А) Общие положения

Термические деаэраторы в теп­ловой схеме станции выполняют целый ряд функций: помимо своей основной — деаэрации питательной воды, они служат ступенью подо­грева в регенеративной схеме подо­грева воды, аккумулирующей и бу­ферной емкостью между конденсат — ньши и питательными насосами, являются источником пара постоян­ного давления и температуры, а также местом ввода в схему раз­ного рода высокопотенциальных дренажей. В энергоблоках с прямо­точными котлами деаэратор вклю-

Таблица 7-3

Способ устранения

Причина неполадки

Неполадка в работе насоса

Насос не развивает требуе­мого давления и произво­дительности

Осевое усилие не уравнове­шивается. Ротор смещает­ся в осевом направлении больше, чем предусматри­вается инструкцией по эк­сплуатации

Повышенная вибрация насоса

Повышенный нагрев подшип­ников

Чрезмерный нагрев воды в насосе а) Обрыв или заклинивание за­движки на всасывающем тру­бопроводе

Б) Засорение защитной сетки

В/ Пропускает вентиль на линии

Рециркуляции

Г) Увеличены зазоры в уплотне­ниях рабочих колес

Д) Рабочие колеса смещены от­носительно направляющих аппаратов

Е) Нарушение герметичности стыка между внутренним и

Наружным корпусами или стыков между секциями

Ж) Снижение уровня в деаэра — торном баке. Снижение дав­ления, развиваемого бустер — ным насосом

А) Разработались дроссельные щели в гидропяте или уплот­нения рабочих колес

Б) Переток воды под разгрузоч­ным диском или втулкой пя­ты, вследствие чего увели­чивается давление в камере за разгрузочным диском

В) „Запаривание" насоса

А) Ротор насоса не отбаланси­рован

Б) Расцентровка агрегата

В) Увеличены зазоры в подшип­никах

Г) Низкая температура масла

Д) Вибрация трубопроводов

А) Малый расход масла

Б) Расцентровка агрегата

В) Малы зазоры в подшипниках, не обеспечено необходимое прилегание вала к вкладышу

Г) Грязное масло

А) Натиры в проточной части

Б) При работе на холостом хо­ду закрыт вентиль рецирку­ляции

А) Отремонтировать задвижку

Б) Очистить защитную сетку

В) Отремонтировать или сменить вентиль

Г) Заменить уплотнительные кольца, произвести ремонт изношенных деталей

Д) Сменить диск гидропяты и правильно установить ротор в осевом направлении

Е) Устранить неплотности сты­ков. Наплавить, проточить и притереть место под проклад­ку в наружном корпусе. За­менить прокладку, проверить плотность уплотнительных поясков в секциях

Ж) Восстановить нормальный уровень в деаэраторном ба­ке. Отладить работу бу — стерного насоса

А) Проверить состояние деталей и при необходимости заме­нить запасными или произ­вести ремонт. Проверить биение ротора

Б) Проверить места уплотнений стыков, установить новые уп­лотнения

В) Проверить величину подпора на входе в насос. Проверить открытие вентиля рециркуля­ции

А) Произвести динамическую ба­лансировку ротора

Б) Произвести центровку

В) Перезалить вкладыши или за­менить запасными

Г) Повысить температуру масла до 40—45’С

Д) Устранить вибрацию

А) Увеличить диаметр отверстия в дроссельных шайбах

Б) Проверить центровку и от­центровать агрегат

В) Увеличить масляные зазоры, пришабрить вкладыши по ва­лу

Г) Сменить масло, промыть мас­лопроводы и подшипники

А) Проверить осевой разбег ро­тора и его прогиб

Б) Открыть вентиль на линии рециркуляции

Продолжение табл. 7-3 Неполадка в работе насоса Причина неполадки Способ устранения Чрезмерный нагрев воды в камере гидропяты Протечка горячей воды из концевых уплотнений А) Натиры в щелях гидропяты А) Засорение тракта подвода конденсата Б) Давление на подводе конден­сата ниже требуемого В) Сальниковая набивка или за­щитная рубашка изношены А) Проверить биение ротора и его центровку в статоре А) Очистить тракт (фильтр, ка­меры) Б) Обеспечить необходимое дав­ление, отрегулировать клапа­ны В) Сменить набивку или пере­шлифовать рубашку

Чается в растопочную схему с целью частичной утилизации тепла сбра­сываемой среды при растопке кот­ла [60]. Однако основной функ­цией термических деаэраторов яв­ляется удаление из питательной воды коррозионно-активных газов. Такими газами являются кислород (02) и свободная двуокись углеро­да (С02).

