Для каких котлов должны разрабатываться графики пуска. Пуск котла из холодного состояния

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ
И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПУСКУ
ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ СОСТОЯНИЙ
И ОСТАНОВУ ПАРОВОГО КОТЛА
ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
С ПОПЕРЕЧНЫМИ СВЯЗЯМИ

РД 34.26.514-94

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ОРГРЭС

Москва 1995

РАЗРАБОТАНО АО «Фирма ОРГРЭС»

ИСПОЛНИТЕЛЬ В.В. ХОЛЩЕВ

УТВЕРЖДЕНО РАО «ЕЭС России» 14.09.94 г.

Первый вице-президент В.В. КУДРЯВЫЙ

В Инструкции учтены замечания и предложения научно-исследовательских и проектных институтов, энергопредприятий и наладочных организаций.

РД 34.26.514-94

Срок действия установлен

с 01.01.1995 г.

до 01.01.2000 г.

Типовая инструкция предназначена для инженерно-технического персонала тепловых электростанций. Настоящая Инструкция выпускается вновь. Из аналогичных работ ранее были выпущены «Сборник инструкций по обслуживанию котлов электростанций» (М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960), «Временная инструкция по обслуживанию котла типа ТГМ-84 при сжигании природного газа и мазута» (М.: БТИ ОРГРЭС, 1966).

При эксплуатации котла следует руководствоваться требованиями:

действующих ПТЭ, ПТБ, ППБ, «Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов», «Правил взрывобезопасности при использовании мазута и природного газа в котельных установках»;

заводских инструкций по эксплуатации котла;

местных инструкций по техническому обслуживанию и эксплуатации котла и вспомогательного оборудования;

местных должностных инструкций;

. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Порядок включения автоматических регуляторов при пуске котла приведен в приложении .

Основные принципы организации режимов пуска и останова котла изложены в приложении .

Объем температурного контроля приведен в приложении .

В процессе заполнения включить насосы-дозаторы установки консервации для подачи гидразинно-аммиачного раствора (рис. ) в одну из возможных точек на котле (барабан, нижние точки, узел питания). По заполнении отключить насосы-дозаторы и подключить котел к горячей (или холодной) сборке питательной воды; произвести опрессовку.

В процессе опрессовки отобрать пробу и определить качество воды в котле, в том числе визуально. При необходимости промыть экранную систему через нижние точки до осветления котловой воды. Концентрация гидразина в котловой воде должна составлять 2,5 - 3,0 мг/кг, рН > 9.

паровые задвижки ПП-1, ПП-2 продувки котла в атмосферу;

паровые задвижки ПП-3, ПП-4 из рассечки пароперегревателя в атмосферу;

включить по заявке химического цеха насосы-дозаторы и организовать при отсутствии фосфатов в котловой воде режим фосфатирования, поддерживая значение рН котловой воды чистого отсека не менее 9,3;

установить прикрытием регулирующего клапана непрерывной продувки требуемый расход котловой воды из выносных циклонов, убедившись в стабилизации показателей качества питательной воды и пара на уровне нормируемых.

. ПУСК КОТЛА ИЗ НЕОСТЫВШЕГО СОСТОЯНИЯ

. ПУСК КОТЛА ИЗ ГОРЯЧЕГО СОСТОЯНИЯ

. ОСТАНОВ КОТЛА В РЕЗЕРВ

Момент включения

Понижение уровня воды в барабане котла

При достижении давления в барабане 13,0 - 14,0 МПа и сверке показаний уровнемеров с показаниями водоуказательных приборов прямого действия

Повышение уровня воды в барабане котла (II предел)

Погасание факела в топке

При нагрузке 30 % номинальной

Понижение давления газа после регулирующего клапана

С открытием газовой задвижки к любой горелке

Понижение давления мазута после регулирующего клапана

С открытием мазутного вентиля к любой горелке

Понижение давления масла в системе смазки мельниц с прямым вдуванием при его централизованной подаче

Отключение всех вентиляторов первичного воздуха

Отключение всех мельничных вентиляторов при транспортировании пыли сушильным агентом от этих вентиляторов

Потускнение пылеугольного факела в топке

Отключение всех дымососов

С открытием топливной запорной арматуры к любой растопочной горелке

Отключение всех дутьевых вентиляторов

Отключение всех РВП

Невоспламенение или погасание факела любой растопочной горелки

Функция при пуске

Момент включения

Растопочный регулятор уровня воды в барабане

Поддержание постоянного уровня

После перехода на регулирующий клапан на байпасе диаметром 100 мм узла питания

Регулятор уровня воды в барабане

После перехода на основной РПК

Регулятор топлива

Поддержание расхода топлива в соответствии с заданием

В соответствии с местными инструкциями

Регулятор температуры свежего пара за котлом

Поддержание номинальной температуры свежего пара с помощью впрыска

При достижении номинальной температуры свежего пара

Регулятор непрерывной продувки

Поддержание заданного расхода непрерывной продувки

После включения котла в магистраль

Регулятор общего воздуха

Поддержание заданного избытка воздуха в топке

Регулятор расхода первичного воздуха

Поддержание заданного расхода первичного воздуха

После перехода на сжигание пыли

Регулятор разрежения в топке

Поддержание разрежения в топке

С розжигом котла

Приложение 3

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ РЕЖИМОВ ПУСКА И ОСТАНОВА КОТЛА

Ранее, как известно, предлагалось при заполнении неостывшего котла контролировать температуру воды перед барабаном, которая не должна отличаться более чем на 40 °С от температуры металла низа барабана. Однако выполнить это требование можно лишь в случае, если первая порция воды направляется помимо барабана. Существующие схемы подачи воды в барабан котла обычно такой возможности не предусматривают. Тем не менее при разработке схемы контроля за температурным состоянием барабана решено измерение температуры воды перед барабаном сохранить; также сохранен и контроль за температурой насыщения.

Заполнение барабана для гидроопрессовки запрещается, если температура металла верха опорожненного барабана превышает 140 °С.

Приводимые в заданиях по растопкам котла из различных тепловых состояний графики носят конкретный характер: отработка пусковых режимов проводилась на котле ТПЕ-430 ТЭЦ с поперечными связями; графики распространяются и на котлы других типов.

