Proiectarea turbinei cu abur

Din punct de vedere structural, o turbină cu abur modernă (Fig. 3.4) este formată din unul sau mai mulți cilindri în care are loc procesul de conversie a energiei aburului și o serie de dispozitive care asigură organizarea procesului său de lucru.

Cilindru. Unitatea principală a unei turbine cu abur, în care energia internă a aburului este convertită în energia cinetică a fluxului de abur și apoi în energia mecanică a rotorului, este cilindrul. Este alcătuit dintr-o carcasă staționară (statorul turbină din două părți, separate de-a lungul unui conector orizontal; lame de ghidare (duză), garnituri labirint, țevi de admisie și evacuare, suporturi de rulment etc.) și un rotor care se rotește în această carcasă (arbore, discuri). , lame de lucru și etc.). Sarcina principală a palelor duzei este de a converti energia potențială a aburului, extinzându-se în grilele duzei cu o scădere a presiunii și o scădere simultană a temperaturii, în energia cinetică a unui flux organizat de abur și să o direcționeze către palele rotorului. Scopul principal al palelor și rotorului turbinei este de a converti energia cinetică a fluxului de abur în energie mecanică a rotorului rotativ, care la rândul său este transformată în energie electrică în generator. Rotorul unei turbine cu abur puternice este prezentat în Figura 3.5.

Numărul de jante ale paletei duzei din fiecare cilindru al turbinei cu abur este egal cu numărul de jante ale paletelor de lucru ale rotorului corespunzător. În turbinele moderne cu abur puternice, se disting cilindrii de presiune joasă, medie, înaltă și ultra-înalta (Fig. 3.6.). De obicei, un cilindru de ultra-înaltă presiune este un cilindru a cărui presiune a aburului de intrare depășește 30,0 MPa; un cilindru de înaltă presiune este o secțiune de turbină a cărei presiune a aburului de intrare variază între 23,5 și 9,0 MPa; un cilindru de presiune medie este o secțiune de turbină. , a cărui presiune a aburului la intrare este de aproximativ 3,0 MPa, cilindrul de joasă presiune este o secțiune în care presiunea aburului la intrare nu depășește 0,2 MPa. În turbinele moderne și puternice, numărul de cilindri de joasă presiune poate ajunge la 4 pentru a asigura o lungime acceptabilă a palelor de lucru ale ultimelor trepte ale turbinei din punct de vedere al condițiilor de rezistență.

Organe de distribuție a aburului. Cantitatea de abur care intră în cilindrul turbinei este limitată de deschiderea supapelor, care împreună cu treapta de control se numesc elemente de distribuție a aburului. În practica construcției turbinelor, se disting două tipuri de distribuție a aburului: accelerație și duză. Distribuția aburului de accelerație asigură furnizarea de abur după deschiderea uniformă a supapei de-a lungul întregii circumferințe a marginii lamelor duzei. Aceasta înseamnă că funcția de schimbare a debitului este îndeplinită de spațiul inelar dintre supapă, care se mișcă, și scaunul acesteia, care este instalat nemișcat. Procesul de schimbare a fluxului în acest design este asociat cu throttling. Cu cât supapa este mai puțin deschisă, cu atât este mai mare pierderea de presiune a aburului din cauza clapetei și cu atât debitul său pe cilindru este mai mic.

Distribuția aburului la duză implică secționarea lamelor de ghidare de-a lungul circumferinței în mai multe segmente (grupe de duze), fiecare dintre ele având o alimentare separată cu abur, echipată cu propria supapă, care este fie închisă, fie complet deschisă. Când supapa este deschisă, pierderea de presiune în ea este minimă, iar debitul de abur este proporțional cu fracțiunea de cerc prin care acest abur intră în turbină. Astfel, cu distribuția aburului la duză, nu există un proces de reglare, iar pierderile de presiune sunt minimizate.

În cazul presiunii inițiale ridicate și ultra-înalte în sistemul de admisie a aburului, se folosesc așa-numitele dispozitive de descărcare, care sunt concepute pentru a reduce căderea inițială de presiune pe supapă și pentru a reduce forța care trebuie aplicată supapei la deschidere. aceasta.

În unele cazuri, limitarea se mai numește control calitativ al fluxului de abur către turbină, iar distribuția aburului la duză este numită control cantitativ.

Sistem de reglementare. Acest sistem face posibilă sincronizarea turbogeneratorului cu rețeaua, setarea unei sarcini date atunci când funcționează într-o rețea comună și asigurarea faptului că turbina este comutată în relanti când sarcina electrică este eliberată. O diagramă schematică a unui sistem de control indirect cu un regulator de viteză centrifugal este prezentată în Figura 3.7.

Odată cu creșterea vitezei de rotație a rotorului turbinei și a ambreiajului regulatorului, forța centrifugă a sarcinilor crește, ambreiajul regulator de viteză1 se ridică, comprimând arcul regulatorului și rotind maneta AB în jurul punctului B. Conectată la maneta în punctul C. , bobina2 se deplasează în sus din poziţia de mijloc şi comunică cavitatea superioară a servomotorului hidraulic3 cu linia de presiune4 prin fereastrăa, iar cea inferioară cu linia de scurgere5 prin fereastrăb. Sub influența diferenței de presiune, pistonul servomotorului se deplasează în jos, acoperind supapa de control6 și reducând trecerea aburului în turbină7, ceea ce va determina o scădere a turației rotorului. Concomitent cu deplasarea tijei servomotorului, pârghia AB se rotește în raport cu punctul A, deplasând bobina în jos și oprind fluxul de fluid către servomotor. Bobina revine în poziția de mijloc, ceea ce stabilizează procesul tranzitoriu la o nouă viteză (redusă) a rotorului. Dacă sarcina turbinei crește și turația rotorului scade, atunci elementele de reglare se deplasează în direcția opusă celei luate în considerare și procesul de control decurge într-un mod similar, dar cu o creștere a fluxului de abur în turbină. Aceasta duce la o creștere a vitezei de rotație a rotorului și la restabilirea frecvenței curentului generat.

Sistemele de control pentru turbinele cu abur, utilizate, de exemplu, la centralele nucleare, folosesc de obicei ulei de turbină ca fluid de lucru. O trăsătură distinctivă a sistemelor de control pentru turbinele K-300240-2 și K-500-240-2 este utilizarea condensului de vapori de apă în sistemul de control în locul uleiului de turbină. Toate turbinele NPO Turboatom, pe lângă sistemele tradiționale de control hidraulic, folosesc sisteme de control electrohidraulic (EGSR) cu performanțe mai mari.

lătrat. Unitățile turbo folosesc în mod tradițional „viteză mică” – câteva rotații pe minut – rotirea arborelui. Dispozitivul de rotire a arborelui este proiectat să rotească încet rotorul la pornirea și oprirea turbinei pentru a preveni deformarea termică a rotorului. Unul dintre modelele dispozitivului de întoarcere este prezentat în Fig. 3.8. Include un motor electric cu melc care se cuplează cu o roată melcată1 situată pe arborele intermediar. Un angrenaj cilindric de antrenare este instalat pe cheia elicoidală a acestei role, care, atunci când dispozitivul de rotire este pornit, se cuplează cu angrenajul cilindric antrenat așezat pe arborele turbinei. După ce aburul este furnizat turbinei, viteza rotorului crește și angrenajul de antrenare se decuplează automat.

Rulmenti si suporturi. Unitățile de turbine cu abur sunt de obicei amplasate orizontal în camera turbinelor unei centrale electrice. Acest aranjament determină utilizarea în turbină, alături de cele de susținere, a rulmenților de tracțiune sau de tracțiune3 (vezi Fig. 3.8). Pentru rulmenții de susținere, cel mai comun tip în sectorul energetic este numărul lor în perechi - există doi rulmenți de susținere pentru fiecare rotor. Pentru rotoarele grele (rotoare de joasă presiune a turbinelor de mare viteză cu o turație de 3000 rpm și toate, fără excepție, rotoarele turbinelor „de turație joasă” cu o turație de 1500 rpm), este permisă utilizarea rulmenților cu manșon tradiționali pentru construcția turbinei de putere. Într-un astfel de rulment, jumătatea inferioară a căptușelii acționează ca o suprafață portantă, iar jumătatea superioară acționează ca un amortizor pentru orice perturbări care apar în timpul funcționării. Astfel de perturbări includ dezechilibrul dinamic rezidual al rotorului, perturbații care apar la trecerea vitezelor critice, perturbări datorate forțelor variabile din influența fluxului de abur. Forța greutății rotoarelor grele, îndreptată în jos, este capabilă să suprime, de regulă, toate aceste perturbări, ceea ce asigură funcționarea liniștită a turbinei. Și pentru rotoarele relativ ușoare (rotoare de înaltă și medie presiune), toate perturbațiile de mai sus pot fi semnificative în comparație cu greutatea rotorului, în special într-un flux de abur de densitate mare. Pentru a suprima aceste perturbații, s-au dezvoltat așa-numiții rulmenți segmentați. În acești rulmenți, fiecare segment are o capacitate de amortizare crescută în comparație cu un rulment cu manșon.

Desigur, proiectarea unui rulment de sprijin segmentat, în care fiecare segment este alimentat individual cu ulei, este mult mai complex decât cel al unui rulment cu manșon. Cu toate acestea, fiabilitatea crescută dramatic compensează această complicație.

În ceea ce privește rulmentul axial, designul său a fost revizuit cuprinzător de Stodola și nu a suferit practic nicio modificare în ultimul secol. Suporturile în care sunt amplasate rulmenții axiali și de susținere sunt realizate alunecând cu un „punct fix” în zona rulmentului axial. Acest lucru asigură reducerea la minimum a jocurilor axiale în zona de presiune maximă a aburului, adică în zona celor mai scurte lame, ceea ce la rândul său permite reducerea la minimum a pierderilor de la scurgeri în această zonă.

În Fig. 3.8. Această turbină folosește un rotor combinat. Primele 19 discuri care funcționează în zona de temperatură înaltă sunt forjate ca o singură bucată cu axul turbinei, ultimele trei discuri sunt montate.

