Схема водоснабжения конденсатора и ее основное оборудование

МЭИ

ТЭЦ МЭИ

Лабораторная работа №4

по курсу «Паровые и газовые турбины ТЭС и АЭС»

Тема: Конденсационная установка и ее оборудование

Студент: Казаков А.С.

Группа: ТФ-03-10

Преподаватель: Чусов С.И.

Москва 2013

Конденсационная установка

Конденсационная установка турбины (рис. 4.1) предназначена для поддержания глубокого разряжения в конденсаторе (давление р_к в конденсаторе много меньше атмосферного давления р_а). Такое разрежение формируется в теплообменнике поверхностного типа при превращении отработавшего в турбине пара в конденсат. В состав конденсационной установки входят:

Конденсатор;

Пароструйный и водоструйный эжекторы;

Конденсатные насосы.

Подвод рабочей среды Пар из последней ступени турбины

(пар)в эжектор

4

2

Охлаждающая

(циркуляционная)вода

Конденсат в систему регенерации

Рис.4.1. Принципиальная схема конденсационной установки

1 - конденсатор; 2 - циркуляционный насос; 3 - конденсатный насос; 4 - воздухоотсасывающее устройство (пароструйный эжектор)

Конденсатор – это теплообменник поверхностного типа, предназначенный для превращения отработавшего в турбине пара в жидкое состояние (конденсат). Подача охлаждающей воды в конденсатор осуществляется циркуляционными насосами. Конденсатные насосы служат для откачки конденсата из нижней части конденсатора (конденсатосборника) и подачи его в систему регенеративного подогрева. Воздухоотсасывающие устройства предназначены для удаления воздуха, засасываемого через различного рода неплотности собственно конденсатора, неплотности фланцевых соединений части низкого давления турбины, ее концевые уплотнения и другие.

Дополнение:В состав конденсационной установки турбины № 2 входит:

Конденсатор;

1. Эжектора;

2. Конденсатные насосы;

3. Подогреватель низкого давления;

4. Атмосферный клапан;

5. Регулятор уровня в конденсатосборнике.

Устройство конденсатора

A A-A

А

P_k

Д Д

A

Рис. 4.2. Схема двухходового поверхностного конденсатора

А - вход отработавшего в турбине пара; Б - отсос паровоздушной смеси; В,Г - вход и выход охлаждающей воды; Д - отвод конденсата

Баланс теплоты поверхностного конденсатора C_1k(h_k-h’_k)=W(t_2B-t_1B)C_B, где h_k - энтальпия пара, поступающего в конденсатор; h’_k= C_Bt_k - энтальпия конденсата; C_B=4,19 кДж/(кгК) – теплоемкость воды; W - расход охлаждающей воды, кг/с; t_1B, t_2B - температуры охлаждающей воды на входе и выходе конденсатора.

Дополнение:В турбоустановку № 2 входит конденсатор Калужского турбинного завода

типа КП – 280.

Основные технические характеристики

- Расчетное количество пара, поступающего в конденсатор – 4,44 кг/с;

- Расход охлаждающей воды – 213,9 кг/с;

- Номинальная температура охлаждающей воды – 20 ⁰С;

- Номинальное давление в конденсаторе ~ 7 кПа;

- Гидравлическое сопротивление - < 65 кПа;

- Количество трубок – 1736 шт.;

- Диаметр трубок – 19/17 мм;

- Рабочая длинна трубок – 2805 мм;

- Число ходов по воде – 4;

- Габаритные размеры, L _* B _* H, мм – 3880 _* 1935_* 2700;

- Вес конденсатора, сухого – 9 т;

- Вес конденсатора с водой – 12 т.

