17.Режимы работы пароструйных воздушных эжекторов. Их анализ. Показатель, определяющий его режим работы. Факторы, влияющие на этот показатель. Характеристики 2-х ступенчатого пароструйного эжектора.
В процессе эксплуатации отдельных элементов КУ следует обращать внимание на изменение их характеристики при работе на различных режимах. Например, при работе пароструйных воздушных эжекторов различают два режима работы: предельный (когда давление за диффузором не превышает предельного противодавления), допредельный (когда давление за диффузором больше противодавления) [23].
При работе ступени эжектора на предельном режиме в одном из сечений камеры смешения или диффузора устанавливается критическая скорость эжектируемой паровоздушной смеси или смешанного потока. Поэтому производительность ступени эжектора предельная, т.е. максимально возможная при данном давлении всасывания и не изменяется с изменением противодавления.
При работе на допредельном режиме производительность ступени эжектора меньше предельной, причем, чем выше противодавление, тем при прочих неизменных условиях производительность меньше.
Предельное противодавление зависит от размеров проточной части эжектора и расхода пара. Его величина у первой ступени эжектора значительно ниже атмосферного давления и при выключенных последующих ступенях она работать не может. Предельное противодавление, а вместе с ним и предельная производительность ступени эжектора даже при неизменных начальных параметрах пара могут возрастать, но только при одновременном повышении давления всасывания.
Одним из важнейших показателей, определяющих режим пароструйного воздушного эжектора и КУ в целом, является давление всасывания его первой ступени. Оно зависит от температуры удаляемой из ГК паровоздушной смеси, количества воздуха в этой смеси, температуры и количества охлаждающего конденсата, который поступает в охладители.
В процессе эксплуатации начальные параметры пара (давление и температура) обычно поддерживают постоянными, а количество и температура охлаждающего конденсата меняются в таких пределах, что их влияние на режим работы эжектора незначительно. Поэтому характеристики пароструйного воздушного эжектора строят в виде зависимостей давления всасывания первой ступени (Рвс) от количества воздуха в отсасываемой эжектором паровоздушной смеси (Gв) и ее температуры (tсм) при неизменных начальных параметрах рабочего пара (Рн, tн), а также количества и температуры охлаждающего конденсата (Gохл.к, tохл.к). В качестве примера на рис. 2.13. приведены характеристики пароструйного эжектора при различных значениях температуры отсасываемой паровоздушной смеси [23].
Характеристики двухступенчатого пароструйного эжектора
Рис. 2.13.: а) при tсм=25 °С (1 – предельное противодавление первой ступени; 2 – давление всасывания второй ступени; 3 – давление всасывания первой ступени); б) при tсм=var (1 – температура паровоздушной смеси равна 38 °С; 2 - 34 °С; 3 - 30 °С; 4 - 25 °С; 5 - 20 °С; б - 15 °С).
Характеристика эжектора авс имеет два участка: рабочий ав (здесь первая ступень работает на предельном режиме) и перегрузочный вс (здесь первая ступень работает на допредельном режиме). Расчетному режиму эжектора соответствует т.в. При работе эжектора на перегрузочном участке характеристики давление всасывания резко возрастает, т.к. только при этом условии возможно увеличение производительности эжектора.
18.Причины перегрузочного режима работы эжектора, их анализ. Причины снижения расхода рабочего пара на ступень и ухудшения условий теплообмена в охладителях. К чему приводит неправильная установка сопла рабочего пара?
При изменении температуры смеси объемная производительность эжектора, находящегося в исправном состоянии, меняется незначительно. При перегрузке она резко снижается.
При нарушении режима любой ступени перегрузка эжектора может произойти преждевременно (при количестве воздуха меньше расчетного). Это может быть вызвано следующими обстоятельствами: недостаточным расходом рабочего пара на одну или несколько ступеней; ухудшением условий теплообмена в промежуточных охладителях эжекторов; рециркуляцией паровоздушной смеси или подсосами воздуха через неплотности эжекторов; неправильной установкой сопла рабочего пара вдоль оси диффузора или под углом к оси диффузора; повышенным сопротивлением охладителей или атмосферного клапана.