O grilă de duze fixă ​​fixată în cutii de duze sau diafragme cu o grilă de lucru rotativă corespunzătoare montată pe următorul disc de-a lungul traseului aburului se numește treapta turbinei. Partea de curgere a turbinei cu un singur cilindru luată în considerare este formată din 22 de etape, dintre care prima se numește reglare. În fiecare matrice de duze, fluxul de abur se accelerează și capătă direcția de intrare fără șocuri în canalele lamelor de lucru. Forțele dezvoltate de fluxul de abur pe paletele rotorului rotesc discurile și arborele asociat. Pe măsură ce presiunea aburului scade la trecerea de la prima la ultima etapă, volumul specific de abur crește, ceea ce necesită o creștere a secțiunilor de curgere ale duzei și ale grilelor de lucru și, în consecință, a înălțimii palelor și a diametrului mediu al etapele.

La capătul frontal al rotorului se află capătul atașat al arborelui, pe care sunt instalate lovituri de comutatoare de siguranță (senzori comutatoare de siguranță), acționând asupra supapelor de oprire și de control și oprind accesul aburului la turbină atunci când viteza rotorului este depăşită cu 10–12% faţă de cea de proiectare.

Statorul turbinei constă dintr-o carcasă în care sunt sudate cutiile de duze, conectate prin sudură la cutiile de supape, cursele de etanșare de capăt, cursele de diafragmă, diafragmele în sine și etanșările lor sunt instalate. Carcasa acestei turbine, pe lângă conectorul orizontal obișnuit, are doi conectori verticali care o împart în partea frontală, partea din mijloc și conducta de evacuare. Partea frontală a carcasei este turnată, partea de mijloc a carcasei și conducta de evacuare sunt sudate.

Carterul frontal conține un rulment axial, iar carterul spate conține rulmenți de sprijin pentru rotoarele turbinei și generatorului. Carterul frontal este montat pe o placă de fundație și, în timpul expansiunii termice a carcasei turbinei, se poate mișca liber de-a lungul acestei plăci. Carterul spate este realizat dintr-o singură bucată cu țeava de evacuare a turbinei, care rămâne nemișcată în timpul dilatației termice datorită fixării sale prin intersecția cheilor transversale și longitudinale, formând așa-numitul punct fix al turbinei, sau punct mort. Un dispozitiv de rotire a arborelui este amplasat în carcasa spate a turbinei.

Turbina K-50-90 folosește un sistem de distribuție a aburului cu duză, de ex. controlul cantitativ al fluxului de abur. Dispozitivul de control automat al turbinei constă din patru supape de control, un arbore cu came conectat printr-un rack și un servomotor. Servomotorul primește un impuls de la regulatorul de viteză și reglează poziția supapelor. Profilele cu came sunt proiectate astfel încât supapele de control să se deschidă una după alta. Deschiderea sau închiderea secvenţială a supapelor elimină limitarea aburului care trece prin supapele complet deschise la sarcini reduse ale turbinei.

Condensator si sistem de vid.

Marea majoritate a turbinelor utilizate în sectorul energetic mondial pentru a produce energie electrică sunt turbine cu condensare. Aceasta înseamnă că procesul de dilatare a fluidului de lucru (vapori de apă) continuă la presiuni semnificativ mai mici decât presiunea atmosferică. Ca urmare a unei astfel de expansiuni, energia suplimentară generată se poate ridica la câteva zeci de procente din producția totală.

Un condensator este un dispozitiv de schimb de căldură conceput pentru a transforma aburul evacuat într-o turbină într-o stare lichidă (condens). Condensarea aburului are loc atunci când acesta intră în contact cu suprafața unui corp având o temperatură mai mică decât temperatura de saturație a aburului la o anumită presiune în condensator. Condensarea aburului este însoțită de eliberarea căldurii consumate anterior pentru evaporarea lichidului, care este îndepărtată folosind un mediu de răcire. În funcție de tipul de mediu de răcire, condensatoarele sunt împărțite în apă și aer. Instalațiile moderne de turbine cu abur sunt de obicei echipate cu condensatoare de apă. Condensatoarele cu aer au un design mai complex în comparație cu cele cu apă și în prezent nu sunt utilizate pe scară largă.

Instalația de condensare a unei turbine cu abur este formată din condensatorul propriu-zis și dispozitive suplimentare care asigură funcționarea acestuia. Alimentarea condensatorului cu apă de răcire este realizată de o pompă de circulație. Pompele de condens sunt folosite pentru a pompa condensul din partea inferioară a condensatorului și pentru a-l furniza sistemului de încălzire cu apă de alimentare regenerativă. Dispozitivele de aspirare a aerului sunt proiectate pentru a elimina aerul care intră în turbină și condensator împreună cu aburul, precum și prin scurgerile în conexiunile cu flanșe, etanșările de capăt și în alte locuri.

Diagrama celui mai simplu condensator de tip apă de suprafață este prezentată în Fig. 3.9.

Este alcătuit dintr-o carcasă, ale cărei părți laterale sunt închise de foi de tuburi cu tuburi de condensare, capetele lor extinzându-se în camerele de apă. Camerele sunt separate printr-o partiție, care împarte toate tuburile condensatorului în două secțiuni, formând așa-numitele „treceri” de apă (în acest caz, două treceri). Apa intră în camera de apă printr-o țeavă și trece prin tuburile situate sub despărțitor. În camera rotativă, apa trece în a doua secțiune de tuburi, situată la înălțime deasupra despărțitorului. Prin tuburile acestei secțiuni, apa curge în sens opus, făcând o a doua „trecere”, intră în cameră și este trimisă prin conducta de evacuare la scurgere.

Aburul care intră în spațiul de abur de la turbină se condensează pe suprafața tuburilor condensatorului, în interiorul cărora curge apa de răcire. Datorită unei scăderi accentuate a volumului specific de abur, în condensator se creează o presiune scăzută (vid). Cu cât temperatura este mai mică și cu cât debitul mediu de răcire este mai mare, cu atât se poate obține vid mai profund în condensator. Condensul rezultat curge în partea inferioară a carcasei condensatorului și apoi în sifonul de condens.

Aerul (mai precis, amestecul abur-aer) este îndepărtat din condensator folosind un dispozitiv de aspirare a aerului printr-o conductă8. Pentru a reduce volumul amestecului de abur aspirat-aer, acesta este răcit într-un compartiment special separat al condensatorului, folosind o partiție - un răcitor de aer.

Pentru a extrage aerul din răcitorul de aer, este instalat un ejector cu jet de abur în trei trepte - cel principal. Pe lângă ejectorul principal, care funcționează constant, unitatea de turbină este echipată cu un ejector al condensatorului de pornire (jet de apă) și un ejector al sistemului de circulație de pornire. Ejectorul condensatorului de pornire este proiectat pentru a adânci rapid vidul la pornirea unei unități de turbină. Ejectorul sistemului de circulație de pornire servește la aspirarea amestecului de abur-aer din sistemul de circulație al condensatorului. Condensatorul turbinei este, de asemenea, echipat cu două colectoare de condens, din care condensul rezultat este pompat continuu de către pompele de condens.

Dispozitivele de recepție și descărcare sunt amplasate pe conducta de tranziție a condensatorului, al cărei scop este acela de a asigura evacuarea aburului din cazan în condensator, ocolind turbina în timpul unei retrageri de sarcină completă bruscă sau în modurile de pornire. Consumul de abur la refulare poate ajunge la 60% din consumul total de abur al turbinei. Proiectarea dispozitivului de recepție și descărcare prevede, pe lângă reducerea presiunii, reducerea temperaturii aburului evacuat în condensator cu reglarea corespunzătoare a acestuia. Ar trebui menținută cu 10-20°C peste temperatura de saturație la o anumită presiune a condensatorului.

Supraîncălzire și regenerare intermediară în turbine. Într-o centrală termică cu supraîncălzire intermediară, aburul, după expansiune în cilindrul de înaltă presiune (HPC) al turbinei, este trimis la boiler pentru supraîncălzire secundară, unde temperatura acestuia crește aproape la același nivel ca înainte de HPC. După supraîncălzirea intermediară, aburul este direcționat către cilindrul de joasă presiune, unde se extinde la presiunea din condensator.

Economia unui ciclu termic ideal cu reîncălzire depinde de parametrii aburului îndepărtat pentru reîncălzire. Temperatura optimă a aburului T 1op t la care ar trebui să fie deviat pentru supraîncălzire intermediară poate fi estimată aproximativ ca 1,02–1,04 din temperatura apei de alimentare. Presiunea aburului înainte de supraîncălzirea intermediară este de obicei aleasă să fie de 0,15-0,3 presiune a aburului proaspăt. Ca urmare a reîncălzirii, eficiența generală a ciclului va crește. Totodată, datorită scăderii umidității aburului în ultimele trepte ale turbinei de joasă presiune, randamentul intern relativ va crește. din aceste etape și, prin urmare, eficiența va crește. intreaga turbina. Pierderea de presiune Δ р pp în calea intermediară de supraîncălzire (în linia de abur de la turbină la boiler, supraîncălzitor și linia de abur de la cazan la turbină) reduce efectul utilizării reîncălzirii cu abur și, prin urmare, nu mai mult de 10% pierdere. de presiune absolută în supraîncălzitorul intermediar este permisă.

Sistemul de regenerare în turbine presupune încălzirea condensului format în condensator cu abur, care este preluat din partea de curgere a turbinei. Pentru a face acest lucru, fluxul principal de condens este trecut prin încălzitoare, în sistemul de conducte în care intră condensul, iar aburul de la extracțiile turbinei este furnizat în carcasă. Pentru a încălzi condensul principal, între ele se folosesc încălzitoare de joasă presiune (LPH), încălzitoare de înaltă presiune (HPH) și un dezaerator (D). Dezaeratorul este proiectat pentru a elimina aerul rezidual dizolvat în condens din condensul principal.

