Установок

Редукционно-охладительные установки (РОУ) служат для снижения давления пара путем дросселирования при прохождении через суженное сечение регулирующего клапана и понижения температуры впрыском охлаждающей воды в поток пара. Через редукционно-охладительную установку потребители пара пониженного давления питаются паром от источника высокого давления.

В отличие от процесса расширения пара в турбине при дросселировании понижение давления пара не сопровождается переходом тепла в механическую работу, что связано с понижением термического к. п. д. цикла работы электростанции. Поэтому РОУ применяют в основном только для резервирования турбины при ее ава­рийном отключении, чтобы обеспечить потребителей паром необходимого давления и температуры. На электростанциях применяются также растопочные РОУ, работающие при пуске агрегатов.

Основными частями РОУ (рис. 3-15) являются дроссельный паровой клапан ДК и смешивающий (впрыскивающий) пароохладитель ПО. Установка оборудуется двумя автоматическими регуляторами: давления 1 и температуры пара 2. Установка, байпасирующая паровую турбину и нормально находящаяся в резерве, снабжается автоматизированным запорным клапаном БВК, встроенным в паропровод высокого давления. При нормальном режиме этот клапан закрыт, но при возникновении аварийного положения он открывается с большой скоростью специальным исполнительным механизмом 3, включающим установку в работу.

Установка, снабженная автоматизированными запорными клапанами, обычно называется быстровключающейся (БРОУ). В последнее время на блочных установках нашли применение БРОУ, снабженные запорнорегулирующим клапаном.

На стороне низкого давления р₂ за дроссельным клапаном устанавливается предохранительный клапан ПК, снабженный импульсным устройством 4 для быстрого открытия (в случае повышения давления р₂. В зависимости от назначения РОУ и БРОУ регуляторы давления поддерживают заданную величину давления р₂ после регулирующего клапана или давления pi до клапана (пунктир на рис. 3-15). Установки, предназначенные для снабжения потребителя паром пониженного давления, поддерживают давление р₂ за клапаном.

Рис. 3-15. Схема быстровключающейся редукционно-охладительной установки (БРОУ), резервирующей турбину с противодавлением р₂.

Установки, служащие для сброса излишков пара при растопке прямоточных котлов (растопочные РОУ), имеют регуляторы, поддерживающие заданное давление p₁ до клапана. Подобные схемы применяются и в других случаях, например при соединении через РОУ паропроводов высокого и низкого давления, на станциях, имеющих группы котлов, работающих с разными давлениями.

Регуляторы давления обычно получают командное воздействие только по величине регулируемого давления. Благодаря хорошим динамическим характеристикам объекта регулирования такая схема удовлетворяет требованиям эксплуатации. Применяется также схема включения с дополнительным воздействием по положе­нию регулирующего клапана, т. е. по регулируемому расходу пара. В этом случае регулятор поддерживает заданное соотношение между основным и дополнительным сигналами, т. е. работает с неравномерностью: при под­держании давления на стороне р по мере роста нагрузки регулируемый параметр понижается, а при регулировании р₁ рост нагрузки приводит к повышению параметра.

В качестве регулирующей аппаратуры в большинстве случаев применяются электронные регуляторы типа РПИБ и РПИК производства МЗТА.

Дросселирование пара в регулирующем клапане со­провождается сильным шумом, для уменьшения которого за клапаном устанавливается шумоглушитель ШГ, выполненный, например, в виде полого конуса, в стенках и днище которого просверлено большое количество отверстий малого диаметра (3-4 мм). В глушителе струя пара, движущаяся с большой скоростью, разбивается на мелкие струи, вследствие чего шум значительно уменьшается.

Регулятор температуры 2 управляет клапаном, регулирующим подачу охлаждающей воды, обычно отведенной из питательной линии котлов. Внутри трубопровода низкого давления РОУ устанавливается рубашка 5, предохраняющая стенки от резких колебаний температуры при попадании воды на их поверхности. Основной командный сигнал регулятор 2 получает по температуре пара за пароохладителем. Иногда применяется дополнительный, опережающий сигнал динамической связи от регулятора давления, компенсирующий отрицательное влияние запаздывания при измерении температуры за пароохладителем. На подводе охлаждающей воды может быть установлен быстровключающийся клапан 6, нормально находящийся в закрытом положении. В момент включения РОУ клапан открывается быстродействующим исполнительным механизмом 7.

