Блок скд тепловая станция что это
РД 153-34.1-25.515-98 СО 34.25.515-98 Рекомендации по оптимизации пуско-остановочных режимов котлов блочных установок и ТЭС с поперечными связями
Российское акционерное общество
энергетики и электрификации «ЕЭС РОССИИ»
Департамент стратегии развития
и научно-технической политики
Рекомендации
по оптимизации пуско-остановочных
режимов котлов блочных установок
и ТЭС с поперечными связями
Вводится в действие
с 01.08.99 г.
Разработано Открытым акционерным обществом «Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей»
Исполнители Б.Н. ГЛУСКЕР, А.В. ЗОТИКОВ, В.М. КАЛИНИЧЕВ, В.В. ХОЛЩЕВ, В А. ЩЕПТЕВ
Утверждено Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» 27.02.98 г.
Первый заместитель начальника А.П. БЕРСЕНЕВ
Настоящие Рекомендации разработаны по поручению Департамента стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» и являются собственностью РАО «ЕЭС России».
В условиях неравномерности энергопотребления в связи со снижением промышленного производства и сложностями в обеспечении электростанций топливом возросло количество вынужденных остановов котлов и энергоблоков в резерв с последующим пуском.
В процессе пуска котла должны обеспечиваться следующие основные требования:
надежный температурный и гидравлический режимы поверхностей нагрева;
минимально возможная длительность до достижения необходимых параметров;
сведение к минимуму пусковых потерь топлива, электроэнергии, пара.
Как показал опыт освоения, пуски блоков сверхкритического давления (СКД) на скользящем давлении во всем пароводяном тракте позволяют сократить время разворота блока из различных тепловых состояний, упростить управление пуско-сбросным устройством блока (ПСБУ) за счет отказа от управления клапанами на линии подвода среды к встроенному сепаратору и отвода пара из встроенного сепаратора, увеличить экономичность пуска блока за счет снижения давления на линии напора питательного насоса, повысить надежность поверхностей нагрева в результате облегчения термонапряженного состояния элементов пароводяного тракта.
1. Оптимизация пуско-остановочных режимов блоков СКД
С целью повышения маневренных характеристик базовых мощных энергоблоков СКД при сохранении высоких экономических показателей была отработана новая для отечественной энергетики технология пуска блока на скользящем давлении из любого стартового давления в пароводяном тракте. В настоящее время пуски блоков СКД на скользящем давлении внедрены на блоках 800 МВт с котлами ТПП-804 и ТГМП-204ХЛ и отрабатываются на ряде блоков мощностью 300 МВт. Проведенными работами показана также возможность разворота блоков СКД на скользящем давлении без использования стороннего пара, что крайне актуально при необходимости разворота электростанции с «нуля».
Внедрение пусков блоков СКД на скользящем давлении возможно только после предшествующей проверки и обеспечения надежности поверхностей нагрева котла в таких режимах. Для ряда котлов, возможно, для этого потребуется проведение модернизации гидравлической схемы их поверхностей нагрева, как это было, например, выявлено и выполнено на котлах ТПП-804 блоков 800 МВт Пермской ГРЭС. В настоящее время ВТИ, ОРГРЭС и ЦКТИ проводят работу по установлению пригодности эксплуатирующихся в РАО «ЕЭС России» котлов СКД к растопкам на скользящем давлении во всем пароводяном тракте. Освоение пусков блоков СКД на скользящем давлении показало необходимость некоторого усовершенствования их тепловых схем.
При рассмотрении тепловых схем блоков СКД с целью оценки их пригодности к пуску блоков на скользящем давлении основное внимание было уделено:
организации надежной подачи питательной воды на всех этапах растопки;
условиям обеспечения надежной работы питательных насосов;
надежной работе арматуры;
надежному управлению расходами топлива и питательной воды и их регистрации;
условиям обеспечения пусков без использования стороннего пара.
При пусках блоков на скользящем давлении большая часть технологических операций проводится согласно действующим типовым инструкциям. В то же время отработка режимов растопки котлов СКД на скользящем давлении показала необходимость реализации следующих технологических операций, отличных от регламентированных типовыми инструкциями:
при непродолжительных остановах блока и последующем его пуске из неостывшего или горячего состояния сохраняется давление как в парогенерирующей, так и в перегревательной частях тракта. Конденсация пара в отдельных ступенях пароперегревателя при соответствующей организации пуска не приводит к нарушению температурного режима элементов пароперегревателя.