Ideea regenerării în PTU a apărut în legătură cu necesitatea de a reduce pierderile de căldură în condensator. Se știe că pierderile de căldură din apa de răcire din condensatorul turbinei sunt direct proporționale cu cantitatea de abur evacuat care intră în condensator. Debitul de abur în condensator poate fi redus semnificativ (cu 30–40%) prin extragerea acestuia pentru a încălzi apa de alimentare în aval de treptele turbinei după ce a efectuat lucrările în etapele anterioare. Acest proces se numește încălzire regenerativă a apei de alimentare. Ciclul regenerativ, comparativ cu cel convențional, are o temperatură medie de alimentare cu căldură mai mare la o temperatură de evacuare constantă și deci are o eficiență termică mai mare. Creșterea eficienței într-un ciclu cu regenerare este proporțională cu puterea generată din consumul termic, adică pe baza căldurii transferate în apa de alimentare în sistemul de regenerare. Prin încălzire regenerativă, temperatura apei de alimentare poate fi ridicată la o temperatură apropiată de temperatura de saturație corespunzătoare presiunii aburului proaspăt. Cu toate acestea, aceasta ar crește foarte mult pierderile de căldură din gazele de evacuare ale cazanului. Prin urmare, standardele internaționale pentru dimensionarea turbinelor cu abur recomandă alegerea temperaturii apei de alimentare la intrarea în cazan egală cu 0,65–0,75 din temperatura de saturație corespunzătoare presiunii din cazan. În conformitate cu aceasta, la parametrii supercritici ai aburului, în special la presiunea inițială egor0 = 23,5 MPa, se presupune că temperatura apei de alimentare este de 265–275°C.

Regenerarea are un efect pozitiv asupra eficienței interne relative. primele etape datorită debitului crescut de abur prin cilindrul de înaltă presiune și creșterii corespunzătoare a înălțimii palelor. Trecerea volumetrică a aburului prin ultimele trepte ale turbinei în timpul regenerării scade, ceea ce reduce pierderile odată cu viteza de ieșire în ultimele trepte ale turbinei.

În instalațiile moderne de turbine cu abur de putere medie și mare, pentru a le crește eficiența, se utilizează un sistem de regenerare larg dezvoltat folosind o pereche de etanșări labirint de capăt, etanșări ale tijelor supapei de control al turbinei etc. (Fig. 3.10).

Aburul proaspăt din cazan intră în turbină prin linia principală de abur cu parametrii lume 0,t 0. După extinderea în partea de curgere a turbinei la presiunea p, aceasta este trimisă la condensator. Pentru a menține un vid profund, amestecul de abur-aer este aspirat din spațiul de vapori al condensatorului de către ejectorul principal (EJ). Condensul aburului de evacuare curge în colectorul de condens, apoi de către pompele de condens (CP) este alimentat prin răcitorul ejectorului (EC), răcitorul de abur cu aspirație cu etanșare (SES), încălzitorul cutie de presa (SP) și încălzitoare cu regenerare sub presiune P1, P2 la dezaeratorul D. Dezaeratorul este proiectat pentru îndepărtarea gazelor agresive (O2 și CO2) dizolvate în condens, care provoacă coroziunea suprafețelor metalice. Oxigenul și dioxidul de carbon liber intră în condens datorită aspirației aerului prin scurgeri în sistemul de vid al unității de turbină și cu apă suplimentară. În dezaerator, gazele agresive sunt îndepărtate prin încălzirea condensului și a apei suplimentare cu abur până la temperatura de saturație a aburului de încălzire. În instalațiile moderne cu turbine cu abur sunt instalate dezaeratoare de înaltă presiune de 0,6-0,7 MPa cu o temperatură de saturație de 158-165°C. Condensul de abur din zona de la condensator la dezaerator se numeste condens, iar in zona de la dezaerator la cazan se numeste apa de alimentare.

Apa de alimentare din dezaerator este preluată de pompa de alimentare (PN) și sub presiune înaltă (la unități cu parametri de abur supercritic și supercritic de până la 35 MPa) este alimentată prin încălzitoarele de înaltă presiune PZ, P4 către cazan.

Aburul etanșărilor labirintului capătului turbinei este aspirat din camerele exterioare de etanșare, unde se menține o presiune de 95-97 kPa, printr-un ejector special și trimis la răcitorul ejectorului de aspirație, prin care este pompat condensul principal. O parte din aburul de înaltă presiune de la garniturile labirintului de capăt este direcționat către prima și a treia extracție regenerativă. Pentru a preveni aspirarea aerului în sistemul de vid prin etanșările de capăt ale turbinei, se menține un mic exces (110-120 kPa) de presiune în fiecare penultima cameră a etanșărilor de capăt folosind un regulator special instalat pe alimentarea de etanșare. abur către această cameră de la dezaerator.

Instalatie nutritionala. Unitatea de alimentare a unității de turbină constă dintr-o pompă de alimentare principală cu o acționare a turbinei, o pompă de alimentare de pornire

pompă acționată electric și pompe de amplificare acționate electric. Unitatea de alimentare este proiectată pentru a furniza apă de alimentare de la dezaerator prin încălzitoare de înaltă presiune către cazan. Pompa începe să funcționeze la o sarcină de bloc de 50–60% și este proiectată să funcționeze în intervalul de 30–100%. Pompa de alimentare de rezervă PEN este acţionată de un motor electric asincron.

măsuri preventive pentru prevenirea contaminării condensatorului (tratarea apei de răcire prin metode chimice și fizice, utilizarea unităților de curățare cu bile etc.);
curățarea periodică a condensatoarelor când presiunea aburului de evacuare crește cu 0,005 kgf/cm2 (0,5 kPa) față de valorile standard din cauza contaminării suprafețelor de răcire;
controlul asupra curățeniei suprafeței de răcire și a plăcilor tubulare condensatorului;
controlul debitului apei de răcire (prin măsurarea directă a debitului sau prin echilibrul termic al condensatoarelor), optimizarea debitului apei de răcire în funcție de temperatura acesteia și de sarcina de abur a condensatorului;
verificarea densității sistemului de vid și a compactării acestuia; aspirația aerului (kg/h) în intervalul de modificări ale încărcăturii de abur a condensatorului 40-100% nu trebuie să depășească valorile determinate de formula
St = 8 + 0,065 N,
unde N este puterea electrică nominală a unității de turbină în modul de condensare, MW;

• verificarea densitatii apei a condensatorului prin

monitorizarea sistematică a conținutului de sare din condensat;