На рис. 3-15 показана схема БРОУ, резервирующей предвключенную турбину Т, пар на выходе из которой поступает к потребителям, не допускающим перерыва в снабжении. Скорость включения БРОУ в этом случае должна быть примерно равна скорости действия регулторов, управляющих подачей пара к турбине: в случае аварийного отключения турбины полный расход пара через БРОУ должен быть обеспечен в течение 1-2 сек после получения сигнала на включение.

Рис. 3-16. Схема автоматизации БРОУ, резервирующей предвключенную турбину 100/32ат.

На рис. 3-16 показана схема автоматизации БРОУ, резервирующей предвключенную турбину 10,0/3,0 МПа. Регулятор давления 1 при работе установки получает командный сигнал по давлению р₂ за регулирующим клапаном. Регулятор температуры 2 поддерживает заданную температуру t₂ за БРОУ, воздействуя на клапан впрыска. Быстровключающиеся клапаны установлены на паропроводе до БРОУ и на трубопроводе впрыскиваемой воды. Исполнительные механизмы этих клапанов включаются через промежуточное реле ЯР, контакты которого находятся в цепях питающих катушки магнитных пускателей МП. Через контакты этого реле производится также переключение измерительного блока регулятора давле­ния с сигнала по расходу пара на турбину D_T на работу по давлению р₂ за БРОУ. Регуляторы давления и температуры получают дополнительные сигналы по положению регулирующих органов, измеряемому датчиками положения ДП. В схеме предусмотрена динамическая связь ДС от регулятора давления на регулятор температуры.

Для повышения надежности включения БРОУ во время непредвиденной остановки турбины на катушку включающего промежуточного реле подаются сигналы от различных источников. Сигнал от контактного манометра или реле давления подключен к паропроводу за БРОУ. Этот сигнал имеет вспомогательное значение и применен в схеме на случай отказа других сигналов, подведенных к реле. Так как при работе предвключенной турбины давление р2 колеблется в пределах 0,2-0,3 МПа, даже при наличии у турбины специального регулятора противодавления сигнал к включающему реле БРОУ должен подаваться при снижении давления не менее чем на 0,3 МПа от номинальной величины (3,0 МПа). Включение БРОУ от этого сигнала произойдет слишком поздно и регуляторы не смогут удержать давление p₂ в допустимых пределах. Это приведет к возрастанию скорости вращения предвключенной турбины за пределы настройки автомата безопасности, и ее нельзя будет удержать на оборотах холостого хода, что недопустимо в эксплуатации. Кроме того, значительное понижение давления пара не всегда может быть допущено по условиям работы агрегатов, потребляющих пар пониженных параметров. Сигнал на включение реле от стопорного клапана тубины подается с меньшим запаздыванием, что уменьшает величину снижения регулируемого давления при включении БРОУ.

Рис. 3-17. Схема регулирования впрыска охлаждающей воды с двумя регулирующими клапанами:

1 - клапан впрыска

2 - дроссельные шайбы

3 - клапан регулятора давления

Однако этот сигнал возникает только при полной остановке турбины. При авариях в электрической части желательно, чтобы после сброса нагрузки турбина оставалась при нормальном числе оборотов.

В случае сброса электрической нагрузки применяется сигнал от контактов, включающихся при срабатывании выключателя генератора турбины. Момент включения БРОУ опережает момент сброса паровой нагрузки турбины, что обеспечивает поддержание регулируемого давления при переходе на БРОУ с минимальным отклонением (порядка 0,1 МПа).

Быстровключающиеся редукционно-охладительные установки, резервирующие предвключенные турбины высокого давления (10,0 МПа), используют для впрыска питательную воду, имеющую давление примерно 14,0 МПа. Таким образом, при давлении пара 3,0 МПа перепад давления на клапане регулятора температуры достигает 10,0- 11,0 МПа. При таком большом перепаде износ клапана недопустимо велик.