При пусках из холодного состояния избыточное давление в тракте до встроенной задвижки (ВЗ) на начальной стадии растопки немногим выше нуля, и на этой ее стадии давление на линии напора питательного насоса составляет около 4 МПа при перепаде на регулировочном питательном клапане (РПК) 3 МПа. Примерно через 1 ч после розжига горелок давление перед РПК повышается до 5 МПа при постоянном перепаде давления на РПК.
Внедрение в эксплуатацию растопок котлов ТПП-804 Пермской ГРЭС и котлов ТГМП-204ХЛ Сургутской ГРЭС на скользящем давлении во всем пароводяном тракте позволило поставить вопрос о возможности разработки технологии разворота блока СКД без использования стороннего пара, что крайне важна при аварийной посадке электростанции на «нуль» и ее последующем развороте без использования пара пусковой котельной. Предлагаемая технология пусков блока особенно важна для электростанций, оборудованных энергоблоками, в тепловой схеме которых отсутствуют питательные насосы с электроприводом.
Следует отметить, что успешному внедрению этих режимов способствовало наличие в тепловых схемах блоков 800 МВт пускосбросных устройств собственных нужд (ПСБУс.н.), которые позволяли организовать подачу пара к турбоприводу питательных насосов до разворота турбогенератора блока. На блоках 300 МВт, в схемах которых отсутствуют ПСБУс.н., реализация пусков без использования стороннего пара возможна только при некоторой модернизации их пусковой схемы, о чем будет упомянуто ниже.
При пусках из всех исходных тепловых состояний на скользящем давлении во всем пароводяном тракте котла допустимые температуры среды и труб в зоне обогрева обеспечиваются низким уровнем форсировки топки по топливу.
При пусках блока 300 МВт из холодного состояния, как показали результаты испытаний блока с двухкорпусным котлом ТГМП-114, выполняемая технология пуска на заключительном этапе растопки не исключает возможности развития неустойчивого расхода питательной воды в котле. При этом низкая тепловая нагрузка котла не приводит к развитию недопустимых температур труб поверхностей нагрева в зоне обогрева. Тем не менее, подобный растопочный режим не может быть рекомендован как эксплуатационный, так как любое нерегулируемое увеличение форсировки котла может привести к чрезмерному повышению температур экранных труб.
Надежность котлов блоков 300 МВт при растопках на скользящем давлении без использования стороннего пара и первоначальном его питании от бустерных насосов может быть обеспечена на всех этапах растопок из любого исходного теплового состояния при организации подачи собственного пара на питательный турбонасос до разворота основной турбины. Указанное требует некоторой модернизации пусковой схемы блока, о чем будет отмечено ниже.
2. Оценка особенностей тепловых схем блоков СКД и рекомендации по их оптимизации для обеспечения пусков блоков на скользящем давлении
Блоки мощностью 300/250 МВт оснащены питательными электронасосами (ПЭН) ПЭ-600-300 или СВПЭ-320-550 и питательными насосами с турбоприводами (ПТН). В деаэраторной схеме блока перед основным питательным насосом установлены бустерные электронасосы (БЭН), в бездеаэраторной схеме подача питательной воды к основным питательным насосам обеспечивается конденсатными электронасосами (КЭН).
Другим направлением, обеспечивающим надежное питание котлов при растопках на скользящем давлении, является питание котла от ПТН. Для реализации этого предложения необходимо подвести пар на турбопривод насоса и отвести его в конденсатор основной турбины. Возможным решением этой задачи является организация подвода пара из коллектора собственных нужд или из растопочного расширителя (Р-20). Последнее из указанных решений выполняется в случае применения технологии пуска блока без использования стороннего пара, когда на первоначальном этапе растопки котла питательная вода подается бустерными или конденсатными насосами. При выполнении таких схем необходимо защитить основную турбину блока от возможного «разгона», для чего на трубопроводе III отбора необходимо устанавливать обратный клапан типа КОСМ либо быстродействующий запорный орган (отсечной клапан) на трубопроводе подвода стороннего пара. Схема такого типа в настоящее время готовится к монтажу на одном из блоков Костромской ГРЭС.
Для широкого внедрения пусков блоков 250/300 МВт на скользящем давлении на ПТН следует разработать типовую рекомендуемую схему.