Уменьшение расхода рабочего пара на ступень эжектора может произойти в результате засорения окалиной, накипью или частицами прокладок сопел рабочего пара, или сеток фильтров на паропроводе, понижения давления или повышения температуры рабочего пара, уменьшения площади минимального сечения сопла из-за отложения солей. Уменьшение расхода рабочего пара вызывает понижение предельного противодавления ступени эжектора.
Ухудшение условий теплообмена в охладителях эжекторов может быть вызвано уменьшением расхода или повышением температуры охлаждающего конденсата, загрязнением поверхности охлаждения, засорением или заглушкой части трубок, затоплением парового пространства ГК, чрезмерным расходом рабочего пара, например, из-за износа сопел. Ухудшение теплообмена в промежуточных охладителях эжекторов вызывает повышение температуры удаляемой из них паровоздушной смеси и, следовательно, давления всасывания последующей ступени эжектора.
Рециркуляция паровоздушной смеси может происходить через неплотности перегородок, разделяющих всасывающие и нагнетательные полости ступени эжектора, через неплотно закрытые задвижки неработающего резервного эжектора или через неудовлетворительно действующую дренажную систему. Подсосы воздуха возможны при неплотности соединений эжектора, находящихся под разряжением. При рециркуляции паровоздушной смеси и подсосах воздуха одна или несколько ступеней эжектора работают с повышенной производительностью.
Неправильная установка сопла рабочего пара может привести к снижению КПД эжектора. Сопротивление охладителей эжекторов увеличится вследствие, например, частичного заполнения конденсатом их парового пространства из-за неудовлетворительного действия дренажной системы.
Повышенное сопротивление атмосферного клапана может быть в результате его заедания. В обоих случаях возрастет противодавление соответствующей ступени эжектора.
Возрастание противодавления и уменьшение предельного противодавления любой ступени эжектора может вызвать его преждевременную перегрузку.
Пароструйные воздушные эжекторы работают более надежно. Однако в процессе их эксплуатации рекомендуется вести контроль за расходом рабочего пара по давлению и температуре, следить за чистотой сеток фильтров, отсутствием засорения сопел, исправным состоянием охладителей, надежностью действия дренажной системы, отсутствием подсосов воздуха и рециркуляции паровоздушной смеси и т.д.
Применительно к водоструйному эжектору в его рабочем диапазоне противодавлений наблюдаются также два, отличных друг от друга, режима работы: допредельный и предельный. При работе эжектора в допредельном режиме с понижением противодавления возможны снижение давления всасывания или рост объемной производительности. Характерной особенностью работы эжектора в предельном режиме является независимость давления всасывания от величины противодавления. Оба режима обусловлены величиной противодавления, первому соответствуют более низкие значения, а второму – противодавления более высокие.
На режим работы водоструйного эжектора оказывает влияние структура образующегося в его проточной части водовоздушного потока [23]. Для предельного режима характерна эмульсионная форма течения водовоздушной смеси с равномерно распределенными по всему объему пузырьками воздуха
19. Указатели режима работы конденсационной установки. Зависимость температурного напора в главном конденсаторе от температуры охлаждающей воды и паровой нагрузки. Режим наивыгоднейшего давления. Характерные неполадки и причины нарушения режима работы.
Одной из причин нарушения режима работы КУ являются чрезмерные подсосы воздуха в ГК. Поэтому в процессе ее эксплуатации рекомендуется систематически и при каждом ухудшении разряжения (до и после ремонта КУ) проверять воздушную плотность ГК и всей системы, находящейся под разряжением. Одним из надежных способов такой проверки является измерение количества удаляемого из ГК воздуха с помощью дроссельного воздухомера, устанавливаемого на патрубке, по которому паровоздушная смесь удаляется из эжектора в атмосферу.
В период работы КУ давление в ГК должно поддерживаться на уровне или близким к наивыгоднейшему. При этом должны быть минимальное переохлаждение конденсата, а содержание в нем кислорода и хлор-ионов в пределах установленных норм.
