавливаются два, три или даже четыре конденсатных насоса, один из них является резервным и включается по системе АВР. Особенностью работы конденсатных насосов является то, что рабочая среда имеет температуру, близкую к температуре насыщения. Это создает условия для срыва работы насоса и возникновения кавитационных явлений.

Конденсатные насосы выпускаются  вертикального и горизонтального  исполнения.

В процессе нормальной эксплуатации конденсатных и сетевых насосов  необходимо:

- контролировать вибрационное  состояние агрегата;

- следить за температурой  и уровнем масла в подшипниках,  контролировать подачу охлаждающей  воды к подшипникам, проверять  работу смазочных колец; 

- контролировать работу  концевых уплотнений: подачу воды  на уплотнения, нагрев узла уплотнений  и т.д.;

- следить за показаниями  амперметра, не допуская перегрузки  двигателя по току;

- контролировать работу  регулятора уровня в конденсаторе; следить за подачей уплотняющего  конденсата на вакуумную арматуру ( в том числе в резервных  насосах); поддерживать в состоянии  готовности резервный агрегат. 

При длительной эксплуатации необходимо по графику чередовать работу резервных и рабочих насосов.

Для конденсатных насосов  важнейшими факторами, влияющими на их режим работы, будут уровень  воды в деаэраторе и конденсаторе, расход пара и конденсата через конденсатор  турбины. Конденсатные насосы, используемые для отвода теплоносителя из теплообменников, называют также дренажными или сливными. Эти насосы работают обычно с постоянной нагрузкой, так как производить регулирование их подачи специальными способами в большинстве случаев не целесообразно.

Наиболее важным при эксплуатации конденсатных, как и питательных  насосов, является необходимость избежать развития кавитационных процессов.

Сетевые насосы предназначены  для питания теплофикационных сетей  и создания циркуляции в замкнутых  промежуточных контурах ТЭС и  устанавливаются либо непосредственно  на электростанции, либо на промежуточных  перекачивающих насосных станциях. В  зависимости от теплового режима сети насосы должны надежно работать при значительных колебаниях температуры  перекачиваемой воды в широком диапазоне  подач.

В основных позициях условия  эксплуатации сетевых насосов близки к условиям работы конденсатных насосов.

Циркуляционные насосы обеспечивают подачу охлаждающей воды в конденсаторы турбины, а также на технические  цели (на охлаждение узлов оборудования, гидрозолоудаление, химводоочистку и т. д.). По условиям работы циркуляционные насосы должны подавать большое количество воды при относительно невысоком напоре. Для этой цели наиболее подходят одноступенчатые центробежные насосы с двухпоточным рабочим колесом, а также крупные вертикальные осевые насосы. Как правило, на ТЭС прокладывается два напорных циркуляционных водовода и при установке четырех циркуляционных насосов можно переключать два насоса на любой канал. На некоторых станциях насосы устанавливаются в помещении турбинного цеха на нулевой отметке в непосредственной близости от конденсаторов. В этом случае вода забирается из общего подводящего самотечного канала, проходящего около конденсационного помещения.

Для защиты оборудования от опасных режимов циркуляционные агрегаты имеют технологическую  защиту и сигнализацию. К основным видам защиты можно отнести:

- токовую защиту электропривода;

- защиту от повышения  температуры подшипников и снижения  уровня 

масла в масляных ваннах агрегата;

- защиту от работы при  закрытой задвижке на напорной  линии или 

сливной линии циркуляционного  водовода;

- защиту от прекращения  подачи воды для смазки верхнего 

подшипника насоса и охлаждения масляных ванн подшипников 

электродвигателя 

- защиту от предельного  перепада уровней на защитных  сетках.

 

ВЫВОД

Среди оборудования, применяемого на современных предприятиях теплоэнергетики, одну из главных ролей играют, безусловно насосы. Они используются на всех этапах производственного цикла и должны полностью соответствовать высоким  требованиям по безопасности и стабильной работе.

Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей  четко определяют требования к водоподготовительным установкам. Оборудование для водоподготовки и установленный водно-химический режим должны отвечать принятым стандартам качества и экономичности, снижение которой зачастую может быть вызвано  коррозией внутренних поверхностей водоподготовительного, теплоэнергетического и сетевого оборудования. Также нельзя допускать образования накипи и  отложений на теплопередающих поверхностях, в проточной части турбин, шлама  в оборудовании и трубопроводах  электростанций и тепловых сетей.

Эти требования вызваны тем, что чрезвычайно высокие эксплуатационные температуры накладывают жесткие  ограничения на толщину отложений на поверхностях нагрева. Поэтому повышенное внимание должно обращаться на качество циркулирующей воды и на водоподготовку в целом, в том числе, и на качество насосного оборудования.

Жесткие условия эксплуатации налагают специальные требования на материалы и исполнение насосов, задействованных на всех этапах производства. Кроме того, большое внимание придается  эффективности и экономичности  оборудования, ведь по данным Минэнерго, расход электроэнергии на собственные  нужды ТЭЦ достигает 6-9%, причем основными  потребителями электрической энергии  собственных нужд ТЭЦ являются питательные  и сетевые насосы.

До недавнего времени  нержавеющая сталь была практически  безальтернативным вариантом для  исполнения насосов. Титан хотя и  обладает исключительными конструктивными  качествами, использовался редко в силу отсутствия недорогих технологий его обработки. Однако не так давно появились насосы, рабочие части которых выполнены из сплавов титана. За счет появления новых способов обработки металла эти агрегаты стали гораздо более доступны. Принимая во внимание то, что благодаря высокой коррозионностойкости срок службы этих насосов очень велик, установка титановых насосов становится экономически целесообразной.

Одним из важнейших показателей  эффективности любого производства   является его энергоэффективность, то есть количество энергии, затраченное на единицу произведенной продукции. В состав типичных производственных схем ТЭС входят насосы, которые являются крупными потребителями энергии. Поэтому их грамотный выбор и установка экономичных режимов работы становятся хорошим резервом энергосбережения, учитывая, что около 70% времени насосные установки работают на нерасчетных режимах. В таких условиях использование регулирования становится насущной необходимостью. Наиболее эффективным представляется применение насосов с частотно-регулируемым приводом. По подсчетам ряда экспертов, замена электропривода насосов на частотно-регулируемый способна обеспечить экономию для средней ТЭЦ в 5000 т условного топлива в год. Таким образом, можно утверждать, что использование современного насосного оборудования на предприятиях теплоэнергетики может и должно способствовать оптимизации работы этого производства и снижению производственных издержек, а значит и снижению себестоимости производимой энергии.

Кроме того, применение экономичного оборудования будет способствовать снижению экологической нагрузки на окружающую среду, что в современных  условиях немаловажно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Башта Г.М. Гидравлика, гидромашины, гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982.

2. Лобачев В.П. Насосы  и насосные станции. М.: Стройиздат, 1990.

3. Малюшенко В.В. Насосное оборудование ТЭС. М.: Энергия, 1975.

4. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М.:

Энергоатомиздат, 1984.

5. Эстеркин P.M. Эксплуатация, ремонт, наладка и испытания 

тепломеханического оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1984.

6. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы, М.: Энергия, 1978.

7. Трубников И.А. Насосы  и вентиляторы. Воронеж: Воронежский 

университет, 1982.

8. http://www.rsk-met.ru/information/95-pumps.html

9.http://www.rmo.ru/ru/nmoborudovanie/nmoborudovanie/2006-1/12_13_ota_01_06.pdf

10.http://elektrostan.ru/index029b.php?Nasosnye_ustanovki:Centrobezhnye_nasosy:Rabota_nasosov

11. http://kursgm.ru/enerprob/energetika18.htm

12. http://www.ngpedia.ru/id179542p4.html

13. http://www.m3-company.ru/articles/a20121024.html