Главной особенностью пусков блоков на скользящем давлении без использования стороннего пара является проведение растопки с обеспечением питания котла на начальной ее стадии БЭН (традиционная тепловая схема блока) или КЭН (бездеаэраторная тепловая схема).
При выработке в котле достаточного количества пара производится разворот ПТН и питание котла обеспечивается этим насосом.
Рис. 1. Принципиальная схема подачи воды на БЭН от КЭН 2-й ступени при вращении БЭН от приводной турбины ПТН через редуктор
На блоках 300/250 МВт пуск без использования стороннего пара может производиться при подаче питательной воды в котел ПЭН, но при обеспечении их работы на малых частотах вращения, о чем указывалось выше. При организации пусков этих блоков с использованием ПЭН необходимо предусмотреть подачу пара на уплотнения турбины от расширителя Р-20.
При организации пуска блока без использования ПЭН на собственном паре необходимо обеспечить подачу пара на ПТН. Применительно к одному из блоков Костромской ГРЭС была разработана схема подачи пара на ПТН от расширителя Р-20, приведенная на рис. 2. Обеспечение работы ПТН по такой схеме сохраняется до разворота основной турбины и взятия начальной нагрузки, после чего питание ПТН переводится на III отбор турбины.
Рис. 2. Принципиальная схема подачи пара на ПТН от расширителя Р-20:
Предлагаемая схема подготавливается к выполнению на Костромской ГРЭС и должна быть испытана в 1998 г.
3. Пусковые схемы ГЭС с барабанными котлами высокого давления и организация режимов пусков и остановов барабанных котлов
Общими элементами пусковой схемы ТЭС блочного исполнения и ТЭС с поперечными связями для барабанных котлов являются:
схема впрысков. До сих пор в подавляющем большинстве случаев на котлах применяется схема впрысков собственного конденсата Р. Долежаля, которая не приспособлена для регулирования в пусковых режимах. Этот недостаток в первую очередь наиболее существен для котлов в блочном исполнении, когда требуется при подключении в работу турбины поддерживать пониженную температуру свежего пара. Перспективным направлением считается применение на таких котлах схемы впрысков питательной водой;
устройство по расхолаживанию барабана. Широко применяется схема Н.А. Никифорова. Внутри барабана для расхолаживания установлены распределительные верхние и нижние коллекторы, подсоединенные к общестанционному коллектору насыщенного пара высокого давления;
На многих ТЭС блочной компоновки также предусматривается общестанционная РРОУ. Но более органично для таких котлов иметь индивидуальную установку. Для котлов без промежуточного пароперегревателя пусковая схема выполняется с одним байпасом турбины, соединяющим главные паропроводы с конденсатором. На байпасе установлено ПСБУ со сбросом пара как в конденсатор турбины, так и в КСН. Для котлов с промежуточным пароперегревателем пусковая схема также с одним байпасом и ПСБУ. Для прогрева системы промперегрева предусмотрена РОУ 140/25. Последняя включается также для операций при остановах блока с расхолаживанием котла с подачей пара в КСН;
эжекторов (основных, пусковых, уплотнений, расхолаживания турбины);
паромеханических мазутных форсунок;
паровой обдувки РВП.
В зависимости от теплового состояния оборудования режимы пуска подразделяются на следующие основные группы.
Из холодного состояния для котлов:
Из неостывшего состояния для котлов:
Из горячего состояния для котлов:
При пусках из холодного состояния начальный расход топлива для котла независимо от схемы внутристанционной связи с турбиной выбирается равным 10 % номинального. Расход пара обеспечивается на начальном этапе растопки либо за счет полного открытия ПСБУ (котлы блочной компоновки), либо полного открытия продувки котла в атмосферу с последующим переходом на коллектор собственных нужд 1,3 МПа с полным открытием дроссельного клапана РРОУ. Поскольку вакуумная растопка котлов не находит применения, то при пусках из холодного состояния котлов с промежуточным пароперегревателем ПСБУ и РОУ 140/25 открываются полностью после розжига горелок (с появлением избыточного давления в пароводяном тракте).
При пусках из горячего состояния начальный расход топлива выбирается равным 20 % номинального.