Для контроля за надежностью действия КУ необходимо не реже одного раза в течение 3-4 суток проверять температурный режим ГК. При этом рекомендуется строить график температурного режима ГК (рис. 2.14.).
К
вопросу контроля температурного режима
ГК
Р
ис.
2.14. (1 – режим с уменьшенным количеством
охлаждающей воды; 2 – расчетный режим;
3 – режим с пониженной нагрузкой; 4 –
режим при температуре забортной воды,
равной 10 °С; tсм – температура паровоздушной
смеси; t1, t2 – температура входа и выхода
охлаждающей воды; tн, tк – температура
насыщения и конденсата).
Одним из важных показателей режима работы КУ является температурный напор. Поэтому в числе нормативных материалов для контроля режима работы КУ наряду с характеристиками ГК, ЦН и эжектора используются графики нормальных значений температурного напора в зависимости от температуры охлаждающей воды и паровой нагрузки ГК. В качестве примера такие зависимости приведены на рис. 2.15. [23].
Графики температурного напора ГК облегчают обнаружить неполадки в работе КУ и выяснить причины, способствующие повышению давления. Чаще всего они оказывают одновременное влияние на несколько показателей режима работы КУ. Например, повышенные подсосы воздуха или неполадки в действии эжектора могут вызвать не только увеличение температурного напора, но и возрастание переохлаждения конденсата и разности температур tсм-t1. Переохлаждение конденсата даже в КУ, находящихся в хорошем эксплуатационном состоянии, обычно несколько возрастает при уменьшении нагрузки ГК и понижении температуры охлаждающей воды.
В эксплуатации рекомендуется устанавливать режим наивыгоднейшего давления в ГК, при котором суммарный удельный расход тепла, а, следовательно, и топлива на ПТУ минимален. Изменение давления в ГК и значит расхода тепла может производиться регулированием производительности ЦН, а иногда изменением режима пароструйного эжектора.
В процессе работы конденсатной системы ПТУ необходимо вести наблюдение за регулируемыми параметрами, к которым относятся: вакуум и температура конденсата; уровень воды в ГК и деаэраторе; температура пара в деаэраторе; расход и температура конденсата, прокачиваемого через ТА; переохлаждение конденсата.
Отклонение указанных параметров от их номинальных значений может привести к отрицательным последствиям. Например, при снижении уровня воды в ГК ниже допустимого минимума может произойти срыв работы конденсатного насоса и создаться аварийная ситуация. При увеличении этого уровня может произойти затопление части трубок ГК, снижение вакуума, заливание эжекторов и даже авария, связанная с облопатыванием турбины.
Характерные неполадки в действии и возможные причины нарушения режима работы КУ приведены в табл. 2.6. [23].
Таблица 2.б.
Неполадки и причины нарушения режима работы КУ
Наблюдаемые явления и их признаки Возможные причины нарушения режима работы
Повышенное давление в ГК.
Повышенный для данной нагрузки ГК нагрев охлаждающей воды. Через трубки ГК прокачивается недостаточное количество охлаждающей воды по следующим причинам:
а) недостаточное число оборотов или неисправности
циркуляционного насоса;
б) засорение сеток или забивание льдом приемного кингстона или неполное его открытие;
в) дросселирование клинкета на приемной или отливной магистрали;
г) засорение трубок ГК;
д) неплотности перегородки в водяной камере двухходового ГК.
Повышенное давление в ГК.
Повышенный для данной нагрузки ГК при данной температуре забортной воды температурный напор. Повышенные подсосы воздуха в ГК; перегрузка или неполадки в работе эжектора; загрязнение трубок ГК.
Повышенное давление в ГК.
Повышенная разность температур tсм-t1 Повышенные подсосы воздуха в ГК, перегрузка или неполадки в работе эжектора; загрязнение трубок воздухоохладителя или всего ГК; повреждение или неплотность перегородки в паровом пространстве ГК, выделяющей пучки трубок воздухоохладителей.
Повышенное переохлаждение конденсата.