В тех установках, где добавоч­ная вода обрабатывается по схеме глубокого обесеоливания, свободная двуокись углерода в воде, как пра­вило, отсутствует, и на деаэраторы возлагается задача удаления из пи­тательной воды лишь кислорода.

При равновесном состоянии содержа­ние в воде любого из растворимых в ней газов. пропорционально парциальному дав­лению его над водой и коэффициенту по­глощения (адсорбции), зависящему от тем­пературы воды. Содержание растворенного газа в воде в этом случае может быть опре­делено по формуле

Где С—содержание растворенного газа в воде, мг/кг; а — коэффициент поглощения при данной температуре воды, приведенный к нормальным условиям (760 мм рт. ст. и 0°С), мг/кг; V й Yb — соответственно удель­ный вес газа и воды при нормальных усло­виях; р — парциальное давление газа над поверхностью воды, мм рт. ст.

На рис. 7-7 приведен график, характеризующий растворимость кислорода в воде в зависимости от ее температуры при различных аб­солютных давлениях воздуха над водой. Из графика видно, что в ус­ловиях, когда вода находится в сос­тоянии насыщения (кипения), со­держание кислорода в ней стано­вится равным нулю. На этом и основан принцип термической деаэ­рации воды.

Однако этот график справедлив для равновесного состояния, чего в реальных условиях добиться не удается вследствие ограниченности поверхности соприкосновения фаз (вода—пар) и времени контакта между греющим паром и водой. Вследствие этого даже в лучших деаэраторах невозможно обеспечить полное удаление растворенных в во­де газов, и питательная вода поки­дает деаэратор с определенным со­держанием в ней кислорода. Эта величина строго регламентируется ПТЭ и должна соответствовать

Мг/кг

Рис. 7-7. График растворимости кислорода в воде.

Следующим нормам (мкг/нг, не бо­лее) :

Энергоустановка давлением до 3,92МПа

TOC o "1-3" h z (40 кгс/см2)……………………………………………. 30

Энергоустановка давлением 3,92—

9,81 МПа (40—100 кгс/см2)…………………….. 20

Энергоустановка давлением 9,81 МПа (100 кгс/см2) и выше 10

б) Конструкция и принцип действия деаэратора

На рис. 7-8 представлена прин­ципиальная схема термического деаэратора. Установка состоит из деаэрационной колонки и бака ак­кумулятора. Подача деаэрируемой воды осуществляется в верхнюю, а греющего пара в нижнюю часть колонки. Поступающая в бак-акку­мулятор вода имеет температуру, близкую к температуре насыщения. Процесс дегазации воды в основном осуществляется в колонке, хотя и в баке-аккумуляторе за счет отс­тоя -происходят частичное выделе­ние мельчайших пузырьков газа и их удаление.

Рис. 7-8. Принципиальная схема деаэра­тора. 1 — деаэраторная колонка; 2 — бак-аккумулятор; 3— охладитель выпара; 4 — регулятор давления; 5 — регулятор уровня; б — гидравлический за­твор; 7 — предохранительный клапан; 8 — подвод химически очищенной воды; 9 — подвод основно­го конденсата; 10 — подвод дренажа подогревате­лей высокого давления; 11 — подвод греющего пара; 12 — отвод деаэрированной воды; 13 — отвод выпара; 14 — выхлоп в атмосферу; IS — дренаж; 16 — теплообменник для охлаждения проб воды; 17 — водоуказательное стекло.

