Лекция 8. Насосное оборудование

Включение ПН и КН в тепловую схему.

Питательная насосная установка нагнетает питательную воду, повышая её давление до Р_п.н.=(1,25−1,3)Р₀ с учётом сопротивления питательного тракта и парового котла.

Возможно несколько схем включения питательных насосов.

1) одноподъёмная, при котороё питательный насос подаёт воду с конечным давлением через ПВД к питательному узлу парового котла.

Достоинства: относительная простота регулировки расхода питательной воды питательным насосом.

Особенность: ПВД работает под очень высоким давлением за питательным насосом.

Из-за перепада давлений предъявляются высокие требования к надёжности работы ПВД и повышенные капитальные затраты на обеспечение надёжности: увеличение толщины стенки.

2) двухподъёмная, при которой питательные насосы первого подъёма прокачивают воду через ПВД к питательным насосам второго подъёма, подающим воду в паровой котёл.

Рис. 2. Двухподъёмная схема включения питательных насосов

Данная схема применяется на энергоблоках мощностью 500−800МВт.

Достоинства:

1)выполнение ПВД на менее высокое давление, определяемое тем, что давление воды на входе в насосы второго подъёма должно для предотвращения кавитации несколько превышать давление насыщения при температуре воды перед насосами, поэтому требования к надёжности ПВД меньше, чем в одноподъёмных схемах, а следовательно меньше толщина стенки.

Недостатки:

• 1) пониженная надёжность питательных насосов второго подъёма, перекачивающих воду с высокой конечной её температурой;
• 2) усложнение и удорожание питательной установки;
• 3) повышенный расход электроэнергии на перекачку воды с более высокой температурой;
• 4) необходимость синхронизации насосов I и II подъёма и сложность их регулирования

Питательный насос второго подъёма работает на горячей воде.

Мощность питательного насоса определяется по формуле:

D_п.в. — расход питательной воды.

— перепад давлений на входе в питательный насос и на выходе из него;

• -средняя температура питательной воды на выходе из питательного насоса;
• -КПД насоса
• — КПД гидромуфты

Привод питательных насосов существует два варианта приводов питательных насосов: 1) электрический;

2)турбинный.

Электрический привод питательных насосов Достоинства:

• 1)простота конструкции (синхронный или асинхронный);
• 2)надёжность

Недостатки:

• 1)ограничена единичная мощность двигателя до 9 МВт;
• 2)ограниченные возможности по регулировке расхода питательной воды.

Регулирование расхода воды у гидропривода осуществляется при помощи гидромуфты. Она позволяет осуществить бесступенчатое изменение частоты вращения насоса при неизменной частоте вращения приводного электродвигателя с относительно небольшой энергетической потерей.

Турбинный привод питательных насосов Достоинства:

• 1)возможность регулирования частоты вращения, а также подачи воды в широком диапазоне;
• 2)компактность;
• 3)большой регулирующий диапазон.

Выбор электродвигателя осуществляется на основе сравнения.

Условием тепловой экономичности турбинного или электрического привода служит следующее соотношение:

Коэффициенты полезного действия преобразования и передачи энергии при турбоприводе и электроприводе соответственно равны:

— внутренние относительные КПД главной и приводной турбин;

и — механические КПД главной и приводной турбин;

— коэффициент дросселирования при транспорте пара в тракте приводной турбины;

— КПД генератора;

— КПД электрического трансформатора и электрической сети собственных нужд;

— КПД приводного электродвигателя;

— КПД гидромуфты На ТЭЦ обычно применяется электропривод, а на КЭС тип привода зависит от мощности блоков станции.

Например: 1) для блоков мощностью 200 МВт используются электроприводы; 2) для блоков мощностью 300 МВт: при Nэ<30% - электроприводы, при 30%<100% - турбоприводы; 3) для блоков мощностью 500 МВт — турбоприводы.

Включение турбинного привода в тепловую схему турбины Для привода питательных насосов применяют турбины конденсационного типа или с противодавлением. Конденсационные приводные турбины имеют обычно свой конденсатор, эжекторную установку, конденсатные насосы и т. д.Отработавший пар конденсационной паровой турбины в некоторых случаях отводят непосредственно в конденсатор главной турбины.

Питание приводной турбины свежим паром не выгодно, т.к. из-за высоких параметров её КПД низок. Отработавший пар турбопривода питательного насоса с противодавлением смешивается в главной турбине с основным потоком пара, и в последующих ступенях работает объединённый поток пара.

Подпор перед питательным насосом.

1)Для питательных насосов с электрическим приводом (частота вращения ротора <3000об/мин) Рис. 4. включение турбинного привода в тепловую схему турбины К-500−240

На всас питательного насоса вода поступает при температуре насыщения t_нас, при этом давление снижается и во всасывающем патрубке питательного насоса возможно закипание воды, в результате которого образуются паровые пузыри, которые должны исчезать за первой ступенью. В результате закипания происходит явление кавитации, которое приводит к разрушению рабочих дисков.

Высота подпора:

Рд=1,2 атмh=6м Рд=2,5 атмh=9м Рд=6 атмh=12м.

2)Для питательных насосов с турбинным приводом (частота вращения ротора 15 000об/мин) В связи с увеличением частота вращения ротора уменьшается кавитационный запас насоса. Необходимым условием отсутствия кавитации является превышение с некоторым запасом давления воды на входе в насос над давлением насыщенного пара при данной температуре. Решение задачи привело к разделению давлении, создаваемого питательным насосом в одноподъёмной схеме, между бустерным и главным питательными насосами.

Бустерный насос рассчитывают на давление воды за ним примерно 2 МПа и на пониженную частоту вращения, что обеспечивает его бескавитационную работу. Повышение воды за счёт работы бустерного насоса надёжно защищает питательную установку от процессов кавитации.

Установка деаэраторов питательной воды на определённую отметку (выше питательных насосов на 12−15 м) также увеличивает кавитационный запас насосов.

Определение напора, создаваемого питательными насосами.

1) Для барабанных котельных агрегатов.

Рб — рабочее давление в паровом котле;

Рддавление в деаэраторе;

— высота подъёма воды из деаэратора в барабан парового котла;

— средняя плотность питательной воды;

— суммарное гидравлическое сопротивление оборудования (ПВД и экономайзера парового котла).

2) Для прямоточных котельных агрегатов.

Давление, создаваемое конденсационными насосами.