Введение к работе
. Актуальность проблем». Теплофикационные установки Т-100--130 (T-IQ0/12Q-13Q) вносят значительный вклад в производство тепловой и электрической энергии з энергосистеме ОАО Ленэнерго. Ими оснащена три электростанции ТЗЦ-15, ТЗЦ-І? и ТЗЦ-21.
В условиях длительного срока наработки оборудования -до 200 тыс.часов, особую обеспокоенность вызывают систематические коррозионные повреждения трубных пучков крупных тепло-обменных аппаратов (со стороны пара) - горизонтальных сетевых подогревателей и конденсаторов. Кроме того, появились случаи коррозионно-усталостных повреждений рабочих лопаток турбин.
Поэтому повышение ресурса и эксплуатационной надеаности рассматриваемого оборудования турбоустановок Т-100-іЗО.определяющего надежность энергоблоков в целом, является чрезвычайно актуальным.
Практические мероприятия по решений проблемы повышения на-дєйности оборудования, разработанные в рамках диссертационной работы и принятые ОАО " Турбомоторний завод", внедрены на всех турбоустановках данного типа ОАО Ленэнерго и в ряде других энергосистем.
Отдельные технические реагения приняты АО "Ленинградский Металлический завод" для турбоустановок Т-І80-І30.
Внедрение разработанных мероприятий имеет большой экономический эффект.
Цель работы. Разработать технические решения по предупреждении коррозионных повреядений трубных систем конденсаторов и сетевых подогревателей турбоустановок Т—100—130 и выполнить их
комплексную промасленную апробацию в длительной эксплуатации. При этом одновременно ставилась задача средствами водно-химического режима повысить надежность эксплуатации рабочих лопаток тдрбины.
Поскольку решение этих задач связано с необходимостью сни-кения уровня содержания корректирующего реагента - аммиака в цикле энергоблока, значительное вникание было уделено разработке мероприятий, позволяющих практически реализовать данный реяим при обеспечении надежности работы оборудования энергоустановки в целом.
В качестве базовой для проведения промышленных исследований принята ТЗЦ-21 OftO Яенэнерго, полностью оснащенная энергоблоками с турбоустановками Т— 100—130 (пять энергоблоков).
Методы исследования.
Использовались штатные методы отбора проб и химико -аналитического контроля питательной воды, котловой вода и пара котлов, применяемые на электростанциях.
Отбор проб конденсата греющего пара из парового объема сетевых подогревателей и отбор проб первоначального конденсата турбины осуществлялся с применением специально разработанных схем.
Использовались следующие приборы: лабораторный хлоридомер /ІТИ - ЦКТИ. рН-метр, автоматический аммиекомер ЦКТИ.
Металлографический анализ повреадекных труб теплообненных аппаратов и рентгеноструктурный анализ продуктов коррозии выполнены специализированным отделом АООТ НПО ЦКТИ.
Научная новизна работы.
1. Обосновано и разработано на уровне изобретения (а.с.
N Ґ/1!Яі57) техническое реаение по эффективному выводу из цикла 'Нйргоу'-ланойки диоксида углероде (С02 ), позволяющее реализовать рекомендованный режим пониженного анмкнирования питательной воды. Оно заключается в изменении традиционной схеми ввода Р основной паровой объем конденсатора парогазовой смеси из се-тсвнх и регенеративных подогревателей и направлении ее в воздухоохладитель конденсатора (с последунщей эвакуацией эжектором). При этом одновременно реконструирована схема вентиляции сетевых подогревателей с отказом от прсгектного каскадного отвода из них парогазовой смеси и направлением ее из ПСГ-2 непосредственно в конденсатор.
2. Обосновано и экспериментально подтверждено, что процесс
местного обесцинкования латунных трубок в сетевых подогревате
лях, приводящий к их повреждения в локальных зонах трубного
пучка,развивается на Фоне интенсивного концентрирования аммиака
на участке завериения конденсации пара в центральной части ап
паратов. Этот процесс протекает такяе и в воздухоохладителе
конденсата параллельно с аммиачной коррозией трубок, однако
практически реализуется в сетевых подогревателях при повыяенной
температуре рабочей средн. Полученные результаты позволили
разработать и внедрить технические решения, устраняющие зоны
коррозионных поврегдений трубных пучков, сетевых подогревателей
с и одновременно конденсаторов ) и тем самым существенно увеличить ресурс безаварийной работы теплообменных аппаратов.
3. Впервые в промыаленном эксперименте исследованы особен
ности концентрирования аммиака в зидкой фазе, образующейся при
конденсации пара в различных зонах парового объема трубных
пучков горизонтальных сетевых подогревателей. Установлены коэф-
Фициенты концентрирования аммиака ( до 50 раз, что существенно больше, чем в воздухоохладителе конденсатора),с учетом реальной кинетики процесса и влияние концентрирования на величину рН, определяющую коррозионную агрессивность образующегося конденсата в отновении используемых латунних трубок.