Возможно повышенное для рассматриваемого режима давление в ГК. Повышенные подсосы воздуха в ГК; перегрузка или неполадки в работе эжектора; неисправность действия конденсатной системы, в результате чего нижние ряды трубок ГК оказываются затопленными; чрезмерно большое количество и низкая температура охлаждающей воды на режимах пониженной нагрузки ГК.
Эксплуатационная ситуация: повысился уровень воды в деаэраторе выше допустимого значения. Это может привести к затоплению пароподводящего устройства, нарушению процесса деаэрации, возникновению гидравлического удара в деаэраторе и подводящем трубопроводе. При снижении указанного уровня ниже допустимого может произойти срыв работы бустерного или питательного насосов. При увеличении давления пара в деаэраторе, возможно, его разрушение, а при снижении – вскипание воды в деаэраторе или срыв бустерного или питательного насосов.
21 .Особенности обслуживания ПТУ при неисправностях. Обязанности обслуживающего персонала и предъявляемые требования. Анализ причин отклонения параметров пара от номинальных значений и неисправностей в работе масляной системы. Рекомендации по их устранению.
При эксплуатации ПТУ в следствие целого ряда причин могут наблюдаться нарушения нормальной работы ее основного оборудования.
В случае возникновения неисправностей обслуживающий персонал, основываясь на показаниях КИП и используя внешние признаки, должен определить причины случившегося и принять меры по ликвидации неполадок и восстановлению полной работоспособности ПТУ.
Одним из требований, предъявляемых к обслуживающему персоналу, является знание соответствующих положений и инструкций, а также четкость, быстрота и уверенность в устранении возникших неисправностей. Несоответствие указанным требованиям и недостаточная квалификация обслуживающего персонала могут привести к авариям ПТУ с тяжелыми последствиями.
Характерные признаки, причины и способы устранения неисправностей в ПТУ излагаются в заводских инструкциях, ПТЭ и других нормативных документах.
Ниже рассматриваются некоторые аварийные ситуации, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации элементов ПТУ и особенности их обслуживания в таких случаях.
ОТКЛОНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПАРА ОТ НОМИНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ. Это приводит к изменению технического состояния отдельных элементов и всей ПТУ. Обычно назначаются допустимые пределы отклонений параметров свежего пара, при которых разрешается длительная работа ГТЗА. В заводских инструкциях указываются также максимальные и минимальные параметры пара, соответствующие кратковременной работе ГТЗА. Обычно это время составляет 15-30 мин.
Повышение начального давления пара выше номинальных значений возможно при неисправностях автоматических регуляторов. Оно приводит к перегрузке турбины и прежде всего к росту напряжений в лопатках последней ступени. Кроме того, могут возникнуть дополнительные усилия на упорных подшипниках и развиться эрозионные процессы на лопатках последних ступеней турбины вследствие увеличения влажности пара. В такой ситуации рекомендуется перейти на ручное управление процессом горения, проверить действие автоматических регуляторов давления пара, а затем устранить неисправность.
Причинами понижения давления свежего пара могут явиться лопнувшая испарительная труба или образование свищей. В этом случае будет снижаться мощность и экономичность ГТЗА, падать давление в отборах, уменьшаться нагрев питательной воды и КПД ПТУ, возникнет опасность заброса воды в турбину, например, при форсировке ПГ. В такой ситуации рекомендуется вывести ПГ из действия, а поврежденные трубы заглушить или заварить.
Отклонение начальной температуры пара от номинальных значений (например, ее повышение) отрицательно сказывается на прочности паропроводов и турбины. При этом увеличивается ползучесть металла, не исключено нарушение плотности соединений. Указанное отклонение возможно при неисправности регулятора температуры перегретого пара, большом избытке воздуха, неудовлетворительном распыливании топлива, загрязнении поверхностей нагрева ПГ, понижении температуры питательной воды и т.д.
К причинам понижения температуры пара ниже номинального значения можно отнести неисправность регулятора, загрязнение поверхности нагрева пароперегревателя, а также повышение уровня воды и высокую концентрацию солей в ПГ. Такое отклонение вызывает увеличение термических градиентов (напряжений), способствует развитию эрозионных процессов и повышению удельного расхода пара и тепла.