Динамика нагружения любого котла (независимо от давления и компоновки) при пусках из холодного, неостывшего и горячего состояний приводится дискретно:
1. Оптимизация пуско-остановочных режимов блоков СКД
С целью повышения маневренных характеристик базовых мощных энергоблоков СКД при сохранении высоких экономических показателей была отработана новая для отечественной энергетики технология пуска блока на скользящем давлении из любого стартового давления в пароводяном тракте. В настоящее время пуски блоков СКД на скользящем давлении внедрены на блоках 800 МВт с котлами ТПП-804 и ТГМП-204ХЛ и отрабатываются на ряде блоков мощностью 300 МВт. Проведенными работами показана также возможность разворота блоков СКД на скользящем давлении без использования стороннего пара, что крайне актуально при необходимости разворота электростанции с «нуля».
Внедрение пусков блоков СКД на скользящем давлении возможно только после предшествующей проверки и обеспечения надежности поверхностей нагрева котла в таких режимах. Для ряда котлов, возможно, для этого потребуется проведение модернизации гидравлической схемы их поверхностей нагрева, как это было, например, выявлено и выполнено на котлах ТПП-804 блоков 800 МВт Пермской ГРЭС. В настоящее время ВТИ, ОРГРЭС и ЦКТИ проводят работу по установлению пригодности эксплуатирующихся в РАО «ЕЭС России» котлов СКД к растопкам на скользящем давлении во всем пароводяном тракте. Освоение пусков блоков СКД на скользящем давлении показало необходимость некоторого усовершенствования их тепловых схем.
При рассмотрении тепловых схем блоков СКД с целью оценки их пригодности к пуску блоков на скользящем давлении основное внимание было уделено:
организации надежной подачи питательной воды на всех этапах растопки;
условиям обеспечения надежной работы питательных насосов;
надежной работе арматуры;
надежному управлению расходами топлива и питательной воды и их регистрации;
условиям обеспечения пусков без использования стороннего пара.
При пусках блоков на скользящем давлении большая часть технологических операций проводится согласно действующим типовым инструкциям. В то же время отработка режимов растопки котлов СКД на скользящем давлении показала необходимость реализации следующих технологических операций, отличных от регламентированных типовыми инструкциями:
при непродолжительных остановах блока и последующем его пуске из неостывшего или горячего состояния сохраняется давление как в парогенерирующей, так и в перегревательной частях тракта. Конденсация пара в отдельных ступенях пароперегревателя при соответствующей организации пуска не приводит к нарушению температурного режима элементов пароперегревателя.
При пусках из холодного состояния избыточное давление в тракте до встроенной задвижки (ВЗ) на начальной стадии растопки немногим выше нуля, и на этой ее стадии давление на линии напора питательного насоса составляет около 4 МПа при перепаде на регулировочном питательном клапане (РПК) 3 МПа. Примерно через 1 ч после розжига горелок давление перед РПК повышается до 5 МПа при постоянном перепаде давления на РПК.
Внедрение в эксплуатацию растопок котлов ТПП-804 Пермской ГРЭС и котлов ТГМП-204ХЛ Сургутской ГРЭС на скользящем давлении во всем пароводяном тракте позволило поставить вопрос о возможности разработки технологии разворота блока СКД без использования стороннего пара, что крайне важна при аварийной посадке электростанции на «нуль» и ее последующем развороте без использования пара пусковой котельной. Предлагаемая технология пусков блока особенно важна для электростанций, оборудованных энергоблоками, в тепловой схеме которых отсутствуют питательные насосы с электроприводом.
Следует отметить, что успешному внедрению этих режимов способствовало наличие в тепловых схемах блоков 800 МВт пускосбросных устройств собственных нужд (ПСБУс.н.), которые позволяли организовать подачу пара к турбоприводу питательных насосов до разворота турбогенератора блока. На блоках 300 МВт, в схемах которых отсутствуют ПСБУс.н., реализация пусков без использования стороннего пара возможна только при некоторой модернизации их пусковой схемы, о чем будет упомянуто ниже.
При пусках из всех исходных тепловых состояний на скользящем давлении во всем пароводяном тракте котла допустимые температуры среды и труб в зоне обогрева обеспечиваются низким уровнем форсировки топки по топливу.
При пусках блока 300 МВт из холодного состояния, как показали результаты испытаний блока с двухкорпусным котлом ТГМП-114, выполняемая технология пуска на заключительном этапе растопки не исключает возможности развития неустойчивого расхода питательной воды в котле. При этом низкая тепловая нагрузка котла не приводит к развитию недопустимых температур труб поверхностей нагрева в зоне обогрева. Тем не менее, подобный растопочный режим не может быть рекомендован как эксплуатационный, так как любое нерегулируемое увеличение форсировки котла может привести к чрезмерному повышению температур экранных труб.