• verificarea continutului de oxigen in condensat

după pompele de condens.
Metodele de monitorizare a funcționării unității de condensare și frecvența acesteia sunt determinate de instrucțiuni locale în funcție de condițiile specifice de funcționare.
Îndeplinirea acestor cerințe asigură funcționarea fiabilă și economică a unității de turbină.
Contaminarea suprafeței tuburilor condensatorului cu sare sau depozite biologice (de obicei din partea apei de răcire) crește presiunea temperaturii în condensator și, în consecință, presiunea de la -
abur de lucru. Deteriorarea vidului față de normal. Valoarea activă corespunzătoare suprafeței curate a tuburilor duce la o scădere semnificativă a eficienței unității de turbină și uneori la o limitare a puterii turbinei. De exemplu, pentru turbinele cu parametrii de abur proaspăt de 240 kgf/cm2, 540°C, o deteriorare a vidului cu 1% duce la o creștere a consumului specific de căldură cu aproximativ 0,9-1,5% la sarcina nominală a unității de turbină. În acest sens, în timpul funcționării turbinei, trebuie efectuată o monitorizare atentă a curățeniei suprafeței condensatoarelor și trebuie luate măsuri în timp util pentru curățarea acesteia.
Contaminarea plăcilor tubulare condensatorului crește rezistența hidraulică a acestuia, ceea ce reduce debitul de apă de răcire și deteriorează vidul. Prin urmare, este necesar să se controleze rezistența hidraulică prin diferența de presiune la intrarea și la ieșirea condensatorului la un anumit debit de apă de răcire. Dacă rezistența standard este depășită, trebuie efectuată curățarea.
Trebuie avut în vedere că curățarea periodică a tuburilor condensatorului nu rezolvă complet problema menținerii celei mai înalte eficiențe posibile. Creșterea treptată a cantității de depuneri pe tuburile formate între două curățări duce la funcționarea turbinei cu un anumit vid mai mic decât vidul cu un condensator curat. În plus, curățarea de înaltă calitate a tuburilor necesită oprirea sau reducerea sarcinii turbinei și costuri semnificative ale forței de muncă. Prin urmare, este foarte important să se efectueze măsuri preventive pentru a preveni contaminarea tuburilor condensatorului și deteriorarea asociată a vidului.
Aceste măsuri sunt determinate în funcție de natura și compoziția sedimentelor.
Când tuburile sunt contaminate organic, microorganismele și algele conținute în apa circulantă prelevată din rezervoare naturale sau artificiale se depun pe suprafața sistemului de conducte pe partea apei. Sub influența condițiilor de temperatură favorabile din condensator, microorganismele atașate la suprafața tuburilor încep să crească treptat, formând în timp un strat semnificativ de depozite mucoase, care afectează transferul de căldură de la abur în apă (creșterea presiunii temperaturii). În plus, secțiunea transversală a tuburilor este redusă, ceea ce duce la o creștere a rezistenței hidraulice a condensatorului și la o scădere a debitului de apă prin acesta.
Un mijloc eficient de combatere a depunerilor organice este tratarea apei circulante cu clor sau sulfat de cupru. În acest caz, suprafața tuburilor este activată de clor sau vitriol și devine toxică pentru microorganisme. Înainte de a trece la tratarea sistematică a apei circulante cu reactivi, este necesar să se efectueze o curățare mecanică sau hidromecanică minuțioasă a tuburilor, deoarece în acest caz eficacitatea măsurilor preventive va fi mai mare.
În condensator apar depozite anorganice dense (calamă) cu un conținut crescut de săruri de duritate Ca(HCO3)2 și Md(HCO3)2 în apa circulant. Condiții similare se creează adesea și în sistemele de alimentare cu apă circulantă, unde datorită evaporării apei și reumplerii sistemului cu apă care conține săruri, conținutul de sare al apei circulante crește și când se atinge valoarea limită a durității carbonatice, descompunerea a bicarbonaților începe cu depunerea sărurilor pe suprafața tuburilor condensatorului.
Măsurile preventive împotriva formării depunerilor anorganice sunt organizarea unui regim rațional de purjare și completare a sistemelor de alimentare cu apă circulantă, precum și tratarea chimică a apei - fosfatare sau acidificare. Utilizarea metodelor chimice de îmbunătățire a calității apei circulante duce la necesitatea tratării unor cantități mari de apă și necesită costuri semnificative, astfel încât metoda curățării mecanice continue a tuburilor condensatorului cu bile de cauciuc este în prezent din ce în ce mai răspândită. Experiența centralelor electrice cu unități de curățare cu bile instalate pentru tuburile condensatorului a demonstrat eficiența ridicată a acestei metode pentru prevenirea poluării atât de natură anorganică, cât și organică.
Limita stabilită de PTE pentru deteriorarea în vid față de standard cu 0,5%, după atingerea căreia trebuie curățat condensatorul, este într-o anumită măsură arbitrară, dar ar trebui folosită pentru a preveni o scădere excesivă a eficienței unității turbinei. si sa se stabileasca frecventa de curatare a condensatoarelor la centrala electrica.
Debitul de apă de răcire este controlat prin măsurare directă folosind diafragme segmentate utilizate pentru conductele de apă cu diametru mare sau determinat din balanța termică a condensatorului pentru încălzirea apei și debitul de abur evacuat. Măsurarea debitului de apă de răcire face posibilă și monitorizarea stării pompelor de circulație pe baza caracteristicilor acestora.
Aspirația aerului prin scurgerile din condensatorul și sistemul de vid al unității de turbină afectează procesul de transfer de căldură din partea de abur a tuburilor condensatorului, crescând presiunea temperaturii, precum și conținutul de oxigen din condensul de abur de evacuare.
Este imposibil să se creeze o densitate absolută a condensatorului și a sistemului de vid al unității de turbină. Aspirația aerului are loc prin diverse scurgeri în îmbinările pieselor de împerechere, conectorul cu flanșă al pompei de joasă presiune, racordurile cu flanșă ale conductelor sub vid, în fitinguri și prin garniturile de capăt ale turbinei atunci când funcționarea lor este nesatisfăcătoare. În acest caz, cantitatea de aer aspirat depinde de sarcina turbinei. Când debitul de abur în condensator este redus la jumătate față de modul nominal, aspirația aerului poate crește cu 30 - 40% datorită creșterii numărului de componente ale turbinei care funcționează sub vid (încălzitoare regenerative etc.).
În cazul utilizării ejectoarelor cu jet de abur, este posibil ca acestea să treacă în modul de suprasarcină atunci când cantitatea de aer aspirat depășește capacitatea de funcționare a ejectorului. În același timp, vidul din condensator se înrăutățește și crește conținutul de oxigen din condensat. Când se utilizează ejectoare cu jet de apă, creșterea presiunii în condensator este mai mică decât atunci când se utilizează ejectoare cu jet de abur, deoarece cu ventuze mari acestea nu se despart, ci continuă să funcționeze stabil în conformitate cu caracteristicile lor în aer uscat.
Valorile maxime admise de aspirație a aerului prescrise de PTE se bazează pe valorile atinse practic în exploatare. Densitatea sistemului de vid este evaluată prin măsurarea directă a cantității de aer aspirată de ejectorul cu jet de abur, folosind un dispozitiv de debitmetru de reglare. Pentru instalațiile cu ejectoare cu jet de apă, în care măsurarea directă a debitului de aer admis este imposibilă, se utilizează caracteristica ejectorului - dependența presiunii pe partea de aspirație a ejectorului de debitul de aer. Dacă sunt detectate scurgeri mari de aer, toate scurgerile trebuie identificate și eliminate cât mai curând posibil. Identificarea punctelor de aspirație se realizează cu mașina în funcțiune folosind detectoare de scurgeri cu halogen și cu mașina oprită - prin umplerea sistemului de vid cu apă și inspecție vizuală. O modalitate foarte eficientă de a găsi scurgeri într-un sistem de vid este testarea cu abur.
Una dintre sarcinile importante ale asigurării fiabilității operaționale este menținerea calității necesare a condensului. Sursa de contaminare a condensului poate fi scurgerile din sistemul de conducte al condensatorului, prin care apa de răcire, a cărei presiune este semnificativ mai mare decât presiunea din spațiul de abur al condensatorului, intră în condens. Cantitatea de apă aspirată în circulație poate fi nesemnificativă, dar chiar și o cantitate mică este suficientă pentru a aduce condensul turbinei din punct de vedere al durității peste limitele permise de PTE. Astfel, pentru turbina K-300-240, aspirarea apei circulante avand o duritate de exemplu 300 mg/l (apa curata de rau sau lac) in cantitate de 8-10 l/h este deja inacceptabila. Controlul aspirației apei circulante se realizează prin analiza chimică a condensului pentru duritate.
Scurgerile în sistemul de conducte pot apărea în locurile în care tuburile sunt evazate în foile tubulare din cauza defectelor de rulare; pot apărea fisuri și spărturi ale materialului în tuburile în sine ca urmare a acțiunii agresive a apei.
Pentru a asigura etanșeitatea îmbinărilor de rulare, pe foile tubulare condensatorului se aplică acoperiri de etanșare (acoperire cu bitum, gumare). Reducerea probabilității de deteriorare a metalelor de-a lungul lungimii tuburilor este asigurată prin selectarea materialului tubului în conformitate cu calitatea apei de răcire.
Dacă în condens există gaze corozive, în special oxigen, conductele și echipamentele situate în zona de la condensator la dezaerator sunt supuse coroziunii. Produsele de coroziune transportate în dezaerator și de acolo în cazan, depuse pe suprafețele de încălzire, creează condițiile prealabile pentru accidente grave din cauza arderii conductelor,
De regulă, condensatoarele au o capacitate de dezaerare satisfăcătoare și asigură conținutul de oxigen din condensatul după condensator în limitele prescrise de PTE. Cu toate acestea, dacă există o scurgere în calea de vid către pompele de condens, aerul poate fi aspirat și oxigenul poate fi absorbit de condensul dezaerat în condensator. Aspirarea aerului în conductele de condens, de ex. direct în apă sunt cele mai periculoase, deoarece chiar și o cantitate mică de aer aspirat este suficientă pentru a contamina întregul flux de condens.
Monitorizarea constantă a conținutului de oxigen din condens face posibilă luarea de măsuri în timp util pentru a preveni coroziunea metalului de-a lungul traseului condensului. Conținutul de oxigen din condensat este monitorizat prin analiza chimică a probei prelevate. O probă de condens este prelevată după pompele de condens, monitorizându-se astfel întreaga cale de aspirație în vid de la condensator la pompă.
Aspirația aerului pe calea de aspirație a unei pompe de condens poate apărea în îmbinările sudate dacă acestea sunt de proastă calitate, prin scurgeri în conexiunile cu flanșe ale conductelor și prin etanșările tijei supapelor. Scurgerile trebuie eliminate prin resudarea îmbinărilor, instalarea de garnituri în îmbinările cu flanșe, organizarea etanșărilor hidraulice ale tijelor supapelor, utilizarea fitingurilor de vid etc.

Indicatorul determinant al funcționării fiabile și eficiente a turbinelor cu abur din centralele electrice este funcționarea optimă a unităților de condensare. Scopul principal al unității de condensare a unei unități cu turbină cu abur este condensarea aburului de evacuare din turbină, care conține un amestec de gaze necondensabile, în principal aer, care pătrunde prin scurgerile din sistemul de vid al unității de turbină. Pentru a menține un vid în spațiul de vapori al condensatorului, gazele necondensabile trebuie îndepărtate în mod constant. În acest scop, sistemele standard de vid de tip ejector sunt folosite la centralele rusești de mai bine de 50 de ani.
În realitățile moderne ale pieței, procesul de reducere a costurilor de producere a energiei electrice și termice este un factor cheie pentru supraviețuirea în condițiile concurenței acerbe de pe piață între companiile producătoare. Principalul dezavantaj al utilizării ejectoarelor de abur pentru pomparea amestecului de abur-aer este arderea combustibilului pentru a genera abur. Dezavantajele utilizării ejectoarelor cu jet de apă sunt consumul mare de apă tehnică, consumul de energie electrică cheltuită pentru funcționarea pompelor de ridicare, precum și pierderea apei desarate chimic.
Sistemele de vid oferite de firma noastra pentru pomparea amestecului abur-aer din condensatorul turbinelor cu abur ale centralelor electrice constau din pompe de vid cu inel lichid in doua trepte cu sistem de condensare a aburului prin injectarea apei inainte de intrarea in pompa, un schimbator de caldura cu un circuit închis de răcire al inelului lichid al sistemului și un separator pentru separarea aerului și apei. Principiul de funcționare al unui sistem de vid cu inel lichid se bazează pe pomparea gazelor necondensabile (aer) cu conținut de abur rezidual, comprimarea amestecului de abur-aer și eliberarea lui în atmosferă. Aceste sisteme de vid funcționează fiabil de multe decenii și reprezintă un standard industrial în industria energetică a țărilor europene și a Statelor Unite, iar în ultimii ani au fost introduse activ în țări asiatice precum India, China, Coreea și Japonia etc. .
Calculele de rambursare arată că ratele maxime de rambursare pentru echipamente apar la centralele electrice care utilizează un sistem cu flux direct pentru colectarea apei din rezervoare.
Schema centralelor electrice cu un ciclu de alimentare cu apă de proces cu flux direct este prezentată în diagrama nr. 1.

În legătură cu problema existentă a utilizării apei, principalele companii producătoare de energie electrică din Rusia caută modalități de reducere a consumului de apă preluată din corpurile de apă. Acest lucru se datorează adoptării, la 26 decembrie 2014, a Rezoluției Guvernului Federației Ruse N 1509 „Cu privire la ratele de plată pentru utilizarea corpurilor de apă aflate în proprietate federală și modificările la Secțiunea I a ratelor de plată pentru utilizarea corpuri de apă aflate în proprietate federală.” Drept urmare, coeficientul anual de utilizare a corpurilor de apă în Federația Rusă crește rapid cu 15% pe an. Această rezoluție duce la o scădere semnificativă a nivelului competitiv al centralelor termice (TPP) cu sisteme cu flux direct, în care ponderea medie a costurilor de alimentare cu apă a TPP-urilor cu sisteme tehnice de alimentare cu apă cu flux direct din costurile totale de producție de energie în 2013 a fost de 3,4%, iar până în 2017 va crește la 8,2%, iar la unele centrale termice - până la 12%.