Конструкция конденсатора

Основные технические данные конденсаторов турбоагрегатов ТЭЦ МЭИ

№1 №2

1. Тип конденсатора КП-540/2 КП-280

2. Расход пара в конденсатор, т/ч 22,7 18,0

3. Расход охлаждающей воды, т/ч 1850 770

^4. Температура охлаждающей воды, ^оС 20 20

5. Давление в конденсаторе, кПа 4,9 6,9

Корпус конденсатора стальной, сварной конструкции. К торцам корпуса приваривается трубные доски, а к ним передняя и задняя камеры. К верхним камерам крепится на болтах крышки. В крышках имеются смотровые люки. Пар из турбины движется в горловину конденсатора и далее в межтрубное пространство пучков латунных трубок, развальцованных с обоих концов в трубных досках. Охлаждающая вода движется внутри трубок. Горловина конденсатора жестко связана с выходным патрубком ЧНД турбины. В нижней части корпус конденсатора опирается на фундамент через блоки пружинных опор. Последняя (нижняя) по ходу пара группа трубок образует воздухоохладитель и отделена от остальных пучков перегородкой, формирующей зону отсоса воздуха (паровоздушной смеси) эжектором. Для отсоса паровоздушной смеси с обеих сторон вдоль корпуса конденсатора расположены воздушные коллекторы. Конденсат сливается с поверхности охлаждающих трубок в конденсатосборник, откуда откачивается конденсатным насосом и направляется для подогрева в регенеративную систему турбоустановки. Передняя и задняя водяные камеры конденсатора разделены глухими вертикальными перегородками на две равные половины. Каждая половина имеет самостоятельные трубопроводы подачи и слива охлаждающей воды. При этом конденсатор является двухходовым по охлаждающей воде. Компоновка трубного пучка – радиально-лучевая.

Рис. 4.3. Конструкция конденсатора турбоустановки №2

1- патрубок выхода охлаждающей воды; 2-горловина конденсатора; 3-передняя водяная камера; 4-корпус; 5-трубные доски; 6-патрубок входа охлаждающей воды; 7-лапы конденсатора; 8-спиральные пружины; 9-щит КИП; 10-конденсатосборник; 11-водомерное стекло; 12-опоры; 13-полукрышки; 14-патрубок отсоса ПВС; 15-задняя водяная камера; 16-люки; 17-анкерные связи; 18-воздушный желоб; 19-воздушный коллектор; 20-паровой щит; 21-перегородки в водяных камерах; 22-трубная перегородка; 23-распылитель.

Дополнение:

Корпус 4 конденсатора стальной, сварной конструкции. К торцам корпуса приварены трубные доски 5, а к ним передняя 3 и задняя 15 водяные камеры. Трубные доски скреплены анкерными связями 17 с крышками 13 водяных камер.

Пар из выхлопного патрубка турбины поступает в горловину 2 конденсатора и далее на латунные прямые трубки, развальцованные с обоих концов в трубных досках; внутри трубок проходит охлаждающая, циркуляционная вода.Трубки компонуются в виде отдельных групп со свободным доступом пара к ним. Для направления потоков пара и отвода конденсата в проходах установлены паровые щиты 20. Последняя по ходу пара группы трубок, называемая воздухоохладителем, отделена от остальных перегородкой, доходящей вплотную до корпуса конденсатора. Для равномерного отсоса паровоздушной смеси с обеих сторон вдоль корпуса конденсатора после воздухоохладителя расположены коллекторы 19, имеющие по длине отверстия разных сечений. Через желоба 18, расположенные в задней водяной камере, и патрубки 14 паровоздушная смесь отсасывается эжектором.Конденсат, стекающий с трубок, собирается в конденсатосборнике 10, откуда отсасывается конденсатным насосом. Нормальный (постоянный) уровень конденсата поддерживается регулятором уровня. Водоуказательный прибор (водомерное стекло) 11 служит для визуального контроля над уровнем конденсата. Передняя и задняя водяные камеры конденсатора разделены глухими вертикальными перегородками на две равные половины. Каждая половина имеет самостоятельные трубопроводы подачи и слива охлаждающей воды. Это позволяет производить очистку трубок конденсатора с водяной стороны без останова турбины, поочередно выключая подачу воды в ту или иную половину и открывая соответствующие крышки в водяных камерах.

Конденсатор имеет четыре последовательных хода по воде, которые образуются при помощи перегородок 21, поставленных в передней и задней камерах (3 и 15).