Надежность котлов блоков 300 МВт при растопках на скользящем давлении без использования стороннего пара и первоначальном его питании от бустерных насосов может быть обеспечена на всех этапах растопок из любого исходного теплового состояния при организации подачи собственного пара на питательный турбонасос до разворота основной турбины. Указанное требует некоторой модернизации пусковой схемы блока, о чем будет отмечено ниже.
2. Оценка особенностей тепловых схем блоков СКД и рекомендации по их оптимизации для обеспечения пусков блоков на скользящем давлении
Блоки мощностью 300/250 МВт оснащены питательными электронасосами (ПЭН) ПЭ-600-300 или СВПЭ-320-550 и питательными насосами с турбоприводами (ПТН). В деаэраторной схеме блока перед основным питательным насосом установлены бустерные электронасосы (БЭН), в бездеаэраторной схеме подача питательной воды к основным питательным насосам обеспечивается конденсатными электронасосами (КЭН).
Другим направлением, обеспечивающим надежное питание котлов при растопках на скользящем давлении, является питание котла от ПТН. Для реализации этого предложения необходимо подвести пар на турбопривод насоса и отвести его в конденсатор основной турбины. Возможным решением этой задачи является организация подвода пара из коллектора собственных нужд или из растопочного расширителя (Р-20). Последнее из указанных решений выполняется в случае применения технологии пуска блока без использования стороннего пара, когда на первоначальном этапе растопки котла питательная вода подается бустерными или конденсатными насосами. При выполнении таких схем необходимо защитить основную турбину блока от возможного «разгона», для чего на трубопроводе III отбора необходимо устанавливать обратный клапан типа КОСМ либо быстродействующий запорный орган (отсечной клапан) на трубопроводе подвода стороннего пара. Схема такого типа в настоящее время готовится к монтажу на одном из блоков Костромской ГРЭС.
Для широкого внедрения пусков блоков 250/300 МВт на скользящем давлении на ПТН следует разработать типовую рекомендуемую схему.
Главной особенностью пусков блоков на скользящем давлении без использования стороннего пара является проведение растопки с обеспечением питания котла на начальной ее стадии БЭН (традиционная тепловая схема блока) или КЭН (бездеаэраторная тепловая схема).
При выработке в котле достаточного количества пара производится разворот ПТН и питание котла обеспечивается этим насосом.
Рис. 1. Принципиальная схема подачи воды на БЭН от КЭН 2-й ступени при вращении БЭН от приводной турбины ПТН через редуктор
На блоках 300/250 МВт пуск без использования стороннего пара может производиться при подаче питательной воды в котел ПЭН, но при обеспечении их работы на малых частотах вращения, о чем указывалось выше. При организации пусков этих блоков с использованием ПЭН необходимо предусмотреть подачу пара на уплотнения турбины от расширителя Р-20.
При организации пуска блока без использования ПЭН на собственном паре необходимо обеспечить подачу пара на ПТН. Применительно к одному из блоков Костромской ГРЭС была разработана схема подачи пара на ПТН от расширителя Р-20, приведенная на рис. 2. Обеспечение работы ПТН по такой схеме сохраняется до разворота основной турбины и взятия начальной нагрузки, после чего питание ПТН переводится на III отбор турбины.
Рис. 2. Принципиальная схема подачи пара на ПТН от расширителя Р-20:
Предлагаемая схема подготавливается к выполнению на Костромской ГРЭС и должна быть испытана в 1998 г.
