В чем особенность пусковой схемы с прямоточным котлом?

Прямоточный режим растопки котла с соблюдением указанных ранее критериев надежности исключает возможность пуска турбины паром скользящих параметров. Пуск при номинальном давлении перед турбиной вследствие значительного дросселирования требует наличия номинальной или близкой к ней температуры перегретого пара. В результате продолжительность пуска увеличивается, что в совокупности со значительным растопочным расходом топлива приводит к большим пусковым потерям тепла. Кроме того, такой режим растопки приводит к отложению в перегревательном тракте солей и окислов, выносимых из парогенерирующих поверхностей нагрева при их отмывке, а также исключает возможность пуска неостывшего котла, так как попадание воды в горячие коллекторы и паропроводы приводит к резкому их охлаждению и возникновению трещин. Перечисленные существенные недостатки этого режима ограничивают возможности его применения и в конечном счете сильно ухудшают маневренность блока.

Значительное улучшение пусковых характеристик блоков данного типа достигается благодаря применению сепараторного режима растопки котла. Именно этот принцип был положен в основу разработанной технологии пусков блока из различного теплового состояния. Поэтому обязательными элементами пусковой схемы блока являются специальные растопочные сепараторы и задвижки, разделяющие водопаровой тракт котла на две части: парогенерирующую и перегревательную.

Схема со встроенным сепаратором, усовершенствованный вариант которой показан на рис. 21. В этой схеме на каждом регулируемом потоке среды предусматривается установка встроенного сепаратора (ВС), рассчитанного на полное (рабочее) давление. Благодаря высокой эффективности центробежно-пленочной сепарации диаметр ВС мало отличается от диаметров присоединительных трубопроводов. Растопка котла ведется при закрытой ВЗ. Весь растопочный расход питательной воды после нагрева в тракте до ВЗ через трубопровод с дроссельным клапаном 5, поддерживающим номинальное давление среды до него, поступает в ВС, в котором устанавливается пониженное давление. Когда температура среды перед ВЗ превысит температуру насыщения, соответствующую давлению в ВС, в последнем начнется процесс испарения воды. Выделяющийся при этом пар (выпар ВС) направляется в перегревательный тракт, а остав­шаяся вода сбрасывается в специальный растопочный расширитель (РР), расчетное (максимальное) давление в котором составляет 2 МПа. По­скольку рабочее давление в РР будет ниже, чем в ВС (около 0,5 МПа), поступающая в него вода вновь частично испаряется. Образовавшийся пар отводится в конденсатор турбины или в деаэратор. (В некоторых схемах предусмотрена возможность использования этого пара для прогрева паропроводов промежуточного перегрева при пуске блока из холодного состояния). Вода из РР на начальной стадии пуска сбрасывается в циркводовод, а по мере осветления - в БГК или конденсатор для последующей ее очистки в фильтрах БОУ.

Рис. 4. Принципиальная пусковая схема блока с установкой пускосбросных устройств.

1 - задвижка, встроенная в тракт котла; 2 - дроссельный клапан встроенной сепаратора; 3 - встроенный растопочный сепаратор; 4 - линия сброса из се­паратора; 5 - линия выпара из сепаратора; 6 - расширитель сброса из сепа­ратора; 7 - деаэратор; 8 - линия выпара из расширителя; 9 - линия подачи пара на деаэратор при пуске; 10 - линия сброса воды из расширителя; 11 - пускосбросное устройство (ПСБУ); 12 - сбросные трубопроводы после ПСБУ: 13 - линия сброса пара из промежуточного пароперегревателя; 14 - главная паровая задвижка (ГПЗ); 15 - стопорные и регулирующие клапаны высокого давления; 16 - стопорные и регулирующие клапаны среднего давления.

Важнейшее преимущество схемы со встроенными сепараторами состоит в том, что она позволяет осуществлять вполне надежные пуски блока из любого теплового состояния при скользящих параметрах пара. Параметры пара и его количество определяются при этом величиной тепловыделения в топке и соответствующим открытием дроссельных клапанов ВС и ПСБУ.

Расход пара на начальной стадии растопки обычно поддерживают на уровне 10% номинальной паропроизводительности котла. Такого количества пара вполне достаточно для предварительного прогрева паропроводов и турбины, а также для трогания роторов турбоагрегата. Температуру пара можно регулировать специальными пусковыми впрысками в паропроводы на выходе из котла.

Небольшой расход пара на начальной стадии пуска обусловливает и сравнительно низкий стартовый расход топлива (около 15% номинального). Это не только способствует сокращению затрат топлива на пуск, но и дает возможность получить в начале растопки котла относительно низкую температуру дымовых газов на выходе из топки (450-500°С). В этих условиях перегреватель-ные поверхности можно не охлаждать паром, что весьма важно с точки зрения обеспечения надежных пусков неостывшего котла. При таком пуске перед растопкой ВС клапаном 5 на выпаре отключается от паропере­гревателя, и последний при закрытой ВЗ находится в безрасходном режиме. Весь растопочный расход среды при этом сбрасывается через ВС в РР. После повышения давления в ВС до значения, соответствующего паросодержанию поступающей в него смеси 10-15%, и при первоначальном (стартовом) расходе топлива открытием указанного выше клапана 5 обеспечивается отвод пара в пароперегреватель. По мере роста расхода пара увеличивается и тепловыделение в топке.

Сепараторный режим пуска имеет место вплоть до 30% номинальной производительности котла, при достижении которой наступает прямоточный режим пуска. Благодаря наличию ВС исключается занос пароперегре­вателя солями и продуктами коррозии, так как в тракт после ВЗ поступает только пар с высокой степенью сухости. Кроме того, эта схема позволяет производить горячую отмывку парогенерирующих поверхностей одновременно с прогревом паропроводов и пуском турбоустановки. При этом загрязненная вода выводится из тракта через сбросы РР.

Пусковая схема с ВС во всех отношениях соответствует предъявляемым к ней требованиям и поэтому в настоящее время является типовой. В связи с этим при проектировании всех прямоточных котлов предусматривается установка встроенных задвижек и сепараторов для каждого самостоятельного потока; учитывается также, что схема должна быть однобайпасной.

Место подключения ВС выбирается из условия получения прироста энтальпии среды после ВЗ 550-630 кДж/кг при номинальной нагрузке котла. Это позволяет получить параметры пара перед турбиной, наиболее близкие к необходимым для пуска блока из неостывшего состояния, при умеренном расходе топлива (до 20% номинального). При пусках из холодного состояния за счет уменьшения тепловыделения не удается получить температуру пара ниже 320-300°С, что значительно выше необходимой. Однако это затруднение снимается благодаря использованию пускового впрыска в паропроводы при допустимом снижении температуры их металла (100-120°С).

Вопрос № 419