Условия снабжения рабочей жидкостью систем регулирования паровых турбин


Условия снабжения рабочей жидкостью систем регулирования паровых турбин (в том числе и водяного регулирования) отличаются от условий питания в других системах автоматики.
1.            Системы регулирования турбин требуют больших расходов рабочей жидкости. Так, регулирование турбины К-160-130 расходует 140 т/ч воды, регулирование блока К-300-240 расходует 200 т/ч (вместе с БРОУ), регулирование турбин К-150-170 расходует 60 т/ч масла, а во время сброса нагрузки — до 180 т/ч. В стадии проектирования находятся системы регулирования турбоустановок с расходом жидкости до 300 т/ч.
2.            Как и все оборудование современной паротурбинной установки, все устройства регулирования должны иметь длительность кампании между капитальными ремонтами не менее 2 лет. В дальнейшем можно ожидать увеличения этого срока- Все это время очистительные устройства, так же как и все оборудование установки, должны надежно работать при минимальной затрате времени на их обслуживание.
По тонкости фильтрации, требованиям к ее надежности, производительности очистительные устройства водяного регулирования ничем не отличаются от подобных устройств регулирования паровых турбин с другими жидкостями. Но у нес есть свои особенности. Как показано выше, наиболее рациональная система водоснабжения — использование конденсатных насосов для подачи воды в систему регулирования. При этом на фильтры «регулирования поступает вода, не прошедшая ранее какой-либо фильтрации.
Поэтому для применения в системах регулирования паровых турбин надо признать непригодными различного рода фильтры тонкой очистки, разрабатываемые в других областях техники, — авиации, транспортном машиностроении, основанные на применении в качестве фильтрующих элементов керамики, металлокерамики, различного рода фет-ров, специальной бумаги и картона [Л. 55—57]- Названные фильтры требуют замены фильтрующего элемента через небольшие промежутки времени вследствие его засорения. Автоматическая регенерация таких фильтров невозможна.
Из других областей техники, где широко применяется тонкая фильтрация жидкости, необходимо упомянуть горно-обогатительное дело. Здесь используются непрерывно очищающиеся фильтры тонкой очистки с пропуском больших количеств жидкости. Фильтрующим элементом в них являются специальные ткани. Давление жидкости обычно равно атмосферному. Сложность конструкции (эти фильтры представляют собой громоздкие машины со сложной кинематикой), малая надежность самого фильтрующего элемента — ткани делают их также неприемлемыми для рассматриваемой цели.
В процессе освоения первых систем водяного регулирования было исследовано несколько типов фильтров, в том числе и керамический. Испытывалась керамика опытного завода РОСНИИМС с размером капиллярных каналов 100—130 мкм. Начальная скорость прохождения воды составляла 0,05 м/сек, начальный перепад давлений на фильтре был около нуля. Уже через 10 суток сопротивление фильтра при той же скорости прохождения воды возрастало до 1,0 кгс/см2, причем увеличение сопротивления шло в нарастающем темпе. Через фильтр пропускалась вода-конденсат, удовлетворяющая правилам ПТЭ.
Уже по этим данным видно, что этот фильтр непригоден для фильтрации воды систем регулирования. К тому же было обнаружено, что керамика выкрашивается и сама является источником загрязнения.
Далее на одной из турбин с водяным регулированием был испытан фильтр-отстойник, где он работал в течение полугода. В нижней части фильтра очищаемая вода делала крутой поворот, вследствие чего наиболее тяжелые частицы больших размеров отбрасывались центробежной силой в дренажную камеру. В корпусе фильтра вода двигалась с небольшой скоростью снизу вверх. Сетка, установленная на входе, способствовала выравниванию скоростей по сечению.
Вследствие малой скорости движение в вертикальном корпусе можно принять ламинарным. На частицу загрязнения, находящуюся в потоке воды, действуют силы тяжести и силы вязкого трения. Согласно закону Стокса скорость движения частицы относительно жидкости выражается зависимостью, где d — диаметр частицы, см\ g — ускорение свободного падения, см/сек2] Pi— плотность материала частицы, г/см3; р —плотность жидкости, г/см3\ v — кинематическая вязкость жидкости, см2/сек.
Принимая d=0,06 мм, pi = 2,3 г/см3 (плотность котельных отложений) и считая, что скорость воды должна быть вдвое меньше скорости оседания частицы, получим допустимую скорость воды в таком фильтре равной 0,0015 м/сек, или потребную площадь фильтра 0,08 м2/(т/ч). По этой величине можно судить, что такого рода фильтр может быть применен лишь для малых расходов жидкости. При расходах же порядка 200—300 т/ч фильтр получается столь громоздким (два фильтра 0 3,5—4,5 м или четыре фильтра 0 2,5—3 л), что установка его на современных блоках будет весьма затруднительна (практически невозможна). Кроме того, этот фильтр обладает еще следующими недостатками: 1) при меньшей плотности размер пропущенных частиц будет увеличиваться, частицы легче воды совсем не будут отфильтровываться; 2) работа фильтра будет зависеть от силы гидравлических ударов в системе, которые всегда имеют место при работе регулирования; 3) при высоком давлении воды и больших расходах конструкция корпуса будет весьма тяжелой.


Яндекс.Метрика