Una dintre soluțiile de reducere a taxelor de utilizare a apei este înlocuirea ejectoarelor cu jet de apă cu sisteme de vid bazate pe pompe cu inel de lichid. În medie, cu astfel de înlocuiri, perioada de rambursare va fi de la 3 la 6 ani și va permite:
- reduce consumul de energie al instalatiei de vid de ~ 7 ori;
- reduce consumul de apă de proces pentru o instalație de vid de ~50 de ori sau mai mult;
- elimina pierderea apei desarate chimic.

În cele din urmă, costurile de operare ale sistemelor de vid cu inel lichid sunt cu 60-80% mai mici în comparație cu sistemele cu ejector.
Schema centralelor electrice cu unități cu inel lichid de vid este prezentată în diagrama nr. 2.

Efectuăm selecția optimă a echipamentelor, asigurând un echilibru între performanța sistemului de vid și eficiența turbinei. Datorită unei game largi de pompe de vid, fiecare sistem de vid este proiectat individual, în conformitate cu toate cerințele clienților, asigurând un echilibru între performanța sistemului de vid și eficiența turbinei și luând în considerare, de asemenea, următorii factori:

• Conditii practice de functionare a centralelor electrice in conditii normale si de aspiratie de urgenta;
• În conformitate cu standardele industriei energetice străine și interne;
• Conditii practice de vara si iarna;
• Principalele avantaje ale sistemului de vid:
• pompă de vid cu inel lichid în două trepte optimizată special pentru aplicații energetice;
• Viteza optimă de pompare pentru orice putere a turbinei de până la 1500 MW și mai mult;
• Proiectat pentru funcționare continuă la vid aproape de presiunea vaporilor saturați;
• Funcționare fiabilă și stabilă în diferite moduri, nu este sensibil la schimbările bruște de sarcină;
• Consumul minim necesar de energie
• Fără pierderi de condens/chimice. apa desarata.
• testat conform standardelor HEI;

Pentru a calcula și a furniza TCP la adresa dvs., vă rugăm să trimiteți specificațiile tehnice sau să completați Chestionarul nostru.

Dacă instalația are contoare de aer care măsoară cantitatea de aer scoasă din condensator, monitorizarea densității aerului din sistemul de vid trebuie să fie constantă și efectuată prin observarea citirilor contorului de aer și comparând aceste citiri cu valorile normale care sunt acceptate pentru această instalare. Cantitatea de aspirație a aerului este setată pentru fiecare unitate în funcție de trecerea aburului în condensator. Odată cu scăderea trecerii aburului în condensator, se observă o creștere a aspirației aerului în sistemul de vid. Acesta din urmă se explică prin faptul că odată cu scăderea fluxului de abur în turbină, vidul se extinde la un număr mai mare de trepte ale turbinei, captând încălzitoarele regenerative și liniile de abur ale sistemului regenerativ. Răspândirea rarefării duce de obicei la o creștere a numărului de surse de aspirație a aerului.

În prezent, densitatea aerului sistemelor de vid ale turbinelor a crescut semnificativ datorită utilizării pe scară largă a îmbinărilor sudate în instalații și calității înalte a lucrărilor de sudare.

După cum arată experiența în operarea unităților cu turbine, aspirația aerului nu depășește de obicei 2-3 kg/h pentru unitățile turbo cu o putere de 20-25 MW și 5-10 kg/h pentru unitățile turbo cu o putere de 100 MW și peste la puterea nominală și densitatea excelentă a aerului a sistemului. În absența contoarelor de aer care să monitorizeze aspirația aerului, este necesar să se verifice periodic, de obicei cel puțin o dată pe lună, densitatea aerului din sistem. Dacă există suspiciunea de încălcare a densității aerului, această verificare poate fi repetată.

Verificarea densității aerului a sistemului se efectuează și înainte de oprirea turbinei pentru reparații și după reparații. Verificarea densității aerului a sistemului de vid al unei unități de turbină constă în esență în determinarea ratei de scădere a vidului cu dispozitivul de eliminare a aerului complet oprit. Experimentele au stabilit că pentru toate turbinele există o dependență liniară a scăderii vidului de timpul când aspirația aerului este oprită. Astfel, o evaluare relativă a calității densității aerului a sistemului se poate face prin viteza cu care vidul scade în condensator pe unitatea de timp (de obicei pe 1 minut).

Verificarea densității sistemului de vid se efectuează după cum urmează. Când sarcina turbinei este de aproximativ 50 sau 75% din sarcina maximă, închideți supapa de pe conducta de aspirație a aerului dintre condensator și dispozitivul de evacuare a aerului. Pompele de circulație și de condens ar trebui să funcționeze în regim normal. După oprirea conductei de aspirație a aerului, citirile vacuometrului sunt înregistrate la intervale regulate, de obicei la fiecare jumătate de minut.

Durata totală a experimentului de cele mai multe ori nu depășește 5-7 minute. Trebuie avut în vedere că scăderea de vid la verificarea densității aerului nu trebuie să fie mai mică de 500-550 mm Hg. Artă. pentru a evita încălzirea evacuarii turbinei. Densitatea aerului este considerată bună dacă rata de cădere a vidului nu depășește 1 mmHg. Artă. pe minut pentru turbine cu o putere de 25 MW și peste și 3-5 mm Hg. Artă. pe minut - pentru turbine cu o putere de până la 25 MW. Ratele mari de scădere a vidului indică o aspirație anormală a aerului din cauza unei încălcări a densității sistemului de vid al instalației. În astfel de cazuri, este necesar să începeți să găsiți locuri în care aerul este aspirat.

Găsirea locurilor în care aerul este aspirat se poate face prin inspectarea amănunțită și verificarea scurgerilor suspectate cu o flacără de bujie sau prin testarea presiunii condensatorului cu apă. Găsirea locurilor în care aerul este aspirat nu este o sarcină ușoară, care necesită nu numai o investiție semnificativă de timp și forță de muncă, ci și anumite abilități.

Prima modalitate de a găsi scurgeri este să verificați toate locurile cel mai probabil pentru aspirarea aerului (flanșe, etanșări, suduri sub vid, supapă atmosferică) cu o flacără de bujie. Prin devierea flăcării, puteți determina locația aspirației aerului. Cu toate acestea, această metodă nu este aplicabilă turbogeneratoarelor răcite cu hidrogen din cauza pericolului de incendiu.

A doua metodă este testarea presiunii apei; necesită oprirea turbinei și nu dă rezultate pozitive în cazurile în care există scurgeri în carcasa turbinei sau în liniile de abur ale încălzitoarelor regenerative.

În Germania, a fost propusă o metodă pentru detectarea scurgerilor de aer în sistemul de vid al unităților de turbine care funcționează folosind un detector de scurgeri cu halogen. Această metodă se bazează pe faptul că emisia, adică emisia de ioni pozitivi de pe suprafețele de platină fierbinte, crește foarte puternic în prezența halogenilor (halogeni) elementelor grupei VII a sistemului periodic al lui Mendeleev (fluor, clor, brom etc.). Astfel, dacă există chiar și o ușoară prezență de halogeni în orice gaz, efectul emisiei de ioni devine vizibil. Cel mai potrivit gaz care conține halogen este freon-12 (CF 2 Cl 2 ). Freonul nu are proprietăți toxice, este neinflamabil, neexploziv și nu acționează agresiv asupra metalelor.

În fig. Figura 3-7 prezintă o diagramă a utilizării unui detector de scurgeri cu halogen pentru a determina locația scurgerilor de aer în sistemul de vid al unei unități de turbină. Gazul care conține halogen este sub formă comprimată într-un cilindru 1, care este conectat printr-un reductor 2 la un furtun flexibil 3, la capătul căruia este instalată o duză 4. Fluxul de gaz care iese din duză este direcționat către acele locuri. care sunt verificate pentru densitate. Dacă există o scurgere, gazul pătrunde în sistemul de vid și apoi intră în conducta 5 care conectează condensatorul la dispozitivul de eliminare a aerului. Pe conducta de aspirație a aerului, mai aproape de condensator, este încorporat un senzor 6, conectat printr-un cablu blindat 7 la un dispozitiv 8, al cărui circuit electric include un microampermetru.Dispozitivul este conectat la o rețea de curent alternativ. Deviația acului microampermetrului depinde de intensitatea emisiei de ioni în senzor. Acesta din urmă depinde de cantitatea de halogeni care intră în senzor.

Astfel, dacă există o scurgere și pătrundere de gaz cu conținut de halogen în sistemul de vid al instalației, acul microampermetrului se va abate spre dreapta.

După instalarea senzorului în linia turbo 5 și conectarea dispozitivului la rețeaua de curent alternativ, senzorul este încălzit cu un curent mic timp de 1-2 minute. Acul microampermetrului este setat la zero. După aceasta, dispozitivul este gata de utilizare și puteți începe să suflați freon în locuri probabile în care aerul este aspirat.

Experimentele efectuate cu instalația descrisă mai sus au arătat că timpul de întârziere (timpul din momentul în care gazul pătrunde printr-o scurgere și până când microampermetrul funcționează) nu depășește 3 secunde când dispozitivul este setat la sensibilitatea maximă. Cu un astfel de timp de întârziere, este posibil să se determine cu suficientă precizie locația încălcării densității conexiunii.

Dacă un detector de scurgeri cu halogen este conectat la un fel de dispozitiv de semnalizare sonoră sau luminoasă, atunci căutarea locurilor în care aerul a fost aspirat poate fi efectuată de o singură persoană. Când apare un semnal sonor sau luminos, ar trebui să marcați cu cretă locul care a fost suflat cu gaz și, inspectând cu atenție acest loc sau suflând din nou gaz, puteți găsi locația avariei. Pentru a găsi scurgeri în locuri greu accesibile, se poate folosi un detector de scurgeri cu halogen realizat sub formă de sondă. Producem astfel de detectoare de scurgeri sub mărcile GTI-1 și GTI-2.

Temperatura condensului în momentul condensului este egală cu temperatura aburului din care se obține condensul.

Pentru a condensa complet 1 kg de abur saturat uscat, trebuie să-i îndepărtați pe tot.