3. Пусковые схемы ГЭС с барабанными котлами высокого давления и организация режимов пусков и остановов барабанных котлов
Общими элементами пусковой схемы ТЭС блочного исполнения и ТЭС с поперечными связями для барабанных котлов являются:
схема впрысков. До сих пор в подавляющем большинстве случаев на котлах применяется схема впрысков собственного конденсата Р. Долежаля, которая не приспособлена для регулирования в пусковых режимах. Этот недостаток в первую очередь наиболее существен для котлов в блочном исполнении, когда требуется при подключении в работу турбины поддерживать пониженную температуру свежего пара. Перспективным направлением считается применение на таких котлах схемы впрысков питательной водой;
устройство по расхолаживанию барабана. Широко применяется схема Н.А. Никифорова. Внутри барабана для расхолаживания установлены распределительные верхние и нижние коллекторы, подсоединенные к общестанционному коллектору насыщенного пара высокого давления;
На многих ТЭС блочной компоновки также предусматривается общестанционная РРОУ. Но более органично для таких котлов иметь индивидуальную установку. Для котлов без промежуточного пароперегревателя пусковая схема выполняется с одним байпасом турбины, соединяющим главные паропроводы с конденсатором. На байпасе установлено ПСБУ со сбросом пара как в конденсатор турбины, так и в КСН. Для котлов с промежуточным пароперегревателем пусковая схема также с одним байпасом и ПСБУ. Для прогрева системы промперегрева предусмотрена РОУ 140/25. Последняя включается также для операций при остановах блока с расхолаживанием котла с подачей пара в КСН;
эжекторов (основных, пусковых, уплотнений, расхолаживания турбины);
паромеханических мазутных форсунок;
паровой обдувки РВП.
В зависимости от теплового состояния оборудования режимы пуска подразделяются на следующие основные группы.
Из холодного состояния для котлов:
Из неостывшего состояния для котлов:
Из горячего состояния для котлов:
При пусках из холодного состояния начальный расход топлива для котла независимо от схемы внутристанционной связи с турбиной выбирается равным 10 % номинального. Расход пара обеспечивается на начальном этапе растопки либо за счет полного открытия ПСБУ (котлы блочной компоновки), либо полного открытия продувки котла в атмосферу с последующим переходом на коллектор собственных нужд 1,3 МПа с полным открытием дроссельного клапана РРОУ. Поскольку вакуумная растопка котлов не находит применения, то при пусках из холодного состояния котлов с промежуточным пароперегревателем ПСБУ и РОУ 140/25 открываются полностью после розжига горелок (с появлением избыточного давления в пароводяном тракте).
При пусках из горячего состояния начальный расход топлива выбирается равным 20 % номинального.
Динамика нагружения любого котла (независимо от давления и компоновки) при пусках из холодного, неостывшего и горячего состояний приводится дискретно:
1. Оптимизация пуско-остановочных режимов блоков СКД
С целью повышения маневренных характеристик базовых мощных энергоблоков СКД при сохранении высоких экономических показателей была отработана новая для отечественной энергетики технология пуска блока на скользящем давлении из любого стартового давления в пароводяном тракте. В настоящее время пуски блоков СКД на скользящем давлении внедрены на блоках 800 МВт с котлами ТПП-804 и ТГМП-204ХЛ и отрабатываются на ряде блоков мощностью 300 МВт. Проведенными работами показана также возможность разворота блоков СКД на скользящем давлении без использования стороннего пара, что крайне актуально при необходимости разворота электростанции с «нуля».
Внедрение пусков блоков СКД на скользящем давлении возможно только после предшествующей проверки и обеспечения надежности поверхностей нагрева котла в таких режимах. Для ряда котлов, возможно, для этого потребуется проведение модернизации гидравлической схемы их поверхностей нагрева, как это было, например, выявлено и выполнено на котлах ТПП-804 блоков 800 МВт Пермской ГРЭС. В настоящее время ВТИ, ОРГРЭС и ЦКТИ проводят работу по установлению пригодности эксплуатирующихся в РАО «ЕЭС России» котлов СКД к растопкам на скользящем давлении во всем пароводяном тракте. Освоение пусков блоков СКД на скользящем давлении показало необходимость некоторого усовершенствования их тепловых схем.
При рассмотрении тепловых схем блоков СКД с целью оценки их пригодности к пуску блоков на скользящем давлении основное внимание было уделено:
организации надежной подачи питательной воды на всех этапах растопки;
условиям обеспечения надежной работы питательных насосов;
надежной работе арматуры;
надежному управлению расходами топлива и питательной воды и их регистрации;
условиям обеспечения пусков без использования стороннего пара.
При пусках блоков на скользящем давлении большая часть технологических операций проводится согласно действующим типовым инструкциям. В то же время отработка режимов растопки котлов СКД на скользящем давлении показала необходимость реализации следующих технологических операций, отличных от регламентированных типовыми инструкциями:
при непродолжительных остановах блока и последующем его пуске из неостывшего или горячего состояния сохраняется давление как в парогенерирующей, так и в перегревательной частях тракта. Конденсация пара в отдельных ступенях пароперегревателя при соответствующей организации пуска не приводит к нарушению температурного режима элементов пароперегревателя.