Ввиду этого для регулирования впрыска применяют схему рис3-11, по которой питательная вода по трубопроводу через набор дроссельных шайб подается на впрыск.

Рис. 3-18. Схема регулирования впрыска охлаждающей воды с помощью клапана постоянного расхода.

На дроссельных шайбах давление воды снижается до величины, обеспечивающей перепад на клапане впрыска 1,0-1,5МПа. Давление воды перед клапаном впрыска поддерживается регулятором, управляющим дроссельным клапаном на линии сброса воды в деаэратор. При уменьшении, например, расхода воды на впрыск давление перед клапаном впрыска увеличивается и регулятор давления, открывая дроссельный клапан, увеличивает сброс воды в деаэратор. Таким образом, расход воды через дроссельные шайбы остается примерно постоянным при любом положении клапана впрыска.

На некоторых станциях для обеспечения постоянства расхода воды применяется сдвоенный клапан конусного или шиберного типа (рис. 3-18). Конусы 2 штока клапана выполнены таким образом, что при увеличении расхо­да воды на впрыск сброс в деаэратор уменьшается.

Благодаря постоянству общего расхода воды перепад давлений на дроссельной шайбе 1 не зависит от расхода на впрыск. Величина этого перепада может быть выбра­на достаточно большой, что улучшает условия работы клапана впрыска.

Применение дроссельной шайбы с клапаном обычной конструкции не может дать положительного результата, так как сечение ее не меняется. При малых расходах такая шайба почти не будет оказывать дросселирующего действия и износ регулирующего клапана останется не­допустимо большим.

Установки блочного типа снабжаются БРОУ, байпасирующими турбину и сбрасывающими избытки пара в конденсатор, в задачу которых входит сохранение запаса воды в цикле в случае аварийного сброса нагрузки турбиной в тот период времени, когда котел еще не уменьшил выработку пара в соответствии с изменившимся потреблением со стороны турбины. Выполняя эту задачу, БРОУ заменяет предохранительные клапаны, сбрасывающие излишек пара в атмосферу. Кроме того, БРОУ блочной установки позволяет сохранить в работе котел при кратковременном отключении генератора от сети и тем самым способствует скорейшему набору нагрузки блока после включения генератора в сеть. Некоторые котлоагрегаты блочных установок снабжены вторичным пароперегревателем, расположенным в зоне высоких температур газа. В этом случае применяют двухступенчатые БРОУ, в функции которых входит также защита вторичного пароперегревателя от недопустимого повышения температуры при прекращении расхода пара в цилиндры среднего и низкого давления турбины.

Рис. 3-19. Схема двухступенчатой БРОУ блока, работающего с промежуточным перегревом пара.

Упрощенная схема двухступенчатой БРОУ показана на рис. 3-19. БРОУ-1 служит для сброса пара высокого давления р1 в холодную нитку промежуточного перегрева при остановке цилиндра высокого давления турбины. Редуцированный и охлажденный в БРОУ-1 пар проходит через промежуточный пароперегреватель, охлаждая его и не допуская чрезмерного увеличения температуры трубок во время перехода котла на сниженную нагрузку.

После промежуточного пароперегревателя пар сбрасывается в конденсатор турбины через БРОУ-2, шунтирующую цилиндры среднего и низкого давления турбины. Для предохранения от недопустимого повышения температуры трубок конденсатора сбрасываемый пар охлаждается впрыском воды. Через двухступенчатую БРОУ можно сбросить в конденсатор примерно 30% количества пара, проходящего через турбину при нормальной нагрузке, так как расход воды, потребной для охлаждения сдросселированного пара и также превращающейся в пар, поступающий в конденсатор, имеет значительную величину.

В большинстве случаев блочные установки снабжаются одноступенчатыми БРОУ, сбрасывающими избыток пара непосредственно в конденсатор. Вторичный пароперегреватель остается без охлаждения паром, что в данных случаях допускается по условиям эксплуатации.

5-7. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