Pentru a condensa 1 kg, este necesar să se scadă din fiecare kilogram de abur o cantitate de căldură egală cu căldura de vaporizare a cantității de abur saturat uscat conținută în 1 kg de abur umed.

Pentru a condensa 1 kg de abur supraîncălzit, este necesar să se ia nu numai căldura de vaporizare, ci și căldura de supraîncălzire.

Dacă nu toată căldura de vaporizare, ci doar o parte din ea, este luată de la 1 kg de abur saturat uscat, atunci va avea loc condensarea parțială, adică nu tot aburul se va condensa, ci doar o parte din acesta. Apa va ramane amestecata cu aburul (se va obtine abur umed) sau (cu un grad ridicat de umiditate) va cadea partial din abur.

Scopul dispozitivului de condensare

Dispozitivul de condensare al unei instalații normale de turbogenerator are două scopuri:

1) stabilirea și menținerea unei anumite presiuni de vid (vid) la conducta de evacuare a turbinei;

2) convertiți aburul de evacuare al turbinei în apă (condens) pentru a returna apa la cazanele de abur.

Știm că energia mecanică obținută într-o turbină din 1 kg de abur va fi mai mare, cu cât căderea de căldură disponibilă va fi mai mare; stim si asta creșterea limitei superioare de presiune (presiunea aburului viu) are o valoare relativ mai mică decât scăderea limitei inferioare (presiunea de refulare), deoarece creșterea căderii de căldură disponibilă cu o creștere a presiunii inițiale a aburului este mult mai lentă decât cu o scădere a presiunii finale. Este evident că expansiunea aburului poate fi realizată numai până la presiunea din mediul în care este eliberat (contrapresiune). În consecință, cu cât presiunea acestui mediu este mai mică, cu atât diferența de căldură care poate fi utilizată de turbină în aceeași stare inițială a aburului este mai mare.

Este destul de clar că turbinele staționare de tip normal au dispozitive de condensare adaptate să funcționeze cu vid profund. Trebuie remarcat faptul că limita de vid la proiectarea unei instalații este stabilită de considerente economice și de obicei nu depășește 96-97%, deoarece adâncirea în continuare a vidului duce la dimensiuni foarte mari ale condensatorului, putere mare a pompei, cantități colosale de apă de răcire și , ca urmare, nu numai că nu poate reduce, ci chiar crește costul de producere a energiei electrice.

Un vid, a cărui adâncire în continuare într-o instalație dată de turbină nu crește utilizarea benefică a diferenței de căldură, se numește vid extrem.

La proiectarea turbinelor de putere maximă, adâncimea de vid calculată trebuie adesea limitată pentru a obține dimensiuni acceptabile pentru paletele ultimei trepte, ceea ce permite trecerea aburului la volumul său cel mai mare.

Tipuri de condensatoare

Să luăm în considerare modalități de a obține un vid profund, adică rarefacție mai mult sau mai puțin perfectă.

Să presupunem că vasul 1 (Fig. 1) conectat la boiler 2 un tub cu robinet 3 , cu macaraua 4 nava poate comunica cu atmosfera. După ce am deschis ambele robinete, conectăm vasul cu boilerul și atmosfera; aburul va deplasa aerul din vas, îl va umple și va începe să curgă în atmosferă. Dacă acum închideți ambele robinete, vasul va fi umplut cu abur sub o presiune cunoscută; Să presupunem că presiunea din vas este de 1 ata și că aburul nu conține niciun amestec de aer sau gaze necondensabile.

Răcind vasul într-un fel sau altul, putem condensa aproape toți vaporii din el; condensul format va ocupa un volum foarte mic (pentru o presiune dată 1/1725 din volumul vasului) și se va stabili o presiune absolută foarte scăzută în vas; de exemplu, când aburul este răcit la 20 o C, acesta va fi de aproximativ 0,024 ata. Nu se poate obține vid complet (adică absența presiunii), deoarece o cantitate mică de vapori necondensați va rămâne întotdeauna în vas, cu cât temperatura este mai mică, cu atât mai puțin. În plus, vaporii de apă conțin întotdeauna o anumită cantitate de aer amestecată cu ei, care nu se va condensa, dar va rămâne în vas și va crea o presiune suplimentară, care se va adăuga la presiunea aburului necondensat.

Prin conectarea a două pompe la vas, dintre care una ar pompa condensul, iar cealaltă ar pompa aerul eliberat din abur în timpul condensului, am putea menține continuu un vid profund în vas, eliberând abur în el și provocându-l. a condensa. Funcționarea condensatoarelor în toate sistemele se bazează pe principiul descris.

Prin urmare, este clar că ideea că vidul din condensator este creat și menținut doar prin funcționarea dispozitivelor de îndepărtare a aerului, precum ejectoarele, este eronată; în realitate ele joacă doar un rol de sprijin.

Răcirea aburului în centralele electrice cu abur staționar se face de obicei cu apă, iar apa poate intra în contact cu aburul direct sau printr-un perete conductor de căldură. Pe baza acestei caracteristici, sistemele de condensatoare existente pot fi împărțite în două grupuri principale:

1) condensatoare de amestec;

2) condensatoare de suprafață.

Condensatoare de amestecare au fost folosite doar pentru turbine mici de modele mai vechi și chiar și atunci rar, motiv pentru care nu le vom lua în considerare în detaliu.

Condensator de suprafață răcit cu apă, prezentat schematic în (Fig. 4), constă dintr-un corp din oțel nituit sau sudat sau, mai rar, din fontă 1 , la capete ale căror plăci de conducte sunt instalate 2 cu un număr mare de tuburi cu pereţi subţiri fixate în ele 3 . Tamburi între foile tubulare și capace 4 condensator, numit camere de apă 5 , adesea împărțit prin partiții în două sau mai multe compartimente. Pe (Fig. 4) apa de răcire este furnizată sub presiune prin conducta 6 în compartimentul inferior al camerei de apă, trece prin tuburi în a doua cameră, schimbând direcția opusă, și iese, trecând printr-o altă parte a tuburilor, din compartimentul superior al primei camere. camera prin conductă 7 . Un astfel de condensator se numește în două sensuri si este folosit cel mai des pentru turbine cu o putere de 10.000-50.000 kW. Pentru turbinele de putere mai mică, acestea sunt adesea folosite cu trei sau patru sensuri condensatoare în care pereții despărțitori sunt dispuse astfel încât apa să își schimbe direcția de 2 sau 3 ori. Pentru cele mai mari turbine se folosesc condensatoare cu o singură trecere, în care apa intră la un capăt și iese la celălalt, trecând prin toate tuburile. simultan.

Suprafața de răcire a condensatorului este formată dintr-o combinație de suprafețe tubulare; aburul evacuat intră în condensator de sus prin gât 8 conectându-l la turbină, vine în contact cu suprafața rece a tuburilor și condensează. Condensul curge în jos și se acumulează în partea de jos a condensatorului sau într-un recipient special 9 , de unde este pompat cu o pompă specială (pompa de condens. O altă pompă prin conductă 10 aspiră aerul care a intrat în condensator împreună cu o cantitate mică de abur necondens.

Astfel, unitatea de condensare (Fig. 5) constă din următoarele unități:

1. condensator 1 ;
2. pompă de circulație 2 pomparea apei de răcire prin tuburile condensatorului;
3. pompa de condens 3 pomparea condensului din condensator;
4. pompa de aer (sau ejector) 4 , aspirarea aerului (amestec abur-aer) din condensator.

Turbinele cu abur sunt de obicei echipate cu condensatoare de suprafață. Motivul pentru aceasta este că într-un condensator de suprafață condensul nu se amestecă cu apa de răcire; aburul evacuat de la turbine nu conține ulei, la fel ca aburul evacuat de la motoarele cu piston, astfel încât condensul este destul de potrivit pentru alimentarea cazanelor fără curățare prealabilă. Astfel, la condens de suprafață, aceeași cantitate de condens circulă constant în sistemul cazan-turbină-condensator-cazan și doar cantitatea mică care se pierde prin scurgeri de abur din labirinturi și prin scurgeri și este cheltuită pentru purjare trebuie completată. cu cazane de apă purificată şi demineralizată şi întreţinerea unor mecanisme auxiliare.

Un avantaj semnificativ al unei unități de condensare de suprafață este că elimină aproape complet aerul din condens sau, cu alte cuvinte, dezaerește condensul, ceea ce este foarte important pentru păstrarea cazanelor și conductelor de rugină.

Răcirea apei circulante

Pentru a condensa 1 kg de abur, instalațiile cu turbine cu abur necesită de la 40 la 80 kg de apă de răcire, în funcție de temperatura acesteia, de designul condensatorului și de adâncimea vidului menținut în acesta. Prin urmare, centralele puternice cu turbine consumă o cantitate colosală de apă: pentru o stație cu o capacitate de 20.000 kW, cu un consum mediu de abur de 4,5 kg/kWh, necesarul de apă de răcire va fi de aproximativ 4-5 mii m 3 /h. .

Această împrejurare nu provoacă mari dificultăți dacă stația poate fi construită pe malurile unui râu mare, lac sau mare și este posibilă alimentarea cu apă curentă, adică se ia apă rece, de exemplu, din râu și apoi apă caldă. se drenează din același râu, în aval.

Totuși, locația stațiilor districtuale este determinată de obicei de apropierea imediată de depozitul de combustibil sau de locația întreprinderii sau orașului deservit. În aceste condiții, se întâmplă adesea ca în apropierea stației să existe doar o sursă de alimentare cu apă insuficientă pentru funcționarea acesteia (un râu mic, un iaz). În astfel de cazuri, este necesar să se recurgă la răcirea artificială a apei care iese din condensatoare pentru a o putea reutiliza. În acest scop, sunt create iazuri de răcire (sau piscine) și turnuri de răcire de diferite modele. Acest sistem de alimentare cu apă se numește negociabil.

Condensatoare de suprafață

Factori care afectează performanța condensatorului

Principalii factori care determină funcționarea unui condensator de suprafață sunt dimensiunea suprafeței sale de răcire, debitul apei de răcire și temperatura acesteia. Pentru a condensa o anumită cantitate de abur cu un conținut de căldură cunoscut și a obține un anumit vid, la o temperatură cunoscută a apei de răcire, puteți utiliza un condensator cu suprafață mare de răcire și debit redus de apă sau, dimpotrivă, un condensator cu o suprafață mică, dar debit mare de apă. Cu toate acestea, trebuie subliniat că nu există o relație directă între acești doi factori și că adâncimea vidului într-un condensator cu o anumită suprafață de răcire depinde și de o serie de alți factori, atât structurali, cât și operaționali.