Рис. 9 . Распределение температур по тракту пароперегревателя:

В зависимости от применяемой технологии остановы котла подразделяются на следующие группы:

останов котла в резерв;

останов котла в длительный резерв или ремонт (с консервацией);

останов котла с расхолаживанием;

аварийный останов.

Под остановом котла в резерв подразумевается укороченный останов с поддержанием уровня воды в барабане, в основном связанный с простоем не требующего ремонта оборудования на выходные дни. При останове продолжительностью более 1 сут давление в котле, как правило, снижается до атмосферного. При останове на срок более 3 сут рекомендуется поставить котел в целях консервации под избыточное давление от деаэратора или другого источника.

Технология останова котла принята максимально упрощенной и предусматривает разгрузку котла до 20 - 30 % на номинальных параметрах с последующим его погашением и отключением от магистрального паропровода.

Чтобы сохранить давление пара при останове, задвижки продувки котла в атмосферу не открываются. Требование, содержащееся в «Объеме и технических условиях на выполнение технологических защит теплоэнергетического оборудования электростанций с поперечными связями и водогрейных котлов» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1987), об открытии задвижек продувки при остановах котла пересмотрено и при перечислении действий, выполняемых технологической защитой, эта операция не упомянута (Циркуляр № Ц-01-91/Т/ «О внесении изменений в схемы технологических защит теплоэнергетического оборудования действующих ТЭС» - М.: СПО ОРГРЭС, 1991).

Достаточно ограничиться дистанционным управлением задвижек продувки.

При выводе оборудования в длительный резерв или ремонт данной Типовой инструкцией предусматривается консервация его гидразином с аммиаком в режиме останова котла. Возможны и другие способы консервации.

Останов с расхолаживанием котла и паропроводов применяется при необходимости ремонта поверхностей нагрева в топке, газоходах, теплом ящике. С погашением котла тягодутьевые машины остаются в работе на весь период расхолаживания. Расхолаживание барабана паром соседнего котла (через перемычки) выполняется как без поддержания уровня воды в барабане (в настоящей Типовой инструкции в качестве примера приведен такой режим), так и с поддержанием уровня. В последнем случае подача пара на расхолаживание осуществляется только в верхние коллекторы барабана. С помощью РРОУ регулируется темп снижения давления пара, сбрасываемого сначала в коллектор собственных нужд, затем в атмосферу.

Темп снижения давления пара должен выдерживаться таким образом, чтобы не превысить допустимую скорость понижения температуры нижней образующей барабана, которая при останове составляет [↓Vt] = 20 °С/10 мин. Разность температур между верхней и нижней образующими барабана при этом не должна превышать [ Dt] = 80 °С.

Приложение 4

ОБЪЕМ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТРОЛЯ

Контроль за температурным режимом пароперегревателя при пусках котла целесообразно осуществлять штатными гильзовыми термоэлектрическими термометрами, установленными на выходе из отдельных ступеней, отказавшись от измерений с помощью витковых термоэлектрических термометров. В пусковых режимах в первую очередь необходимо обеспечить контроль за температурой пара в первых ступенях пароперегревателя как наиболее теплонапряженных поверхностях нагрева в таких режимах, а также за температурами пара на выходе из котла по обоим потокам. Указанные измерения рекомендуется вывести на автоматическую регистрацию наряду с существующей регистрацией температуры металла барабана. Последняя должна быть приведена в соответствие с требованиями приложения разд. 1.6 «Сборника распорядительных документов по эксплуатации энергосистем (Теплотехническая часть). Часть 1.» М.: СПО ОРГРЭС, 1991:

сокращено количество измерений температур по барабану верх-низ до шести: по центру и в крайних сечениях;

предусмотрено измерение температур насыщения установкой гильзовых либо поверхностных термопар на пароотводящей и водоопускной трубах барабана;

предусмотрено измерение температур питательной воды за экономайзером (для контроля при заполнении барабана).

Перед растопкой котла осмотреть все основное и вспомогательное оборудование и подготовить его к пуску в соответствии с инструкциями по эксплуатации. При этом необходимо убедиться в:

Окончании всех работ на оборудовании и закрытии нарядов-заказов, снятии заглушек, завершения уборки на всем оборудовании, лестницах и площадках;

Исправном состоянии телефонной связи, рабочего и аварийного освещения рабочих мест- щитов управления;

Наличии противопожарного инвентаря на всех контрольных постах, готовности схем пожаротушения.

В оперативном журнале начальнику смены котельного цеха необходимо сделать запись о времени начала пусковых операций.

Предупредить о предстоящей растопке котла:

Начальника смены электроцеха - для подготовки к сборке схем электродвигателей вспомогательного оборудования;

Начальника смены химического цеха - для подготовки к анализам питательной и котловой воды, пара, конденсата, газа в газопроводе, к увеличению расхода обессоленной воды;

Начальника смены цеха тепловой автоматики и измерений - для подготовки к включению средств измерений, регулирования, защит и блокировок и сигнализации;

Начальника смены топливно-транспортного цеха - для подготовки к бесперебойному обеспечению топлива.

Дежурному персоналу цехов проверить:

Запас обессоленной и химически очищенной воды в баках и ее качество;

Готовность к работе узла дозирования фосфатов и едкого натра;

Запас мазута в баках, его подогрев и готовность оборудования мазутного хозяйства к подаче мазута в котел;

Дежурному персоналу электроцеха в соответствии с инструкциями по эксплуатации электрической части оборудования собрать рабочие электрические схемы электродвигателей собственных нужд котла. Опробовать в испытательном положении электродвигатели 6 кВ.

Дежурному персоналу котельного цеха:

Собрать схему газовоздушного тракта котла;

Собрать схему пожаротушения воздухоподогревателя;

Установить на всех горелках тарированные мазутные форсунки;

Собрать схему мазутопроводов в пределах котла, подготовить трубопровод подачи пара на продувку мазутных форсунок и распыл мазута (если мазут - основное или растопочное топливо);

Подготовить к включению тягодутьевое оборудование котла,

Выполнить согласно местным инструкциям при работе на твердом топливе необходимые подготовительные работы по подаче его в горелки котла.

В оперативных журналах котельного цеха записать результаты проверки.

Собрать схему для заполнения котла водой. Заполнять для опрессовок (после производства ремонтных работ) и растопок через нижние камеры водяного экономайзера, подав воду из подпиточного коллектора, либо насосами подпитки котлов из баков запаса добавочной воды (рис. 3). Произвести опрессовку.

Открыть воздушники и установить растопочный уровень воды, в барабане. Убедиться, что уровень не снижается. При этом допускается держать открытыми первые по ходу воды дренажные вентили для упрощения последующих ручных операций по продувке нижних точек при растопке котла.

Рис. 3. Схема заполнения котла добавочной водой:

1 - баки запаса добавочной воды; 2 - насосы баков запаса добавочной воды; 3 - деаэратор подпитки котлов; 4 - насосы подпитки котлов; 5 - основная линия добавка обработанной воды; 6 - деаэратор 0,6 МПа; 7 - линия консервации котлов; 8 - сторона всасывания ПЭН; 9 - к нижним точкам экранов и водяным экономайзерам котлов

При сборке схемы

открыть:

Продувки котла в атмосферу;

Дренаж перед главной паровой задвижкой;

Дренажи пароперегревателя;

Задвижку (вентиль) на линии рециркуляции «барабан-экономайзер»;

закрыть (проверить на закрытие):

Главную паровую задвижку - и ее байпас;

Запорную и регулирующую арматуру поверхностного пароохладителя;

Паровые задвижки на линии подачи пара к растопочному паропроводу.

Включить в работу тягодутьевые машины и другое вспомогательное оборудование котла в соответствии с требованиями местных инструкций.

Провентилировать газовоздушный тракт котла в течение 10 мин с расходом воздуха не менее 25 % номинального.

2. Пуск котла

Растопить котел, включив в работу растопочные горелки. Расход топлива установить на уровне 10 % номинального.

При появлении (примерно через 20 мин после розжига) избыточного давления закрыть воздушники котла.

Продуть верхние водоуказательные приборы при давлении 0,1 МПа

Сверить показания сниженных указателей уровня с водоуказательными приборами

При давлении в барабане 0,4 - 0,5 МПа увеличить расход топлива до 15 % номинального.

При давлении в барабане 0,5 МПа приступить к первой продувке нижних точек. Повторную продувку выполнить при давлении 3,0 - 4,0 МПа. Продолжительность продувки каждого коллектора до 2 мин.

При давлении в барабане 1,0 МПа включить непрерывную продувку, открыв ее регулирующий клапан.

Увеличить согласно графику-заданию расход топлива примерно до 20 % номинального, подключив к работе следующую группу горелок.

Контролировать температуру перегретого пара по тракту. При температуре, превышающей допустимые значения 1 , приостановить нагружение по топливу и задействовать устройство для регулирования температуры перегретого пара.

Нагружение котла по топливу перед заключительным этапом проводить согласно графику-заданию примерно в следующем темпе: 20; 25; 30 % номинального расхода топлива по 15 мин в каждом интервале. - установить прикрытием клапана непрерывной продувки требуемый расход котловой воды из выносных циклонов, убедившись в стабилизации показателей качества питательной и котловой воды, насыщенного и перегретого пара на уровне нормируемых.

Итог: защита практической работы.

И повышение нагрузки до заданной. Рассмотрим их применительно к наиболее современному оборудованию - блочным установкам. В течение первого этапа производится «сборка» схем водопарового, топливного и газовоздушного трактов, подготавливаются все механизмы и системы, производятся набор вакуума в конденсаторе турбины, предпусковая деаэрация питательной воды и т. п. Барабанный котел в зависимости от его состояния заполняется водой. При этом уровень в барабане с учетом «набухания» при растопке уста - иавливается ниже нормального. Прямоточный котел заполняется водой при всех растопках, кроме растопки из состояния горячего резерва. При отсутствии избыточного давления в котле одновременно с заполнением водой из него вытесняется воздух. На прямоточном котле устанавливается заданный растопочный расход питательной воды и прикрытием клапана Др1 (при закрытой ВЗ), ее давление повышается до рабочего. При растопке котла из горячего состояния первоначально устанавливается пониженный расход питательной воды (10-15% номинального), что позволяет плавно охладить тракт котла до ВЗ, ВЗ и ВС. Растопочный расход воды устанавливается после повышения давления перед ВЗ. Сброс воды из ВС осуществляется в Р20 и далее в дирководовод (рис. 23.8, 6). Открытием ПСБУ пароперегреватель прямоточного котла ставится под вакуум (кроме случая растопки из состояния горячего резерва). Эта же операция производится на барабанном котле при отсутствии в нем избыточного давления, что способствует замедлению роста температуры насыщения в барабане при растопке. В тех случаях, когда ПСБУ первоначально остается закрытым, его открытие производят лишь после розжига топки, исходя из поддержания постоянного давления свежего пара, сохранившегося к этому времени.

В период простоя котла, несмотря на принятие мер, указанных в § 23.5, возможно скопления влаги в отдельных ступенях пароперегревателя. Кроме того, на прямоточном котле вследствие неплотности ВЗ и ДрЗ возможно скопление воды в трубопроводе и первой поверхности нагрева за ВЗ. Это создает опасность «выталкивания» влаги в горячие коллекторы котла при его растопке, что может привести к их растрескиванию. На барабанном котле это приводит к ускорению роста давления в барабане в начальный период растопки, что в свою очередь ограничивает допустимую форсировку топки. Открытие ПСБУ, сообщающее пароперегреватель с конденсатором, способствует ускорению выпаривания влаги из труб при растопке котла.

После включения тягодутьевых механизмов, вентиляции газовоздушного тракта и подготовки топливоподающих устройств производится розжиг горелок (включают растопочные мазутные форсунки или газовые горелки). Для равномерного обогрева экранов по периметру топочной камеры, уменьшения локальных тепловых нагрузок, а на барабанном котле - одновременного развития циркуляции во всех экранах розжиг рекомендуется вести на возможно большем количестве форсунок (горелок) при минимально допустимом расходе топлива на каждую из них. Испытания показали, что для действующих типов отечественных барабанных и прямоточных котлов расход топлива в первый период их растопки не должен превышать 20% номинального. При таком расходе температура стенок труб пароперегревательных поверхностей нагрева даже в безрасходном режиме не превышает допустимого значения. При пуске блока из холодного или неостывшего состояния начальный расход топлива устанавливают на уровне 12-15% номинального. На барабанном котле такой расход топлива обеспечивает достаточно быстрое развитие циркуляции в экранах, и в то же время темп роста давления в барабане не превышает допустимого значения (при использовании выхлопа пара из барабана в атмосферу или при сливаемой конструкции пароперегревателя). Независимо от типа котла указанный расход топлива обеспечивает паропроизводительность, достаточную для прогрева паропроводов.

При пуске из горячего состояния расход топлива в начальный период устанавливают на уровне 20% номинального, а при наличии расхода пара через пароперегреватель - дополнительно увеличивают, исходя из достижения требуемых температур свежего и вторично-перегретого пара.

После установления начального расхода топлива на прямоточном котле расход питательной воды и давление среды перед ВЗ поддерживаются постоянными. При повышении давления среды в Р20 до 0,4-0,5 МПа пар из него отводится в деаэратор, а при достижении заданного качества сбросной воды производится замыкание цикла (сброс воды из Р20 переключается с циркуляционного водовода на конденсатор). Барабанный котел в рассматриваемый период растопки периодически подпитывается водой от соседних блоков (рис. 23.7, И, 13) для поддержания допустимого уровня воды. На котлах с экономайзером кипящего типа режим с периодической подпиткой или небольшим постоянным расходом воды в ряде случаев приводит к существенным теплогидравлическим неравномерно - стям. При этом по отдельным водоперепуск - ным трубам возможно поступление в барабан среды с более высокой энтальпией (вплоть до перегретого пара). Для исключения этого поддерживают заданные температуры среды в промежуточном сечении и на выходе из экономайзера соответствующим расходом воды, а в случае роста уровня в барабане увеличивают продувку.

После установления начального расхода топлива на барабанном котле постепенно увеличиваются расход и параметры свежего пара, а на прямоточном котле- температура среды перед ВЗ (t"B3). Последняя позволяет судить о сухости среды, поступающей в ВС. Из результатов испытаний следует, что при сухости 8-10% (*,вз=250-к-270°С) ВС уже может работать достаточно эффективно и, следовательно, можно приступить к подключению пароперегревателя. Эта операция осуществляется постепенным открытием клапана ДрЗ (ступенями по 10-15% с выдержками по 2-3 мин). В процессе подключения пароперегревателя температура металла труб в зоне обогрева снижается. Параллельно с этим температура пара на выходе из котла постепенно повышается, что определяется ростом коэффициента теплоотдачи а2 с увеличением расхода пара. Поскольку на рассматриваемой стадии пуска клапан Др2 еще полностью от - --крыт, часть пара из ВС вместе с водой («проскок» пара) продолжает сбрасываться в Р20. Поэтому следующей операцией является прикрытие клапана Др2. Эта операция производится исходя из обеспечения отвода всей влаги из ВС с некоторым небольшим «проскоком» пара (около 5% расхода сбросной среды), что способствует повышению эффективности работы ВС. В дальнейшем по мере роста сухости среды в ВС клапан Др2 дополнительно прикрывается, вплоть до полного закрытия при появлении перегретого пара перед ВЗ, что свидетельствует о переходе котла с сепараторного режима работы на прямоточный.

По мере увеличения расхода пара через пароперегреватель происходит прогрев главных паропроводов. Сброс пара из них осуществляется через ПСБУ и дренажи тупиковых участков. Обычно прогрев ведут до достижения температуры пара перед ЦВД турбины примерно на 100"С выше температуры ее паровпускной части. На блоках, оснащенных РОУ (см. рис. 23.7), прогрев системы промперегрева производится путем подвода свежего пара в ХПП со сбросом его в конденсатор из ГПП. К этому прогреву приступают лишь тогда, когда температура пара перед РОУ начинает превышать температуру выхлопной части ЦВД турбины, что позволяет избежать ее охлаждения. Окончание прогрева ГПП определяется исходя из достижения температуры пара перед ЦСД турбины на 50-80*С выше температуры ее паровпускной части. На моноблоках СКД 300 и 500 МВт в пусковых схемах РОУ не предусматриваются (рис. 23.8) и ведется так называемый «совмещенный» прогрев системы промперегрева. При этом открытием регулирующих клапанов производится толчок ротора турбины, и его частота вращения повышается до 800-1000 об/мин. Свежий пар проходит через ЦВД турбины, систему промперегрева и сбрасывается из ГПП в конденсатор прн закрытых клапанах ЦСД турбины. Как следует из испытаний, при такой низкой частоте вращения работа роторов среднего и низкого давлений без протока пара вполне допустима. Вместе с тем, поскольку работает только ЦВД турбины, расход пара достаточно велик и обеспечивается быстрый прогрев системы промперегрева. Иногда для дополнительного увеличения расхода пара через систему промперегрева ухудшают вакуум в конденсаторе турбины.

Существует группа режимов, при которых пуск блоков может осуществляться без прогрева паропроводов. К их числу прежде всего относятся пуски из горячего состояния. Кроме того, в зависимости от состояния тепловой изоляции пуски блоков после простоев в течение 1-2 сут также могут проводиться без прогрева системы промперегрева. Критерием допустимости таких режимов является снижение температур пара не более чем на 20-30*С по сравнению с температурами паровпускных частей турбины.

В процессе завершения прогрева производится подрегулировка расхода топлива исходя из установления паропроизводительности котла, достаточной для обеспечения начальной нагрузки турбогенератора около 5% номинальной. При пусках из холодного и неостывшего состояний стремятся расход топлива устанавливать на минимальном уровне, так как при этом облегчается обеспечение требуемых низких температур свежего и вторично-перегретого пара. Напротив, при пуске из горячего состояния расход топлива увеличивают вплоть до допустимого верхнего предела (при однобайпасной схеме - 30% номинального), исходя из обеспечения температур пара, близких к номинальным.

Перед толчком ротора турбины включают в работу пусковые впрыски и устанавливают требуемую температуру свежего пара. При этом на прямоточном котле клапаном Др4 на линии рециркуляции воды в деаэратор устанавливают давление перед клапанами пусковых впрысков на 1,5-2,0 МПа больше, чем давление свежего пара. На барабанном котле дополнительно устанавливают заданные температуры пара за отдельными ступенями пароперегревателя. На отдельных блоках 200 и 300 МВт температуру вторично-перегретого пара регулируют паровыми байпасами. На блоках больших единичных мощностей (500, 800, 1200 МВт) паровые байпасы отсутствуют и используются только пусковые впрыски в ГПП, которые вводятся в работу перед включением турбогенератора в сеть. В период повышения частоты вращения ротора турбогенератора, его синхронизации и включения в сеть паропроизводительность котла и температура свежего пара поддерживаются постоянными. В этот же период по тем же причинам, что и при подключении пароперегревателя. температура вторично-перегретого пара постепенно возрастает.

Особенно резкий рост ее происходит при включении турбогенератора в сеть, когда расход пара через систему промперегрева почти удваивается. Именно по этой причине важно заблаговременно включить в работу средства регулирования температуры вторично-перегретого пара. На блоках с прямоточными котлами в период до синхронизации турбогенератора ПСБУ не прикрывают, и вследствие падения давления свежего пара открываются (и прогреваются) все регулирующие клапаны турбины. На блоках с барабанными котлами прикрытием ПСБУ поддерживают постоянное давление свежего пара, что улучшает условия работы барабана и регулирования температуры пара. После включения турбогенератора в сеть ПСБУ закрывают, и блок принимает начальную нагрузку.

Третий этап пуска (нагружение) блока сопровождается прогревом его деталей от начальной температуры до конечной, соответствующей работе блока на номинальном режиме. Стремление сократить продолжительность нагружения приводит к быстрому прогреву деталей, что влечет за собой образование в них высоких разностей температур. Например, при прогреве стенки толщиной h со скоростью V, °С/мин, перепад температур по толщине стенки

Где а - температуропроводность стали, мг/ч.

При прогреве стенки с постоянной скоростью V температурные напряжения в стенке ekt линейно связаны с перепадом температур:

Сд, = Ao. ELt, (23.6)

Где а - коэффициент линейного расширения; Е ■- модуль упругости металла; А - коэффициент пропорциональности.

Отсюда следует, что наибольшие перепады температур и максимальные температурные напряжения возникают в массивных толстостенных деталях, таких как корпуса и роторы турбины, барабан и коллекторы котла, арматура на главных паропроводах. При этом на обогреваемой поверхности детали, как правило, образуются напряжения сжатия, а на необогреваемой - растягивающие напряжения. После завершения прогрева детали температурные напряжения уменьшаются до нуля, а иногда даже меняют знак. Напряжения обратного знака возникают в детали при снижении температуры пара или при останове блока. При многократном повторении пускоостановочных режимов происходит циклическое изменение напряжений, что может быть причиной появления трещин из-за термоусталости металла. Число циклов N до появления трещин зависит от многих факторов, но в основном определяется размахом изменения напряжений в цикле До=<гМакс-Омин. Величина N обратно пропорциональна квадрату До. Допустимые напряжения в деталях блока зависят от расчетного числа пускоостановочных режимов за срок службы блока. В свою очередь эти напряжения определяют допустимые скорости прогрева деталей блока.

С учетом изложенного нагружение блока необходимо вести со строгим соблюдением заданного темпа нарастания параметров свежего и вторично-перегретого пара. В качестве примера на рис. 23.10 приведен график-задание пуска моноблока 300 МВт после простоя в течение 60-90 ч. На графике видно, что в зависимости от исходного теплового состояния цилиндров турбины (^цвд" ^цсд) ДОЛЖНЫ выдерживаться различные графики нарастания температур свежего (/п. п) и вторич - но-перегретого (tBT) пара, обеспечивающие наиболее надежный режим нагружения тур-

Бины. Такой же режим, естественно, должен обеспечиваться и на блоках с барабанными котлами. До нагрузки 25-30% номинальной используются только пусковые средства регулирования температур пара. Затем включаются постоянные средства регулирования, а пусковые либо отключаются, либо используются для тонкой подрегулировки температуры пара.

Давление свежего пара нарастает по скользящему режиму. Конкретная реализация последнего, однако, зависит от особенностей оборудования. Так, на блоках с барабанными котлами, оснащенными настенными радиационными ступенями пароперегревателя и кипящими экономайзерами (например, типа ТГМ-94), принят график ускоренного повышения давления свежего пара. После включения в сеть турбогенератора его регулирующие клапаны устанавливаются в такое положение, при котором уже к нагрузке 40-50% номинальной давление свежего пара повышается до номинального. При этом основные затраты теплоты на аккумуляцию в среде и металле труб происходят при пониженном уровне температур среды, и в процессе достаточно быстрого нагружения удается обеспечить допустимую температуру металла труб радиационного пароперегревателя. Кроме того, с ростом давления при низких нагрузках улучшаются теплогидравлические характеристики кипящего экономайзера. Аналогичный режим применяют и на блоках с прямоточными котлами СКД - Различие лишь в том, что номинальное давление свежего пара здесь достигается при нагрузке около 60% номинальной и определяется это пропускной способностью пускового узла котла. При этой нагрузке и номинальном давлении свежего пара открывают ВЗ. Эту операцию называют переводом котла на номинальное давление. На блоках 200 МВт с барабанными и прямоточными котлами после включения турбогенератора в сеть регулирующие клапаны турбины открывают полностью и номинальное давление свежего пара достигается лишь при номинальной нагрузке. Однако на блоках с прямоточными котлами пропускная способность ВС и его арматуры не более 60% номинальной нагрузки. Поэтому при ее достижении давление свежего пара перед турбиной повышают до номинального, одновременно повышая температуру свежего пара, исходя из сохранения неизменной температуры за регулирующими клапанами турбины. Затем открывают ВЗ и котел переводят на номинальное давление.