Трубки конденсатора имеют длину около 3 м, для уменьшения их прогиба и получения благоприятных вибрационных характеристик они имеют промежуточные опоры. Для этого в паровом пространстве посередине конденсатора установлена промежуточная доска (перегородка) 22, в которой сделаны отверстия 20 мм для прохода трубок; имеющиеся большие отверстия (окна) в этой перегородке служат для выравнивания давлений в паровом пространстве с одной и с другой стороны перегородки.

Выхлопной патрубок турбины и горловина конденсатора соединены жестко (без компенсаторов).

Конденсатор установлен на четырех пружинных опорах 12, компенсирующих вертикальные температурные расширения конденсатора и выхлопного патрубка турбины.

В горловину конденсатора вмонтирован распылитель 23 в виде трубы с отверстиями, назначение которого – создать водяную завесу для защиты охлаждающих трубок от действия высокой температуры пара, например, при пуске турбины. Вода к распылителю подводится от питательного насоса станции.

Схема водоснабжения конденсатора и ее основное оборудование

ТЭЦ МЭИ имеет замкнутую оборотную систему водоснабжения на основе использования градирен башенного типа (рис. 4.4). Охлаждающая вода для конденсаторов, маслоохладителей, воздухоохладителей, электрогенераторов и других потребителей направляется после градирен в центральную насосную станцию, в которой установлены циркуляционные насосы (ЦН 1, 2, 3, 4). Циркуляционная вода подается ЦН к конденсаторам по водоводам. Производительности циркуляционных насосов следующие: ЦН 1 – 1040 м³/ч, ЦН 2 – 800 м³/ч, ЦН 3 и ЦН 4 – 388 м³/ч. Для охлаждения циркуляционной воды на ТЭЦ установлены две градирни: №1 пленочного типа и №2 капельного типа. Каждая градирня рассчитана на охлаждение циркуляционной воды при температуре на входе до 40 ^OC. Циркуляционная вода после конденсатора подается в оросительное устройство градирен на высоте 7,62 м над уровнем воды в бассейне (рис. 4.5). Вода в градирнях охлаждается за счет испарения (80–90%) и частично за счет теплоотдачи к воздуху. Эффект охлаждения воды зависит от гидравлической и тепловой нагрузки, температуры наружного воздуха и его влажности. В целях уменьшения притока воздуха к градирне в зимний период предусмотрены «зимние щиты».

Рис. 4.4. Схема циркводоводов турбоагрегата №1

Рис. 4.5. Основные элементы градирни ТЭЦ МЭИ

1 – вытяжная башня; 2 – водораспределительное устройство; 3 – блоки оросительного устройства; 4 – каркас оросителя; 5 – водосборный бассейн; 6 – воздухонаправляющие щиты

Дополнение:

В зависимости от типа оросителя, градирни бывают:

· плёночные;

· капельные;

· брызгальные;

· сухие.

По способу подачи воздуха:

· вентиляторные (тяга создаётся вентилятором);

· башенные (тяга создаётся при помощи высокой вытяжной башни);

· открытые (атмосферные), использующие силу ветра и естественную конвекцию при движении воздуха через ороситель.

· эжекционные, использующие естественный захват воздуха при распылении воды в специальных каналах.

По направлению течения сред (охлаждаемой воды и воздуха):

· с противотоком (наибольший температурный перепад, наибольшее аэродинамическое сопротивление);

· с перекрестным током (меньшее аэродинамическое сопротивление, меньше капельного уноса);

· с смешанным током (конструкция градирни содержит и противоток и перекрестный ток

5. КОНСТРУКЦИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА

Конструкция циркуляционного насоса показана на рис. 4.6. Основные элементы: спиральный корпус, всасывающий патрубок, рабочее колесо, опорный кронштейн. Рабочие колеса насосов №№ 1, 2 выполнены литыми из чугуна с двухсторонним подводом воды. Рабочее колесо двухстороннего всасывания разгружено от осевой силы, поэтому упорный подшипник в конструкции такого насоса отсутствует. При этом вал насоса установлен в двух радиальных подшипниках. Рабочие колеса насосов №№ 3, 4 выполнены с односторонним всасыванием. Опорные подшипники – шариковые. Насосы с электродвигателями соединены полужесткими пальцевыми муфтами.

Рис. 4.6. Конструкция центробежного насоса