При пусках из холодного состояния избыточное давление в тракте до встроенной задвижки (ВЗ) на начальной стадии растопки немногим выше нуля, и на этой ее стадии давление на линии напора питательного насоса составляет около 4 МПа при перепаде на регулировочном питательном клапане (РПК) 3 МПа. Примерно через 1 ч после розжига горелок давление перед РПК повышается до 5 МПа при постоянном перепаде давления на РПК.
Внедрение в эксплуатацию растопок котлов ТПП-804 Пермской ГРЭС и котлов ТГМП-204ХЛ Сургутской ГРЭС на скользящем давлении во всем пароводяном тракте позволило поставить вопрос о возможности разработки технологии разворота блока СКД без использования стороннего пара, что крайне важна при аварийной посадке электростанции на «нуль» и ее последующем развороте без использования пара пусковой котельной. Предлагаемая технология пусков блока особенно важна для электростанций, оборудованных энергоблоками, в тепловой схеме которых отсутствуют питательные насосы с электроприводом.
Следует отметить, что успешному внедрению этих режимов способствовало наличие в тепловых схемах блоков 800 МВт пускосбросных устройств собственных нужд (ПСБУс.н.), которые позволяли организовать подачу пара к турбоприводу питательных насосов до разворота турбогенератора блока. На блоках 300 МВт, в схемах которых отсутствуют ПСБУс.н., реализация пусков без использования стороннего пара возможна только при некоторой модернизации их пусковой схемы, о чем будет упомянуто ниже.
При пусках из всех исходных тепловых состояний на скользящем давлении во всем пароводяном тракте котла допустимые температуры среды и труб в зоне обогрева обеспечиваются низким уровнем форсировки топки по топливу.
При пусках блока 300 МВт из холодного состояния, как показали результаты испытаний блока с двухкорпусным котлом ТГМП-114, выполняемая технология пуска на заключительном этапе растопки не исключает возможности развития неустойчивого расхода питательной воды в котле. При этом низкая тепловая нагрузка котла не приводит к развитию недопустимых температур труб поверхностей нагрева в зоне обогрева. Тем не менее, подобный растопочный режим не может быть рекомендован как эксплуатационный, так как любое нерегулируемое увеличение форсировки котла может привести к чрезмерному повышению температур экранных труб.
Надежность котлов блоков 300 МВт при растопках на скользящем давлении без использования стороннего пара и первоначальном его питании от бустерных насосов может быть обеспечена на всех этапах растопок из любого исходного теплового состояния при организации подачи собственного пара на питательный турбонасос до разворота основной турбины. Указанное требует некоторой модернизации пусковой схемы блока, о чем будет отмечено ниже.
2. Оценка особенностей тепловых схем блоков СКД и рекомендации по их оптимизации для обеспечения пусков блоков на скользящем давлении
Блоки мощностью 300/250 МВт оснащены питательными электронасосами (ПЭН) ПЭ-600-300 или СВПЭ-320-550 и питательными насосами с турбоприводами (ПТН). В деаэраторной схеме блока перед основным питательным насосом установлены бустерные электронасосы (БЭН), в бездеаэраторной схеме подача питательной воды к основным питательным насосам обеспечивается конденсатными электронасосами (КЭН).
Другим направлением, обеспечивающим надежное питание котлов при растопках на скользящем давлении, является питание котла от ПТН. Для реализации этого предложения необходимо подвести пар на турбопривод насоса и отвести его в конденсатор основной турбины. Возможным решением этой задачи является организация подвода пара из коллектора собственных нужд или из растопочного расширителя (Р-20). Последнее из указанных решений выполняется в случае применения технологии пуска блока без использования стороннего пара, когда на первоначальном этапе растопки котла питательная вода подается бустерными или конденсатными насосами. При выполнении таких схем необходимо защитить основную турбину блока от возможного «разгона», для чего на трубопроводе III отбора необходимо устанавливать обратный клапан типа КОСМ либо быстродействующий запорный орган (отсечной клапан) на трубопроводе подвода стороннего пара. Схема такого типа в настоящее время готовится к монтажу на одном из блоков Костромской ГРЭС.