На котлах, предназначенных для сжигания твердого топлива, при нагрузках выше 15- 30% номинальный котел переводят на твердое топливо и постепенно сокращают расход растопочного топлива. После взятия заданной нагрузки блока элементы пусковой схемы, используемые только при пусках и остановах, отключаются и с электроприводов соответствующей арматуры снимается напряжение.

Растопка неблочных котлов производится аналогично изложенному с исключением операций, определяемых спецификой блока.

Особняком стоит режим растопки прямоточного котла из состояния горячего резерва. Проведение такого режима на котлах СКД допускается, если в период простоя давление свежего пара сохранилось на уровне выше критического. На котлах ДКД требуется, чтобы запас до кипения воды на входе в НРЧ котла был не ниже 15°С. В противном случае, как следует из опыта эксплуатации, в процессе растопки котла возможны значительные повреждения экранов НРЧ, вызванные неравномерным распределением среды по трубам (как по расходу, так и по энтальпии). При соблюдении указанных условий растопка котла проводится по принципу быстрого ввода в режим нормальной работы. Поскольку в период простоя «законсервированного» котла параметры среды по тракту мало изменяются, при растопке устанавливается растопочный расход питательной воды и в течение 2-3 мин включаются мазутные форсунки (горелки) с расходом топлива, пропорциональным расходу воды. При этом вследствие некоторого отставания расхода топлива температура свежего пара снижается (на 30-50°С), а затем восстанавливается на номинальном уровне. Открытием ПСБУ давление свежего пара поддерживается постоянным. При четком проведении операций длительность такой растопки котла составляет 15-20 мин.

На ряде блоков, особенно предназначенных для эксплуатации в режиме покрытия переменного графика электрических нагрузок, их пуск производится под воздействием автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). На современных установках эти системы обеспечивают не только автоматическое регулирование заданных процессов, но и проведение дискретных операций с помощью устройств логического управления (УЛУ). Эти устройства включают и отключают механизмы собственных нужд, изменяют состояние (открыто, закрыто) запорной арматуры, включают (отключают) автоматические регуляторы, переключают регуляторы с одних исполнительных органов на другие, изменяют структурные схемы регуляторов и т. п. Перед каждой из операций УЛУ осуществляют контроль допустимости их проведения. При наличии АСУ ТП на оператора блока возлагаются:

1) выполнение подготовительных операций к пуску блока и выбор автоматически включаемых резервных механизмов;

2) наблюдение за работой оборудования и подмена отдельных автоматических регуляторов в случае выхода их из строя;

3) корректировка режима (при необходимости) путем воздействия на задатчики автоматических регуляторов;

4) проверка состояния оборудования после завершения отдельных этапов пуска блока и выдача команды на автоматическое выполнение следующего этапа.

Таким образом, АСУ ТП блока представляет собой совокупность технических средств управления и оперативного персонала, взаимодействующего с этими средствами.

Целью пусковых операций парового энергетического котла неблочной ТЭС является достижение номинальных параметров пара (давление и температура острого пара, а также его качество) и такой минимальной паропроизводительности, при которой котёл может устойчиво работать на общестанционный паровой коллектор.

Минимальная паропроизводительность котла зависит от его начального теплового состояния, от рабочих параметров котла, его мощности, а также от степени автоматизации и применяемой технологии пуска.

Особенность пуска котла неблочной ТЭС состоит в том, что пусковые операции на нём осуществляются независимо от операций, производимых на турбинах. При блочной компоновке оборудования операции по подъёму параметров на котле сопряжены с прогревом паропроводов острого пара вплоть до турбогенератора, а требуемые параметры пара зависят от теплового состояния турбины. В настоящее время пуски блоков осуществляют на «скользящих параметрах» пара.

Пусковые операции на котле начинаются с момента подачи команды ДИСа о пуске котла и считаются завершёнными при достижении номинальных параметров пара и минимальной паропроизводительности.

Режим пуска должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Должно обеспечиваться надёжное протекание внутрикотловых процессов, необходимых для равномерного прогрева всех элементов котла.

2. Скорость прогрева элементов котла не должна превышать величин, определяемых допустимыми температурными напряжениями в этих элементах.

3. Тепловые потери должны быть, по возможности, минимальными.

4. Должна быть обеспечена безопасность персонала и оборудования.

Рассмотрим более подробно вопрос о температурных напряжениях металла элементов котла .

В стационарных тепловых режимах эксплуатации котла перепад температур на стенках элементов котла невелик, поэтому температурные напряжения минимальны. В нестационарных режимах (пуски, остановы, изменения нагрузки) разности температур стенок значительно возрастают, что влечёт и увеличение температурных напряжений. В общем случае данные напряжения могут быть определены как

σ t = [β·Е/(1 – μ)]·Δt·К,

β – коэффициент линейного расширения материала;

Е – модуль упругости материала;

μ – коэффициент Пуассона;

Δt – разница температур между внутренней и наружной стенками;

К – коэффициент, характеризующий режим прогрева элемента:

· К = 1/3 для режимов стационарного теплообмена;

· К = 1/2 для режимов пуска;

· К = 1 для тепловых ударов.

В реальных условиях температурные напряжения определить невозможно. Это связано с целым рядом причин, например, с наличием отложений на внутренней поверхности труб и их шлакованием снаружи, с неравномерностью поля температур рабочего тела и газового потока и т.п. В этом случае вводят, так называемые, критерии безопасной эксплуатации , которые представляют собой:

Допустимые перепады температур в ответственных элементах котла;

Допустимые скорости прогрева (расхолаживания);

Допустимые пределы температур.

При эксплуатации котлов следует руководствоваться требованиями ПТЭ, ППБ, ПТБ, правилами Госгортехнадзора, требованиями заводских и типовых инструкций, местных должностных и производственных инструкций по техническому обслуживанию и эксплуатации основного и вспомогательного оборудования. Значения указанных критериев безопасной эксплуатации также регламентируются данными РД.

Пусковые операции, кроме того, регламентируются «Типовой инструкцией по пуску из различных тепловых состояний и останову парового котла ТЭС с поперечными связями», 1995 г.

Согласно данной инструкции, в зависимости от начального теплового состояния котла различают следующие виды пусков:

Из холодного состояния (давление в пароводяном тракте отсутствует, котёл и паропроводы полностью остывшие, соответствует останову котла на срок более 2 суток);

Из неостывшего состояния (в пароводяном тракте избыточное давление не более 13 ата, соответствует останову котла на 10 и более часов);

Из горячего состояния (в пароводяном тракте избыточное давление более 13 ата).

Следует отметить, что граничное давление 13 ата выбрано исходя из параметров пара в общестанционном паровом коллекторе. При этом подразумевается, что при пуске из горячего состояния продувочный пар сразу же можно направлять на растопочную РОУ.

При пусках следует придерживаться следующих общих принципов:

1. Пуск котла включает три этапа:

Подготовительный этап;

Розжиг котла и подъём параметров;

Включение котла в общестанционный паровой коллектор.

Для оптимизации и качества выполнения подготовительных операций должны использоваться графики пуска, которые регламентируют последовательность выполнения операций, время на проведение той или иной операции и лицо, ответственное за выполнение данной операции. Данные графики позволяют определить выполнение подготовительных операций для любого момента времени.

С момента растопки котла и до момента вывода его на номинальные параметры пара оперативный персонал должен руководствоваться, так называемым, графиком – заданием пуска, который представляет собой кривую изменения давления в барабане, сопряжённую с графиком температуры перегретого пара, с указанием моментов форсировки топок и параметров для проведения профилактических мероприятий (продувок, включения пробоотборных точек, подключения РРОУ и т.п.). Графики – задания и сетевые графики должны разрабатываться из всех тепловых состояний котла.

t мет

2. Начальный расход топлива при пусках из холодного состояния должен составлять примерно 10 % от номинального. При этом, т. к. данный расход топлива лежит в зоне нечувствительности расходомеров газа (мазута), контроль количества подаваемого топлива должен вестись по максимальной температуре газов на выходе из топки, которая, например, для котлов сверхвысокого давления должна быть не ниже 420 – 440 о С по условиям равномерности поля температур газов и обеспечения достаточной скорости прогрева элементов и не выше 540 о С по условиям надёжного охлаждения пароперегревателя при малом теплосъёме с паровой стороны.

3. При пусках из неостывшего и горячего тепловых состояний начальный расход топлива должен составлять 15 – 20 % от номинального, а максимальная температура газов на выходе из топки должна быть на 10 – 30 о С выше максимальной температуры металла пароперегревателя, с тем, чтобы в первоначальный момент времени не произошло снижение давления перегретого пара.

4. Замедленный рост начального давления пара, при пусках их холодного состояния, должен обеспечиваться за счёт полного открытия продувки пароперегревателя, дополнительной продувки из рассечки пароперегревателя и полного открытия воздушников с парового тракта котла и с паропроводов. При этом следует добиваться как можно более медленного роста давления пара при относительно быстром росте паропроизводительности, что обеспечит хорошую вентиляцию барабана, «дыхание» котла.

5. Скорость прогрева барабана котла должна контролироваться по скорости увеличения температуры металла нижней образующей барабана, которая не должна превышать 30 о С за 10 мин.

Ввиду сложности регулирования скорости увеличения температуры металла нижней образующей барабана за счёт расхода топлива или величины продувки пароперегревателя, рекомендуется моменты форсировки топок отражать в графике – задании пуска. При этом должны использоваться растопочные форсунки. В этом случае количество подаваемого в топку топлива в моменты форсировок могут регламентироваться количеством зажжённых форсунок и давлением перед ними.

Прогрев барабана не является обязательной операцией при условии соблюдения вышепринятых рекомендаций, поскольку в этом случае критерий безопасности по разнице температур верхней и нижней образующих барабана (60 о С) В других случаях для выравнивания температурного поля металла барабана и обеспечения заданного графика подъёма давления в барабане пуск котла может осуществляться с прогревом барабана от стороннего источника.

6. Котёл считается не заполненным, если уровень воды в барабане ниже растопочного.

Водяной тракт котла должен заполняться деаэрированной водой, при этом разность температур воды и металла барабана на должна превышать 40 – 60 о С. Разность температур металла верхней и нижней образующих барабана после его заполнения не должна превышать 80 о С. Не допускается заполнение барабана при температуре металла барабана выше 160 о С. Не допускается гидроопрессовка пароводяного тракта котла, если температура металла нижней образующей барабана превышает 150 о С.

Заполнение котла должно вестись медленно, особенно в первые минуты. При этом должна строго контролироваться разность температур металла правой и левой образующих барабана, верхней и нижней образующих барабана.

Наиболее рациональным считается заполнение водяного тракта котла через нижние коллектора экранов, а именно через дренажную систему, что способствует более качественному вытеснению воздуха из водяного тракта.

7. Продолжительность периодических продувок из нижних точек экранов при пусках и остановах должна составлять от 1,5 до 3 мин. При стационарных режимах работы котла частота выполнения продувок и время их проведения регламентируется персоналом химического цеха (обычно не менее 1,5 мин. 1 раз в 2 – 3 суток для каждого экрана).

Для повышения эффективности проведения периодических продувок в нижних коллекторах экранов рекомендуется устанавливать шламоотборники или выполнять дополнительные дренажные линии.

На котлах неблочных ТЭС при соблюдении вышеперечисленных требований практически не требуется регулирование температуры перегретого пара в период растопки вплоть до момента подключения котла к общестанционному коллектору острого пара.

Аварийные впрыски используются крайне редко. При этом их использование для регулирования температуры перегретого пара должно осуществляться по согласованию с персоналом химического цеха.

Подключение штатных впрысков осуществляется при достижении номинальной температуры пара. При использовании штатных впрысков необходимо максимально загружать первые по ходу пара впрыски и подключать, при необходимости, следующие.

Следует отметить также, что при простое котла в резерве более трёх суток перед пуском должны быть опробованы защиты и блокировки с предварительной прокруткой защитной арматуры и контролем её исправности по месту.

8. Для упрощения пусковых операций РРОУ должно содержаться в горячем резерве. Это означает, что РРОУ с высокой стороны (паропроводы от котла до задвижки на входе в РРОУ) должно прогреваться паром от котла, а с низкой стороны (паропроводы от задвижки на входе в РРОУ до парового коллектора собственных нужд ТЭС) – паром от КСН.

