На энергоблоках ПГУ большой мощности

АНДРЮШИН К.А., МЭИ, г. Москва

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор АРАКЕЛЯН Э.К.

Одна из эксплуатационных проблем ПГУ заключается в значительном отличии показателей маневренности газовых и паровой турбин между собой. Так, после останова на 8-10 часов газовая турбина пускается за 10‑15 мин., тогда как для пуска паровой турбины потребуется 60‑65 мин. Это приводит к тому, что при останове ПГУ с целью резервирования мощности или при вынужденных и аварийных ее остановах общая длительность последующего пуска определяется в основном длительностью пусковых операций паровой турбины. При этом вынужденный сброс выработанного котлами-утилизаторами ПГУ пара в конденсатор из-за неготовности паровой турбины к его приему приводит к значительным потерям тепла в процессе пуска. Аналогичная проблема возникает при работе теплофикационной ПГУ в режиме с максимальной тепловой нагрузкой с полным снятием электрической мощности с паровой турбины путем ее останова и сбросом пара высокого и низкого давлений на подогреватели сетевой воды.

Указанная проблема обуславливает необходимость разработки новых технологических решений для поиска возможностей частичного или полного резервирования мощности ПГУ с обеспечением системных требований по надежности и маневренности оборудования ПГУ.

Модельные исследования, проведенные в НИУ «МЭИ» по расширению регулировочного диапазона ПГУ и повышению их маневренности и, в частности, возможности применения моторного режима (МР), показали техническую возможность его применения для решения указанной выше проблемы.

Под МР турбоагрегата понимают режим его работы с прекращением подачи рабочего пара в турбину без отключения турбогенератора от сети. Последний переходит в режим двигателя, потребляя из сети активную мощность, необходимую для преодоления механических и вентиляционных потерь мощности в турбине и электрических и механических потерь в турбогенераторе.

В настоящем докладе рассматриваются особенности применения МР при работе ПГУ-450 в конденсационном режиме, как альтернативы останова паровой турбины. Технология перевода турбины Т-150-7 в МР следующая (принято, что параллельно с рассматриваемой ПГУ находится под нагрузкой аналогичная ПГУ): ПГУ разгружается до полного снятия электрической нагрузки без отключения генератора паровой турбины от сети с последующим остановом газовых турбин и котлов-утилизаторов; для охлаждения проточной части цилиндров паровой турбины в нее подаётся небольшое количество пара, а в конденсаторе поддерживается вакуум, что обеспечивает поступление пара в конденсатор и его конденсацию; для работы передних и концевых уплотнений в них подается необходимое количество пара по штатной схеме.

Такая организация подачи охлаждающего пара в турбину при ее работе в МР обеспечивает допустимое температурное состояние всех ступеней турбины. При этом длительность стабилизации температурного состояния лопаток паровой турбины составляет 10‑15 мин., после чего она может работать в таком режиме длительное время.

Показано, что основным параметром, определяющим температурное состояние проточной части турбины, затрат мощности генератором и на собственные нужды, является давление в конденсаторе. В работе получены соответствующие зависимости для расчета основных показателей МР в зависимости от давления в конденсаторе, для зимнего и летнего режимов определено оптимальное значение давления в конденсаторе.

Одной из особенностей работы паровой турбины в МР заключается в возможности управления ее температурным состоянием путем изменения расходов и параметров охлаждающих потоков пара, что позволяет перед ее пуском создать необходимое тепловое состояние паровпускных элементов паровой турбины. Это позволяет сократить длительность пусковых операций ПГУ до 40 мин. вместо 80-90 мин. при пуске после ночного останова.

На базе полученных оптимальных показателей МР рассчитана целесообразная длительность (по отношению к останову паровой турбины) перевода паровой турбины в МР для зимнего и летнего режимов 11,5 и 14,0 часа, соответственно

Нужно отметить, что одновременно с повышением маневренности ПГУ перевод паровой турбины ПГУ в МР способствует улучшению также ее показателей надежности за счет исключения циклических температурных колебаний паровпускных органов паровой турбины, характерных при ее пуске в ходе набора оборотов и работы на холостом ходу.

УДК 621