Для широкого внедрения пусков блоков 250/300 МВт на скользящем давлении на ПТН следует разработать типовую рекомендуемую схему.
Главной особенностью пусков блоков на скользящем давлении без использования стороннего пара является проведение растопки с обеспечением питания котла на начальной ее стадии БЭН (традиционная тепловая схема блока) или КЭН (бездеаэраторная тепловая схема).
При выработке в котле достаточного количества пара производится разворот ПТН и питание котла обеспечивается этим насосом.
Рис. 1. Принципиальная схема подачи воды на БЭН от КЭН 2-й ступени при вращении БЭН от приводной турбины ПТН через редуктор
На блоках 300/250 МВт пуск без использования стороннего пара может производиться при подаче питательной воды в котел ПЭН, но при обеспечении их работы на малых частотах вращения, о чем указывалось выше. При организации пусков этих блоков с использованием ПЭН необходимо предусмотреть подачу пара на уплотнения турбины от расширителя Р-20.
При организации пуска блока без использования ПЭН на собственном паре необходимо обеспечить подачу пара на ПТН. Применительно к одному из блоков Костромской ГРЭС была разработана схема подачи пара на ПТН от расширителя Р-20, приведенная на рис. 2. Обеспечение работы ПТН по такой схеме сохраняется до разворота основной турбины и взятия начальной нагрузки, после чего питание ПТН переводится на III отбор турбины.
Рис. 2. Принципиальная схема подачи пара на ПТН от расширителя Р-20:
Предлагаемая схема подготавливается к выполнению на Костромской ГРЭС и должна быть испытана в 1998 г.
3. Пусковые схемы ГЭС с барабанными котлами высокого давления и организация режимов пусков и остановов барабанных котлов
Общими элементами пусковой схемы ТЭС блочного исполнения и ТЭС с поперечными связями для барабанных котлов являются:
схема впрысков. До сих пор в подавляющем большинстве случаев на котлах применяется схема впрысков собственного конденсата Р. Долежаля, которая не приспособлена для регулирования в пусковых режимах. Этот недостаток в первую очередь наиболее существен для котлов в блочном исполнении, когда требуется при подключении в работу турбины поддерживать пониженную температуру свежего пара. Перспективным направлением считается применение на таких котлах схемы впрысков питательной водой;
устройство по расхолаживанию барабана. Широко применяется схема Н.А. Никифорова. Внутри барабана для расхолаживания установлены распределительные верхние и нижние коллекторы, подсоединенные к общестанционному коллектору насыщенного пара высокого давления;
На многих ТЭС блочной компоновки также предусматривается общестанционная РРОУ. Но более органично для таких котлов иметь индивидуальную установку. Для котлов без промежуточного пароперегревателя пусковая схема выполняется с одним байпасом турбины, соединяющим главные паропроводы с конденсатором. На байпасе установлено ПСБУ со сбросом пара как в конденсатор турбины, так и в КСН. Для котлов с промежуточным пароперегревателем пусковая схема также с одним байпасом и ПСБУ. Для прогрева системы промперегрева предусмотрена РОУ 140/25. Последняя включается также для операций при остановах блока с расхолаживанием котла с подачей пара в КСН;
эжекторов (основных, пусковых, уплотнений, расхолаживания турбины);
паромеханических мазутных форсунок;
паровой обдувки РВП.
В зависимости от теплового состояния оборудования режимы пуска подразделяются на следующие основные группы.
Из холодного состояния для котлов:
Из неостывшего состояния для котлов:
Из горячего состояния для котлов:
При пусках из холодного состояния начальный расход топлива для котла независимо от схемы внутристанционной связи с турбиной выбирается равным 10 % номинального. Расход пара обеспечивается на начальном этапе растопки либо за счет полного открытия ПСБУ (котлы блочной компоновки), либо полного открытия продувки котла в атмосферу с последующим переходом на коллектор собственных нужд 1,3 МПа с полным открытием дроссельного клапана РРОУ. Поскольку вакуумная растопка котлов не находит применения, то при пусках из холодного состояния котлов с промежуточным пароперегревателем ПСБУ и РОУ 140/25 открываются полностью после розжига горелок (с появлением избыточного давления в пароводяном тракте).
При пусках из горячего состояния начальный расход топлива выбирается равным 20 % номинального.
Динамика нагружения любого котла (независимо от давления и компоновки) при пусках из холодного, неостывшего и горячего состояний приводится дискретно: