При штатном пуске первый этап нагружения ГТУ выполняется при полностью прикрытом ВНА за счет повышения начальной температуры газов, второй этап нагружения осуществляется посредством открытия ВНА после достижения номинальной температуры газов за газовой турбиной.
Изменение параметров пара за котлом при типовом пуске ГТУ на котел-утилизатор с полностью открытой БРОУ ВД представлено на рис. 4. Как из него следует, скорость изменения температуры свежего пара при этом примерно соответствует скорости изменения температуры газов перед котлом и значительно превышает допустимые для котла и паровой турбины значения.
При увеличении на 13 мин продолжительности работы ГТУ при полностью прикрытом ВНА скорость подъема температуры свежего пара примерно соответствует скорости роста температуры газов перед котлом.
Процесс генерации пара начинается практически сразу после подачи топлива в ГТУ, а спустя примерно 4 мин начинается бурное набухание уровня в барабане ВД. В барабане НД этот процесс начинается спустя примерно 13 мин. Стабилизация уровня воды в барабане ВД происходит быстрее (примерно 10 мин), чем в барабане НД.
Регулирующие питательные клапаны включаются в работу (открываются) после окончания процесса набухания и стабилизации уровня воды в барабанах.
До этого момента барабаны не питаются. Однако опасность закипания воды в экономайзере ВД отсутствует, так как к моменту начала питания барабана ВД давление насыщения, соответствующее температуре газов перед экономайзером ВД, ниже давления в нем при закрытом регулирующем питательном клапане (более 10,0 МПа).
Снижение скорости подъема температуры выхлопных газов ГТУ за счет увеличения его продолжительности до 20 мин при полностью прикрытых ВНА снижает скорость подъема температуры свежего пара; она следует за графиком изменения температуры газов перед котлом. Изменение генерации пара ВД при этом носит монотонный характер, так как графики и открытия ВНА, и подъема температуры выхлопных газов совпадают.
Температура газов перед котлом является определяющей для температуры свежего пара, расход газов определяет только паропроизводительность контура ВД.
Рекомендуемый график пуска ГТУ, обеспечивающий допустимые скорости подъема температуры и давления пара ВД, продолжительностью около 30 мин показан на рис. 5. Стрелки на диаграммах рис. 5, а, б, в отмечают момент начала открытия ВНА.
Правилами технической эксплуатации и Правилами котлонадзора предписывается обязательная предпусковая вентиляция газового тракта за ГТУ и котлов. В ПГУ-450Т эта операция осуществляется выдержкой ГТУ на 600 - 700 об/мин в течение примерно 10 мин до подачи топлива в камеры сгорания. Раскрутка и выдержка ГТУ на этих оборотах осуществляются с помощью тиристорного пускового устройства (ТПУ).
Если котел-утилизатор пускается из холодного состояния, то никаких проблем, связанных с его вентиляцией, не возникает. Однако, если котел- утилизатор пускается из неостывшего или горячего состояния, то происходит захолаживание поверхностей нагрева, в первую очередь, пароперегревателя ВД.
На рис. 6, а показан пуск котла-утилизатора, в барабане ВД которого до начала пусковых операций сохранено давление 6,0 МПа, а в барабане НД 0,6 МПа, температура пара перед ГПЗ-1 составляла 440°С, а перед ГПЗ-2 (перед паровой турбиной) - 470°С. Из рисунка видно, что на 4-й минуте начинается конденсация пара в пароперегревателе ВД (показано пунктиром), которая продолжается примерно 8 мин и прекращается после подачи топлива в ГТУ. Давление пара в барабане при этом снижается.
Для исключения конденсации пара в пароперегревателе ВД при пуске котла-утилизатора из горячего или неостывшего состояния целесообразно предварительно открывать пуско-сбросные устройства и сбрасывать пар из котла в конденсатор, снижая его давление в барабане ВД до 0,2 МПа и ниже. На рис. 6, б показан такой пуск котла-утилизатора при сбросе давления в барабане ВД до 0,2 МПа, температура захолаживаемого пара ВД не достигает температуры конденсации.
Опасность конденсации пара в пароперегревателе НД отсутствует при пусках котла-утилизатора из любого теплового состояния.
Наиболее сложным является пуск модуля “ГТУ + котел-утилизатор” и подключение его к работающей паровой турбине. Число и сложность проводимых операций по подключению зависят от пропускной способности БРОУ ВД. Если ПГУ работает с одной ГТУ при номинальном режиме, то давление пара за работающим котлом составляет около 0,4 МПа при номинальной температуре пара. Подключение к работающему блоку пускаемой ГТУ и котла-утилизатора должно производиться, естественно, при одинаковом давлении и температуре пара ВД и НД. Если пропускная способность БРОУ ВД выбрана равной номинальной паропроизводительности котла при номинальном давлении (250 т/ч), как это сделано в ПГУ-450Т, то номинальная температура пара будет достигнута при номинальной температуре газов после ГТУ и полностью прикрытом ВНА. Однако давление пара ВД при этом будет превышать давление пара перед турбиной и потребуются дополнительные операции на турбине для выравнивания давлений.
С помощью математических экспериментов отработана технология подключения пускаемого котла к работающему, суть которой заключается в согласовании действий БРОУ ВД и регулирующих клапанов (РК) турбины: после выравнивания температуры пара ВД прикрытием РК выравнивается давление пара за обоими котлами и затем нагружается паровая турбина - сначала открытием РК, а затем ступенчатым прикрытием БРОУ ВД.
При пропускной способности БРОУ ВД, соответствующей объемному расходу пара при работе ПГУ с одной ГТУ, этих проблем не возникает, так как при выравнивании температуры пара ВД выравнивается и давление пара за котлами. Операция подключения сводится к открытию ГПЗ перед турбиной и последующему ступенчатому прикрытию БРОУ ВД (для нагружения турбины). Такой процесс показан на рис. 4.
Установлено, что подключение контура НД к работающей турбине не вызывает проблем. Из-за небольшого рабочего давления пара перепад давления между подключаемым и работающим котлом не превышает 0,2 - 0,3 МПа. Это позволяет открывать РУ НД в один прием.
Выполненное на стадии проектирования моделирование динамики ПГУ позволило разработать обоснованные алгоритмы управления блоком и решать вопросы, возникавшие при его освоении.
Список литературы
- Теплофикационная парогазовая установка Северо-Западной ТЭЦ/ Дьяков А. Ф., Березинец П. А., Васильев М. К. и др. - Электрические станции, 1996, № 7.
- Теплофикационная парогазовая установка Северо-Западной ТЭЦ Санкт-Петербурга. Статические характеристики / Дьяков А. Ф., Березинец П. А., Грибов В. Б. и др. - Электрические станции, 1996, № 12.