Эффективность деаэрации воды в термических деаэраторах зависит от конструкции деаэраторов, давле­ния, при котором происходит деаэ — ция, а также от режима эксплуата­ции.

По способу организации кон­такта воды с греющим паром деа­эраторы разделяются на пленочные, струйные, капельные, барботажные и комбинированные, сочетающие в себе два или несколько из пере­численных способов увеличения свободной поверхности воды. Разде­ление воды на пленки осуществля­ется посредством разного рода на­садок, из которых наибольшее распространение « отечественных деаэраторах большой мощности по­лучила омегообразная насадка с отверстиями.

Дробление воды на струи может быть осуществлено при помощи ря­да расположенных друг под другом тарелок (противней) с отверстиями. Барботажная деаэрация использу­ется в некоторых случаях лишь в качестве дополнительной ступени деаэрации.

Нагрев деаэрируемой воды до температуры насыщения еще не яв­ляется достаточным условием для качественной деаэрации. Не менее важной задачей является создание условий для быстрой эвакуации выделившихся из воды газов. В деаэраторных колонках газы удаля­ются паровой продувкой колонки снизу вверх навстречу потоку па­дающей воды, после чего парогазо­вая смесь удаляется в атмосферу. Этот поток называется «выпаром». Данные эксплуатации показывают, что эффективность деаэрации в зна­чительной мере зависит от величи­ны «выпара» (рис. 7-9). Для деаэ­раторов повышенного давления эта величина не должна быть ниже 1,5—2 кг пара на тонну воды.

На эффективность деаэрации влияет также температура посту­пающей в деаэратор воды. С повы­шением температуры воды, подво­димой к деаэратору, вязкость

Рис. 7-9. Зависимость эффективности тер­мической деаэрации от величины выпара.

0,10

І 0,04- §

1,0 2,0„ Вы пар, кг/т

О

Г * 0,08

И поверхностное натяжение воды уменьшаются, скорость дуффузии кислорода в слое воды возрастает и эффект деаэрации улучшается. Однако подавать в колонку воду ■с температурой, близкой к темпера­туре насыщения, тоже не рекомен­дуется, поскольку это сокращает расход греющего пара и ухудшает •условия вентиляции колонки. Мини­мальный нагрев воды в деаэраторе должен быть не ниже 5—6°С. Вели­чину нагрева порядка 10—15°С сле­дует считать оптимальной.

Рис. 7-10. Деаэрационная колонка ДСП-500. T — корпус; 2 — крышка; 3 — водораспределительное устройство; 4—слои омегообразиой насадки; 5 — патрубок для подвода низкотемпературных потоков; 6 — патрубок для подвода и распределения кон­денсата греющего пара ПВД; 7 — парораспределительное устройство; 8 — смесительная камера: 9 — патрубок для прохода выпара; 10 — нижние решетки; /1 —верхние решетки; 12 — пружина.

В настоящее время в установках высо­кого давления применяются деаэраторы повышенного давления, 0,588—0,687 МПа (6—7 кгс/см2). Это позволяет уменьшить число ПВД, а также улучшить условия деаэрации. На большинстве энергоблоков мощностью 150, 200 и 300 МВт деаэра — ционная установка, как правило, состоит из двух баков-аккумуляторов и установлен­ных на них деаэрационных колонок (по од­ной на баке-аккумуляторе). Лишь на блоках 300 МВт с газомазутными котлами приме­
няют установку двух колонок на одном баке. На двухвальном блоке 800 МВт на каждом из двух баков-аккумуляторов устанавливается также по две деаэрацион — ные колонки.

На мохцных энергетических блоках при­меняются следующие типы деаэрационных колонок:

Для блоков 150 и 200 МВт — колонки типа ДСП-400 или ДСП-500, работающие с давлением 0,588 МПа (6 кгс/см2);

Для блоков 300 МіВт — колонки ДСП-500, работающие, с давлением 0,687 МПа (7 кгс/см2);

Для блоков 500 и 800 МВт — колонки ДОП-800, работающие с давлением 0,687 МПа (7 кгс/см2).

На рис. 7-10 и 7-111 представлены кон­струкция колонки типа ДСП-500 и схема деаэрационной установки с прямоточными котлами.

Каждый деаэратор повышенного давле­ния (колонка и бак-аккумулятор) подле­жит обязательной регистрации в Госгортех — надзоре и подвергается 1 раз в 4 год^ внутреннему осмотру и 1 раз в 8 лет — гидравлическому испытанию с предвари­тельным внутренним осмотром. Величина пробного гидравлического давления долж­на составлять 1,25 рабочего давления в деаэраторе, но не менее чем 0,294 МПа (3 кгс/см2).

В) Режимы работы и эксплуатация Деаэраторов

Работу деаэрационной установки характеризуют ее эсплуатационные характеристики:

А) зависимость содержания кис­лорода в деаэрированной воде от гидравлической нагрузки и нагрева воды в ней;

Рис. 7-11. Схема деаэрационной установки блоков 150—200 Мвт с прямоточными котлами. /— аккумуляторный бак; 2 — деаэрациониая колонка; 3 — регулятор давления 0,588 МПа (6 кгс/смг); 4— регулятор давления 0,118 МПа (1,2 кгс/см2); 5 — пар от резервного источника; 6— сброс из расто­почных сепараторов; 7 — дренаж ПВД; 8 — конденсат из бака запасного конденсата; 9 — основной кон­денсат; 10— пар из отборов турбин; 11 — выпар; 12 — к питательным насосам: 13 — линии циркуля­ции ПЭН; 14 — конденсат из дренажных баков; 15 — пар от штоков клапанов; 16 — пар иа эжекторы и уплотнения; 11 — в расширитель дренажей низкого давления.

Б) зависимость предельно до­пустимой гидравлической нагрузки от нагрева воды в мей.

Обе эти зависимости для деаэ­ратора ДСП-500 представлены «а рис. 7-12 и 7-13.

Как видно из графика на рис. 7-12, деаэратор ДСП-500 весьма удовлетворительно работает в ши­роком диапазоне нагрузок. Необхо­димо отметить, что конечное содер­жание кислорода в питательной воде в определенной мере зависит от кислородосодержания поступаю­щего в деаэратор основного конден­сата, которое в свою очередь будет зависеть от воздушной плотности конденсатора и нормальной работы деаэрационных устройств конден­сатора (если они имеются).

На теплоэлектроцентралях вы­сокого давления, где добавок хими­чески очищенной воды велик, при­меняется двухступенчатая система деаэрации, при которой добавочная вода перед поступлением в основ­ной деаэратор предварительно Де­газируется в деаэраторах атмосфер­ного типа.

Приведенные на рис. 7-13 зави­симости позволяют установить зону спокойной работы деаэратора. Если режим работы деаэратора, опреде­ляемый гидравлической нагрузкой и нагревом воды, характеризуется точкой, лежащей ниже кривой при соответствующем давлении, то деа­эратор будет работать спокойно. Если рабочая точка находится вы­ше кривой предельного режима, то деаэратор окажется перегружен­ным. При этом наблюдается не­устойчивая работа деаэратора, ха­рактеризующаяся ПОЯВЛеНИеМ ГИД-j равлических ударов в колонке, сильной вибрацией деаэратора и связанных с ним трубопроводов, ко­лебаниями давления пара в деаэра­торе, ухудшением деаэрации воды.

Деаэраторы блочных установок должны обеспечивать качественную деаэрацию растопочного расхода питательной воды во время пусков турбины при сниженном давлении в деаэраторе без предварительного ее подогрева.

Каждая деаэрационная установ­ка должна иметь инструкцию по ее обслуживанию, составленную с уче­том местных условий. Инструкция должна содержать следующие раз­делы: описание и характеристики деаэратора, порядок пуска и оста­нова, правила нормальной эксплуа­тации, .предупреждение и ликвида­ция аварий, указания по технике безопасности и противопожарной технике. Нормальная и безопасная работа деаэратора поддерживается системой автоматических регулято­ров и предохранительных устройств. К ним относятся:

А) регулятор уровня воды в ба­ке-аккумуляторе;

Б) регулятор давления греющего пара;

В) регулятор перелива;

Г) регулятор давления на турбо — ироводе сброса пара в конденсатор (для блоков 200 и 300 МВт с пря­моточными котлами);

Д) предохранительные клапаны.

Регулятор давления греющего

Пара должен иметь задатчики на 0,1175 МПа (1,2 кгс/см2) и 0,588— 0,687 МПа (6—7 кгс/см2) и под­держивать давление в колонке в пределах ±0,098 МПа (1 кгс/см2).

Предохранительные клапаны, числом не менее двух, должны быть рассчитаны на. пропуск максималь­ного количества пара, поступающе­го в деаэратор, и отрегулированы на давление, не превышающее 1,15 рабочего.

Текущий контроль за работой деаэратора осуществляется по пока­заниям водоуказательных стекол, манометра для измерения давления в колонке, термометра для измере­ния температуры деаэрированной воды, и кислородомера непрерыв­ного действия. В блочных установ­ках контроль за работой деаэратора ведется по приборам, установлен­ным на БЩУ.

В задачу обслуживающего пер­сонала, помимо наблюдения за при­борами контроля и автоматики, входят систематическая продувка водомерных стекол, расхаживание вентилей и задвижек, отбор проб деаэрированной воды для после­дующего химического анализа.

Для обеспечения безопасной ра­боты деаэрационной установки должна быть организована система­тическая проверка предохранитель­ных клапанов. При длительной без­остановочной работе деаэратора опробование предохранительных клапанов должно производиться по специальному графику. Это не ис­ключает опробования этих уст­ройств при каждом пуске деаэраци­онной установки.

При рассмотрении вопросов пус­ка деаэратора в работу следует остановиться на двух случаях: пуск деаэратора с опорожненным баком — аккумулятором (после ремонта, внутреннего осмотра и т. д.) и пуск деаэратора при заполненном баке- аккумуляторе (вывод из резерва, пуск блока после непродолжитель­ного останова).

При пуске деаэратора с опорож­ненным баком-аккумулятором про­изводится прогрев деаэратора па­ром, подъем давления до полного [в деаэраторах 0,1175 МПа (1,2 кгс/см2)] или до давления, равного 0,0196—0,049 МПа (0,2— 0,5 кгс/см2) (изб.) (в деаэраторах повышенного давления), после чего в деаэратор подается вода. После заполнения бака-аккумулятора до нужной отметки давление плавно повышается до рабочего, включают­ся регуляторы давления, уровня и перелива.

При пуске блока с прямоточным котлом, когда в деаэратор поступа­ет пар от постороннего источника и сброс из пускового сепаратора (рис. 7-11), давление в нем — на весь период пуска поддерживается на уровне 0,1175 МПа (1,2 кгс/см2) регулятором давления. После вклю­чения блока в — параллельную рабо­ту и набора нагрузки, при которой в отборе, питающем паром деаэра­тор, установятся необходимые пара­метры, давление в деаэраторе плавно поднимается до рабочего, после чего включается. регулятор давления и все другие автоматичес­кие устройства. Резервный источник питания деаэратора паром отклю­чается.

Таблица 7-4

Неисправность

Способ устранения

Причина неисправности

Повышение содержания кис­лорода свыше допустимой нормы; появление свобод­ной углекислоты

Гидравлические удары в ко­лонке

Гидравлические удары в под­водящих трубопроводах во­ды и пара

Понижений давления в де­аэраторе

Повышение давления в деа­эраторе. Срабатывание пре­дохранительного клапана

А) Недостаточный расход выпа — ра

Б) Понижение температуры по­токов, поступающих в колон­ку

В) Перегрузка деаэрационной ко­лонки по воде

Г) Поступление непосредствен­но в бак-акумулятор потоков, содержащих кислород

Д) Неисправность деаэрационой колонки (засорение отверстий в тарелках, коробление или перекос тарелок, поломка от­дельных элементов колонки)

А) Тепловая перегрузка деаэра­тора вследствие низкой тем­пературы потоков либо боль­шого расхода поступающей в колонку холодной воды

Б) Неисправность деаэрационной колонки

А) Недостаточный прогрев и не­достаточное дренирование па­ропроводов при пуске

Б) Конденсация пара в паропро­воде из-за малого поступле­ния греющего пара

А) Уменьшение давления грею­щего пара

Б) Нарушение работы регулято­ра давления

В) Поступление в колонки боль­шого количества холодной воды

А) Нарушение работы регулято­ра давления

Б) Неисправность регулятора сброса пара из деаэраторов в конденсатор (при растопке прямоточного котла)

А) Задвижкой на линии выпара увеличить расход

Б) Принять меры к повышению температуры потоков, посту­пающих в колонку, или огра­ничить поступление холодных потоков

В) Уменьшить нагрузку деаэра­ционной колонки

Г) Направить кислородосодер — жащие потоки в колонку; по­токи со значительным содер­жанием кислорода направить в конденсатор турбины

Д) Остановить деаэратор и про­извести ремонт колонки

Проверить расходы и темпера­туру Потоков, поступающих в колонку. Проверить работу системы регенерации низкого давления. Уменьшить расход холодных потоков в колонку

Б) Остановить деаэратор и про­извести ремонт колонки

А) Прогреть паропроводы, про­верить дренажи

Б) Не допускать снижения вели­чины нагрева воды в колонке менее чем на 5°С

А) Переключить питание деаэра­тора паром от отбора более высокого давления, или от РОУ, или от резервного источ­ника

Б) Перейти на ручное регулиро­вание давления пара, одно­временно принять меры к восстановлению работы авто­матики

В) Увеличение подачи холодной воды производить постепенно

А) Перейти на ручное регулиро­вание давления либо на пита­ние паром от резервного ис­точника

Б) Перейти на ручное регули­рование сброса; если клапан заклинило, прекратить сброс из растопочных сепараторов в деаэратор, переведя их в конденсатор турбины

Неисправность

Снижение нли повышение уровня в баке-аккумуля­торе

Выброс воды из деаэраторов повышенного давления

А) Нарушение работы регулято­ра уровня

Б) Неплотности в водозапорной арматуре

А) Тепловая перегрузка деаэра­тора

Б) Чрезмерно открыт веитиль на выпаре

Причина неисправности

В) Неисправность конденсато — отводчика (регулятора уров­ня) охладителя выпара

А) Перейти на ручное регулиро­вание уровня воды в баке — аккумуляторе

Б) Увеличить (уменьшить) по­дачу добавочной воды; одно­временно попытаться устра­нить заклинивание или про­течки в водозапорной арма­туре. Проверить закрытие (открытие) арматуры, нахо­дящейся при нормальных ус­ловиях эксплуатации в закры­том (открытом) положении

А) Снизить нагрузку деаэратора, увеличив температуру ил» снизив расход поступающей в колонку воды

Б) Уменьшить выпар до нор­мальной величины

Продолжение табл. 7-4

Способ устранения

В) Открыть вентиль на обводной линии конденсатоотиодчика (регулятора уровня)

При пуске деаэрационной уста­новки с заполненным баком-акку­мулятором воду в баке необходимо довести до температуры насыщения, т. е. вывести на режим деаэрации. Для этого необходимо собрать схе­му рециркуляции воды в деаэрато­ре и прокачивать по ней воду с од­новременной подачей пара избыточ­ного давления. При достижении водой температуры насыщения и необходимой степени деаэрации, определяемой по показаниям кис — лородомера, производится заполне­ние котла водой (в блочных уста­новках) или после подъема давле­ния до рабочего подключение деаэратора в параллельную работу (в установках неблочного типа).

Г) Неполадки в работе деаэраторов

Неполадки в работе деаэраторов могут происходить вследствие их неправильной эксплуатации или по причине отказа в работе автомати­ки и средств контроля.

В табл. 7-4 приводятся перечень основных неполадок в работе деаэ­ратора и способы их устранения.