Качество проведения пусковых операций должно оцениваться, необходимо принимать соответствующие меры к устранению возникающих неполадок. С этой целью оперативный персонал заполняет соответствующие ведомости, в которые вносятся критерии безопасной эксплуатации и основные положения об организации пусков котлов.

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ
И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»

РД 34.26.514-94

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ОРГРЭС

Москва 1995

РАЗРАБОТАНО АО «Фирма ОРГРЭС»

ИСПОЛНИТЕЛЬ В.В. ХОЛЩЕВ

УТВЕРЖДЕНО РАО «ЕЭС России» 14.09.94 г.

Первый вице-президент В.В. КУДРЯВЫЙ

РД 34.26.514-94

Срок действия установлен

с 01.01.1995 г.

до 01.01.2000 г.

При эксплуатации котла следует руководствоваться требованиями:

заводских инструкций по эксплуатации котла;

местных инструкций по техническому обслуживанию и эксплуатации котла и вспомогательного оборудования;

местных должностных инструкций;

предписаний природоохранных органов, рекомендаций наладочных и научно-исследовательских организаций.

. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основные принципы организации режимов пуска и останова котла изложены в приложении .

Объем температурного контроля приведен в приложении .

. ПУСК КОТЛА ИЗ НЕОСТЫВШЕГО СОСТОЯНИЯ

Момент включения

Понижение уровня воды в барабане котла

Повышение уровня воды в барабане котла ( II предел)

Погасание факела в топке

При нагрузке 30 % номинальной

Понижение давления газа после регулирующего клапана

С открытием газовой задвижки к любой горелке

Понижение давления мазута после регулирующего клапана

С открытием мазутного вентиля к любой горелке

Понижение давления масла в системе смазки мельниц с прямым вдуванием при его централизованной подаче

Отключение всех вентиляторов первичного воздуха

То же

Отключение всех мельничных вентиляторов при транспортировании пыли сушильным агентом от этих вентиляторов

-»-

Потускнение пылеугольного факела в топке

-»-

Отключение всех дымососов

С открытием топливной запорной арматуры к любой растопочной горелке

Отключение всех дутьевых вентиляторов

То же

Отключение всех РВП

-»-

Невоспламенение или погасание факела любой растопочной горелки

-»-

Приложение 2

ПОРЯДОК ВКЛЮЧЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ ПРИ ПУСКЕ КОТЛА

Функция при пуске

Момент включения

Растопочный регулятор уровня воды в барабане

Поддержание постоянного уровня

После перехода на регулирующий клапан на байпасе диаметром 100 мм узла питания

Регулятор уровня воды в барабане

То же

После перехода на основной РПК

Регулятор топлива

Поддержание расхода топлива в соответствии с заданием

В соответствии с местными инструкциями

Регулятор температуры свежего пара за котлом

Поддержание номинальной температуры свежего пара с помощью впрыска

При достижении номинальной температуры свежего пара

Регулятор непрерывной продувки

Поддержание заданного расхода непрерывной продувки

После включения котла в магистраль

Регулятор общего воздуха

Поддержание заданного избытка воздуха в топке

То же

Регулятор расхода первичного воздуха

Поддержание заданного расхода первичного воздуха

После перехода на сжигание пыли

Регулятор разрежения в топке

Поддержание разрежения в топке

С розжигом котла

Приложение 3

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ РЕЖИМОВ ПУСКА И ОСТАНОВА КОТЛА

В этом случае возможно сократить продолжительность продувки до 50 - 60 с с периодичностью один раз в 4 - 6 сут.

9 . В отличие от котлов блочной компоновки на котлах, подключаемых к магистрали, практически не требуется регулирования температуры свежего пара вплоть до выхода на номинальные параметры, после чего включается штатная система впрысков. Наличие специального пускового впрыска питательной воды не обязательно. На графиках-заданиях рост температуры свежего пара в процессе пуска условно изображен прямой линией.

10 . Одной из распространенных причин повреждений пароперегревателя является работа котла с неоптимальным распределением впрысков. Во-первых, при подборе регулирующих клапанов требуется обращать внимание не только на их диаметр, но и номер исполнения, от которого зависит расход собственного конденсата на впрыск. И, во-вторых, при регулировании необходимо придерживаться принципа максимального снижения температуры пара с помощью первого по ходу пара впрыска и минимального перепада температур с помощью конечного впрыска, вплоть до 0 (

12 . В зависимости от применяемой технологии остановы котла подразделяются на следующие группы:

останов котла в резерв;

останов котла в длительный резерв или ремонт (с консервацией);

останов котла с расхолаживанием;

аварийный останов.

13 . Технология останова котла принята максимально упрощенной и предусматривает разгрузку котла до 20 - 30 % на номинальных параметрах с последующим его погашением и отключением от магистрального паропровода.

Достаточно ограничиться дистанционным управлением задвижек продувки.

14 . При выводе оборудования в длительный резерв или ремонт данной Типовой инструкцией предусматривается консервация его гидразином с аммиаком в режиме останова котла. Возможны и другие способы консервации.

15 . Останов с расхолаживанием котла и паропроводов применяется при необходимости ремонта поверхностей нагрева в топке, газоходах, теплом ящике. С погашением котла тягодутьевые машины остаются в работе на весь период расхолаживания. Расхолаживание барабана паром соседнего котла (через перемычки) выполняется как без поддержания уровня воды в барабане (в настоящей Типовой инструкции в качестве примера приведен такой режим), так и с поддержанием уровня. В последнем случае подача пара на расхолаживание осуществляется только в верхние коллекторы барабана. С помощью РРОУ регулируется темп снижения давления пара, сбрасываемого сначала в коллектор собственных нужд, затем в атмосферу.

16 . Темп снижения давления пара должен выдерживаться таким образом, чтобы не превысить допустимую скорость понижения температуры нижней образующей барабана, которая при останове составляет [↓ V t ] = 20 °С/10 мин. Разность температур между верхней и нижней образующими барабана при этом не должна превышать [ D t ] = 80 °С.