На основании этих данных определена величина верхнего допустимого предела концентрации аммиака в паре,исходя из условий обеспечения надежной эксплуатации трубных пучков сетевых подогревателей (650-700 мкг/дм2). что должно быть учтено при последующем пересмотре ПТЭ.
-
Исследованы в реальных условиях рабвты котла закономерности перехода из котловой воды в пар коррозионно -агрессивных соединений - хлоридов и получены численные значения их кинетических коэффициентов распределения в зависимости от концентрации аммиака в питательной воде. Установлено, что регулированием уровня амминирования в целесообразных пределах возможно уменьшить транспорт хлоридов в турбину в 2.5 раза, что ваяно для предупреадения коррозионно-усталостных повреждений рабочих лопаток турбин особенно при длительном сроке их наработки.
-
На основе результатов выполненных исследований установлен целесообразный нижний предел концентрации аммиака в питательной воде - 500 мкг/дм^ дополнительно обоснованный анализом качества первичного конденсата турбины и соответствием нормам ПТЭ уровня содержания соединений железа в питательной воде при внедрении усовериенствованной схемы отсоса неконденсирующихся газов.'
- Таким образом,рекомендован рабочий диапазон понияенного амминирования питательной воды 500 - 600 мкг/дм". реализуемый при
?
условии эффективного вывода С02 из цикла энергоустановки.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
На основании результатов выполненных исследований, а также разработанных и апробированных технических решений:
-
Разработана схема эффективного вывода из цикла энергоустановки неконденсирующихся газов, что позволило повысить ресурс и надеаность оборудования паротурбинной части энергоблока с турбинами Т—100-130.
-
Указанная схема и ряд дополнительных технических решений по повышению эффективности вентиляции центральной части трубного пучка сетевых подогревателей -зоны локализации повреждений приняты ОАО Тцрбомоторный завод и внедрены на электростанциях ОАО Ленэнерго с турбинами Т-100-130 (ТЭЦ-15.ТЭЦ-17, и ТЭЦ-21).
Усовершенствованная схема отсоса неконденсирующихся газов из конденсатора принята АО Ленинградский Металлический завод для турбоустановок Т-180-130 строящейся второй очереди ТЭЦ-5 и ТЭЦ-21 ОАО Ленэнерго.
Данная схема внедрена такве на энергоустановках с барабанными и прямоточными котлами ряда других энергосистем.
3. Предложен для внесения дополнения в ЇЇТЗ при последующем
их пересмотре экспериментально обоснованный и проверенный в
длительной эксплуатации рабочий диапазон понияенного амминиро-
вания питательной воды 500-600 мкг/дм3, реализуемый при условии
применения усовершенствованной схемы отвода из цикла энергоуста
новки неконденсирующихся газов и преаде всего диоксида углерода,
как соединения кислого характера, требующего для его нейтрали
зации дополнительной дозы аммиака.
Автор защищает: '
метод повышения ресурса трубных пучков и эксплуатационной надежности тепло-обменных аппаратов турбоустановки Т-100-1ЗО:
результаты исследований взаимосвязи коррозионных повреждений оборудования и водно - химического режима турбоустановки ' Т-100-І30.
Яичный вклад автора.
В диссертации обобщены результаты исследований.выполненных лично автором и под его руководством, а также в отдельных случа-. ях-совместно со специалистами АООТ НПО ЦКТИ и ОйО Турбомоторный завод, привлекавшимися для решения ряда технических вопросов.
При этом автору принадлежат: постановка проблемы в целом, задач экспериментальных исследований, обобщение их результатов; разработка концепции о контролирующем факторе локального коррозионного повреждения трубных пучков горизонтальных сетевых подогревателей; разработка принципиального ревгения (на уровне изобретения) по повышению эффективности удаления неконденсирующихся газов, что позволило обеспечить режим пониженного амминиро-вания, предупредивши повреждаемость трубных пучков сетевых подогревателей и конденсаторов при одновременном повышении качества пара и обеспечении требований ПТЗ к качеству питательной воды; разработка критерия, позволяющего оперативно оценивать степень совершенства водно - химического режима и уровень эксплуатации различных ТЗЦ.
Апробация работы.
-
Исследование кинетических коэффициентов распределения примесей между паром и водой в сетевых подогревателях. Доклад на международном Симпозиуме IfiPHS. С.-Петербург.1992.8 сентября. Горный институт.(авторы: Василенко Г.В..Лашицкий Й.П.).
-
Оптимизация параметров водно -химического ренима блоков СКД и ВД по условиям надежности работы котла и турбоустановки.
Доклад на отраслевом семинаре-выставке "Совершенствование водно-химического реїима ТЭС. средства автоматики и контроля, Москва, 1998, апрель.(авторы: Петров В.Ю., Евтуиенко В.М., Кокошкин И.А., Лаиицкий ft.П.. Чудновская И.М. )
Публикации.
По теме диссертации опубликованы иесть печатных работ и получено одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы, содержит 63 страницы машинописного текста,15 таблиц26 рисунков и приложений - актов внедрения результатов работы2.