Cel mai important factor de proiectare este locația tuburilor de răcire. Aburul trebuie să fie furnizat pe toată lungimea tuburilor și să aibă

viteze mici de mișcare la începutul fasciculului de tuburi. Calea aburului în direcția de la conducta de evacuare a turbinei la conducta pompei de aer trebuie să fie cât mai scurtă posibil, numărul de partiții dintre tuburi trebuie să fie minim; întregul sistem de tuburi trebuie să prezinte cea mai mică rezistență posibilă la trecerea aburului, mai ales în partea inițială. Un mănunchi de tuburi dispuse conform (Fig. 8b), va prezenta mai puțină rezistență la trecerea aburului în condensator decât un fascicul situat conform (Fig. 8a). Scurgerea condensului nu trebuie să interfereze cu alimentarea cu abur a fasciculului.

La condensatoarele foarte mari este dificil de îndeplinit toate aceste cerințe; acesta este unul dintre motivele pentru care în instalațiile de turbine foarte mari se preferă adesea utilizarea a două condensatoare separate în loc de unul foarte mare.

Tuburile din condensatoare sunt aranjate într-un model de tablă de șah (Fig. 9). Pentru a reduce cantitatea de condens care curge pe rândurile inferioare de tuburi de la cele superioare, sunt adesea instalate foi speciale de drenaj.

Factorii care depind de condițiile de funcționare și influențează adâncimea vidului într-un condensator de suprafață sunt următorii:

1. Presiunea parțială a aerului în condensator. Aerul este eliberat din aburul condensat în timpul procesului de condensare. Acesta intră în abur împreună cu apa de alimentare și este amestecat în principal cu aburul din instalația turbinei, curgându-se prin flanșe neetanșe sub vid și prin etanșările arborelui turbinei. Evident, presiunea parțială a aerului din condensator va fi mai mare, cu atât mai mare este cantitatea de aer care intră în condensator.

Prezența aerului în abur face foarte dificilă transferul căldurii aburului către apa de răcire, ceea ce determină o creștere a presiunii parțiale a aburului din condensator. În plus, prezența aerului în condensator face ca presiunea din condensator să crească din cauza presiunii parțiale a aerului. De exemplu, dacă presiunea aburului în condensator este de 0,02 ata și presiunea aerului este de 0,01 ata, atunci presiunea totală în condensator va fi de 0,03 ata.

La racirea unui amestec de abur si aer, temperatura condensului rezultat va fi mai mica decat cea constatata din presiunea din condensator; temperatura condensului va corespunde presiunii parțiale a aburului, care este mai mică decât presiunea amestecului de abur și aer.

Diferența dintre temperatura de saturație, găsită din presiunea aburului de evacuare, și temperatura condensului se numește subrăcire a condensului.

Dacă temperatura condensului este de 25 o C, iar temperatura aburului evacuat este de 35 o C, atunci subrăcirea condensului este egală cu:

35 o -25 o =10 o C

În practică, subrăcirea condensului depinde nu numai de prezența aerului în condensator, ci adesea de deficiențe în designul condensatorului, care sunt deosebit de pronunțate la temperaturi scăzute ale apei de răcire.

Dacă rândurile inferioare de tuburi sunt situate prea aproape de nivelul condensului din condensator, atunci cu o ușoară creștere a nivelului, condensul spală tuburile inferioare și cedează o parte din căldură apei de răcire.

La încărcături ușoare sau la apă de răcire foarte rece, cea mai mare parte a aburului se poate condensa atunci când intră în contact cu tuburile superioare ale condensatorului. Apoi condensul este răcit în continuare, curgând în tuburile inferioare. În plus, în partea inferioară a condensatorului, poate apărea o scădere a presiunii parțiale a aburului, adică răcirea amestecului de abur-aer și, în consecință, a condensului.

Dacă tuburile sunt dispuse prea strâns, presiunea aburului la intrarea în condensator poate fi semnificativ mai mare decât presiunea din partea inferioară a condensatorului datorită rezistenței mari la vapori a sistemului de conducte. În acest caz, există și o subrăcire a condensului în comparație cu temperatura aburului măsurată la gâtul condensatorului.

Evident, racirea condensului cu apa circulanta reduce eficienta. instalație, deoarece este asociată cu o scădere a cantității de căldură returnată la cazan. În instalațiile fără regenerare, subrăcirea condensului cu 7,5 o C determină un consum de combustibil în exces de aproximativ 1%. În cele mai bune sisteme de condensare, cu densitate bună și funcționare bună a pompelor de aer, nu ar trebui să existe nicio suprarăcire vizibilă a condensului.

Pierderea de căldură cu apa în circulație nu este singura consecință negativă a suprarăcirii condensului. Suprarăcirea condensului este însoțită de absorbția oxigenului de către condens. Prezența oxigenului în abur și în apa de alimentare (condens) are un efect dăunător asupra metalului, determinând ruginirea (coroziunea) intensă a acestuia. Fiecare anumită temperatură a apei la o anumită presiune corespunde unui conținut maxim cunoscut de oxigen care poate fi absorbit de ea.

În vid, conținutul de oxigen din apă scade și devine egal cu zero atunci când temperatura condensului este egală cu temperatura aburului saturat, adică dacă nu există suprarăcire a condensului. Fiecare grad de suprarăcire a condensatului dă aproximativ o posibilă creștere a conținutului de oxigen cu 0,02-0,14 mg/l.

Pentru cazanele moderne cu presiuni de peste 100 ata, conținutul de oxigen al condensului după pompele de condens nu trebuie să depășească 0,02 mg/l, iar conținutul de oxigen al apei de alimentare nu trebuie să depășească 0,01 mg/l.

Pentru o dezaerare mai completă a condensului, condensatoarele moderne sunt echipate cu colectoare de condens dezaerator, în care condensul este încălzit cu abur. Cele mai bune condensatoare moderne asigură un conținut de oxigen de aproximativ 0,01 mg/l în condensat.

2. Cantitatea de apă de răcire. Pentru a obține un vid profund, sunt necesare cantități foarte importante de apă de răcire.

Raportul dintre cantitatea de apă consumată și cantitatea de abur condensat se numește raport de răcire: deci, dacă se consumă 70 kg de apă pentru a condensa 1 kg de abur, atunci raportul de răcire este 70.

Pentru un condensator de suprafață, raportul de răcire la sarcina maximă a turbinei este de obicei 50-60 și la tăiere, 75-80; o creștere suplimentară a acesteia nu este de obicei justificată, deoarece în acest caz vidul se adâncește nesemnificativ, iar puterea necesară a pompelor și, prin urmare, consumul de energie pentru funcționarea lor, crește foarte mult. Evident, atunci când turbina nu este complet încărcată, raportul de răcire crește dacă cantitatea de apă de răcire furnizată rămâne neschimbată în timp ce cantitatea de abur care intră scade; Acest lucru explică în principal îmbunătățirea vidului atunci când sarcina turbinei este redusă.

3. Temperatura apei de răcire. Evident, vidul va fi mai profund cu cât temperatura apei de răcire este mai scăzută, iar diferența dintre vid vara și iarna poate fi foarte mare (90-92% vara și 97-98% iarna). În apă foarte rece, adâncimea vidului poate fi atât de mare încât nu va fi folosită de o turbină proiectată să extindă aburul doar până la anumite limite. În timpul iernii, este adesea recomandabil să funcționeze cu un debit redus de apă de răcire prin reducerea numărului de pompe de circulație în funcțiune.

4. Viteza de răcire a apei în tuburi. Transferul de căldură de la abur la apă are loc de obicei cu atât mai bine, cu atât viteza curgerii sale în tuburi este mai mare; La proiectarea unui condensator, limita de viteză este stabilită din considerente economice, deoarece creșterea vitezei necesită creșterea puterii pompei și devine neprofitabilă peste limitele cunoscute. În plus, la viteze mari ale apei există pericolul distrugerii tubului din așa-numita „coroziune cu jet”. De obicei, sunt acceptate viteze de la 1,4 la 2,2 m/sec.

5. Curatenia turbinelor condensatorului. Transferul de căldură de la abur la apa de răcire este foarte dependent de curățenia tuburilor condensatorului, atât la exterior, cât și la interior. Contaminarea părții exterioare (abur) a tuburilor condensatoarelor cu turbine cu abur este un fenomen destul de rar, iar impactul său este relativ mic dacă aburul de evacuare nu conține ulei sau alte impurități; partea interioară este supusă unei contaminări constante prin precipitații care cad din apa care circulă și afectează grav transferul de căldură prin tuburi.

Filtrarea apei nu poate servi ca o protecție fiabilă împotriva contaminării condensatorului; o bună măsură de protecție împotriva contaminării biologice (de plante) a condensatorului este clorarea apei de răcire. În toate cazurile, tuburile condensatorului mai trebuie curățate periodic. Metodele de curățare a tuburilor sunt descrise mai jos.

Un indicator specific al gradului de contaminare a tuburilor cu o densitate constantă a aerului a condensatorului și funcționarea normală a dispozitivelor de eliminare a aerului este o creștere a diferenței dintre temperatura aburului din fața condensatorului și temperatura de ieșire. „presiunea termică” a apei de răcire; Diferența normală dintre aceste temperaturi pentru diferite condiții de funcționare trebuie cunoscută personalului de exploatare.

Conectarea condensatorului la turbină

Condensatorul de suprafață este aproape întotdeauna instalat direct sub turbină și se poate sprijini pe suporturi cu arc (Fig. 10) sau să fie înșurubat pe fundație.

În primul caz, este posibilă o conexiune rigidă prin șuruburi sau sudare a țevii de admisie a condensatorului la țeava de evacuare a turbinei, deoarece expansiunea metalului la încălzire este compensată de arcuri care permit mișcarea condensatorului. Tensiunea arcurilor este de obicei reglată astfel încât ieșirea turbinei să fie complet descărcată de greutatea condensatorului gol (fără apă).

În al doilea caz, este necesar să se introducă un dispozitiv de legătură intermediar între turbină și condensator, care să permită dilatarea liberă a conductei de evacuare a turbinei și a gâtului condensatorului și să fie complet etanșat. Cel mai simplu tip de astfel de dispozitiv de expansiune este o conductă ondulată intermediară (de obicei din cupru), a cărei elasticitate asigură compensarea mișcărilor verticale ale flanșelor conectate. (Fig. 11). Astfel de compensatoare sunt utilizate în turbinele de putere redusă.

În instalațiile cu putere redusă, uneori este instalată o poartă între turbină și condensator, ceea ce face posibilă închiderea conductei de admisie a condensatorului și comutarea turbinei pentru a funcționa cu eliberarea aburului de evacuare în atmosferă.

Piese condensatoare de suprafață

Corpul condensatorului realizate din tablă de oțel prin sudare electrică. Puterea corpului condensatorului este verificată la o presiune internă de aproximativ 2 ata.

În cele mai multe cazuri, corpul condensatorului are o formă apropiată de cilindrică. Cu toate acestea, cei mai mari condensatori de astăzi sunt caracterizați printr-o formă de carcasă dreptunghiulară.

Capace și camere de apăîn condensatoarele moderne cu turbină staționară sunt turnate sau sudate din oțel, dar uneori sunt turnate din fontă (chiar și cu carcase de oțel). În cazurile în care condensatorul are un număr par de pasaje de apă și, prin urmare, conductele de intrare și de evacuare sunt situate pe o parte, adesea este instalată o singură cameră de apă, iar pereții despărțitori care direcționează apa pe cealaltă parte sunt realizate direct în capac. Capacele sunt prevăzute cu un număr suficient de trape pentru a permite inspecția și curățarea tuburilor.

Tuburi condensatoare realizat prin tragere la rece din diverse tipuri de alamă; compozitia sa obisnuita este 70% cupru rosu, 29% zinc si 1% staniu (pentru apa de mare) sau 68% cupru rosu si 32% zinc (pentru apa dulce).

Tuburile din argint cupronichel (70% cupru, aproximativ 30% nichel) sunt foarte bune, dar scumpe, și sunt folosite în cele mai critice cazuri pentru lucrul cu apa de mare. Diametrele interne ale tuburilor în diferite tipuri de condensatoare variază de la 14 la 24 mm și rareori mai mult. Grosimea peretelui tubului este de obicei de 1,0-1,2 mm.

Pentru a evita slăbirea tuburilor și pentru a reduce vibrațiile acestora în timpul funcționării mașinii, în corpul condensatorului sunt instalate pereți despărțitori de susținere la intervale egale cu 50-80 diametre ale tubului, în care, pe lângă găurile pentru tuburi, ferestrele sunt tăiate la comunica spatiile de abur adiacente.

Plăci cu tuburi din tabla de otel (pentru apa dulce) sau alama laminata (pentru apa de mare); Grosimea plăcilor depinde de diametrul și designul acestora și variază de la 20 la 35 mm. Fixarea tablelor din tub de oțel pe corp se realizează în prezent prin sudare; Camerele de apă sunt, de asemenea, conectate la foaia tubulară prin sudare. În proiectele anterioare, aceste conexiuni erau realizate cu șuruburi și în așa fel încât camera de apă să poată fi îndepărtată 1 fără a slăbi conexiunea la bord 2 cu trupul 3 (Fig. 14). S-au folosit garnituri speciale pentru a asigura conexiuni strânse 4 din cauciuc.

Se obișnuia să se instaleze conexiuni longitudinale de ancorare între plăcile tubulare sub formă de șuruburi introduse în tuburi distanțiere sau în cele solide, pentru a conferi rigiditate întregului sistem și pentru a proteja plăcile de îndoirea în condensator. În prezent, racordurile de ancorare sunt instalate doar în camerele de apă; leagă foile tubulare de capace și le scutesc de forțele exercitate de apă.

Tuburile sunt fixate în foile tubulare prin evazarea tuburilor pe ambele părți. Practica arată că această metodă este complet fiabilă, în ciuda diferenței de expansiune liniară a tuburilor și a corpului condensatorului.

Evazarea pe două fețe oferă o densitate mai bună a conexiunii între tuburi și plăci, reduce costul designului condensatorului și simplifică asamblarea și întreținerea acestuia.

Pentru a extinde tuburile din plăci, utilizați un mic instrument de rulare (Fig. 19), constând dintr-un con (fus) 1 , role 5 și carene 2 . Introducerea rolei în tub 3 , rotiți axul folosind o manivela, din când în când împingând-o înainte prin strângerea manșonului de presiune 4 .

Diametrul orificiilor din placa tubulară pentru evazare este cu aproximativ 0,5 mm mai mare decât diametrul nominal al tuburilor. Capătul tuburilor este de obicei recoacet înainte de evazare. Este necesar să vă asigurați că rularea intră în tub la o adâncime puțin mai mică decât grosimea foii tubulare.

Recent, s-a acordat multă atenție dezvoltării metodelor de sudare automată a capetelor tuburilor pe foile tubulare pentru a elimina complet aspirația apei de răcire, ceea ce creează mari dificultăți în funcționarea cazanelor cu trecere o dată.

Supapă atmosferică

Presiunea internă în spațiul de abur al condensatorului nu trebuie să depășească în niciun caz 1,2-1,5 ata, deoarece nici carcasa condensatorului, nici conducta de evacuare a turbinei nu sunt proiectate pentru o presiune internă mai mare. O supapă atmosferică (5 în Fig. 5) servește ca protecție împotriva creșterii excesive a presiunii în spațiul de vapori. Supapa atmosferică este instalată pe o ramură specială de la gâtul sau corpul condensatorului.

Supapa atmosferică a unei turbine puternice este o parte voluminoasă și grea; De asemenea, nu este exclusă posibilitatea ca aer să fie aspirat în condensator prin acesta dacă scaunul sau placa este defecte. În prezent, în instalațiile puternice refuză să folosească supape atmosferice, înlocuindu-le cu ferestre de siguranță sigilate cu tablă subțire (sau paranit), care se rupe (sau este etanșată) în timpul unei creșteri de urgență a presiunii și a temperaturii și eliberează abur în exterior.

Supapele atmosferice ale noilor condensatori LMZ complet sudați folosesc o combinație de placă cu o garnitură de spargere. Marginile farfurii 1 (Fig. 21)închis cu o garnitură inelară paranitică 2 0,5 mm grosime, presat cu inele de prindere 3 și tocuri stiletto 4 la placa supapei și la scaun 5 . Pe măsură ce presiunea din condensator crește, garnitura se rupe și placa este aruncată în lateral.

Turbinele moderne puternice nu sunt proiectate să funcționeze cu evacuare în atmosferă chiar și pentru o perioadă scurtă de timp și trebuie oprite atunci când presiunea aburului în conducta de evacuare crește peste 0,5-0,8 ata. Cea mai perfectă soluție la această problemă este utilizarea unui releu de vid (protecție), care oprește automat turbina în cazul unei deteriorări de urgență a vidului.

Modele de condensatoare de suprafață

După cum am văzut deja, proiectarea unui condensator de suprafață este foarte simplă; modelele existente ale acestor condensatoare diferă în principal prin forma carcasei, direcția fluxului de abur în condensator, aranjarea tuburilor, numărul de curse de apă de răcire, designul pieselor etc.

Trecerea la utilizarea unor parametri de abur din ce în ce mai mari și creșterea puterii turbinei și a productivității cazanului cu abur au impus cerințe foarte mari asupra calității condensului, care trebuie să conțină doar urme de săruri și oxigen. În prezent, fabricile interne de producție de turbine au trecut la așa-numita defalcare „bandă” a fasciculului de tuburi, care asigură o rezistență minimă la „abur” a condensatorului (Fig. 23).

Un mănunchi de tuburi este plasat sub forma unei panglici de înfășurare cu pasaje adânci și libere pentru abur, ceea ce face posibilă reducerea ratei de scurgere a aburului pe primele rânduri de tuburi și scurtarea bruscă a drumului amestecului de abur-aer prin mănunchiul. În partea de mijloc a condensatorului, pe toată lungimea sa, există o trecere liberă a aburului în partea inferioară a condensatorului. Aburul care pătrunde până în partea de jos a condensatorului încălzește condensul, ceea ce ajută la eliminarea hipotermiei acestuia.

Aerul este aspirat de pe ambele părți ale condensatorului și sunt alocate mănunchiuri speciale de tuburi situate în zonele de aspirație pentru a răci aerul.

Camerele de apă ale condensatorului (Fig. 23), sunt împărțite prin pereți despărțitori verticali în două părți independente, fiecare având propriile conducte pentru alimentarea și evacuarea apei de răcire. Astfel, apa este împărțită în două fluxuri independente, dintre care oricare poate fi oprit prin închiderea supapelor corespunzătoare.Capacele unor astfel de condensatoare sunt realizate din două părți, atârnate pe balamale; Fiecare parte a capacului poate fi deschisă independent una de alta.

Astfel de condensatoare sunt numite condensatoare „continue”, condensatoare cu flux dublu sau condensatoare cu flux divizat. Tuburile unor astfel de condensatoare pot fi curățate fără a opri turbina atunci când sarcina acesteia este redusă.

Pentru a curăța un condensator continuu în timpul funcționării, trebuie să închideți accesul apei la o jumătate a acestuia, să eliberați apa din tuburile și camerele de apă ale acestei jumătăți prin supapa de scurgere și să deschideți jumătățile corespunzătoare ale capacelor; tuburile pot fi apoi curatate prin oricare dintre metodele existente, condensatorul continuand sa functioneze datorita circulatiei apei in a doua jumatate.

Când curățați jumătate din condensator, aproape doar o parte din acesta va funcționa. Tuburile piesei care se curăță vor fi spălate cu abur, dar schimbul de căldură în ele va fi complet neglijabil. La sarcini reduse, acest lucru nu va cauza niciun inconvenient deosebit, deoarece vidul se deteriorează ușor. La sarcini mici, adâncimea vidului poate să nu scadă nici măcar atunci când jumătate din condensator este oprit dacă toată apa de răcire este direcționată către jumătatea activă a acestuia.