Энергоблоки на сверхкритические параметры пара в Дании - Эксплуатация блоков СКД

Все энергоблоки СКД были сооружены в соответствии с принципом ‘‘разделенного комплекса” или “многоконтрактного соглашения”, при котором весь проект делится на несколько частей и каждая часть выставляется на тендер самостоятельно. Этот принцип имеет важные преимущества, так как он позволяет владельцу использовать опыт эксплуатации уже работающего оборудования и оборудования различных поставщиков.
Опыт эксплуатации как сверхкритических, так и суп ер критических блоков в целом положительный: коэффициент готовности всех установок в среднем составляет 90 - 94%. Важно отметить, что переход к сверхкритическим параметрам пара не повлиял на коэффициент готовности оборудования, и время между плановыми остановами на ремонт в настоящее время увеличено с 1 до 2 лет. Опыт эксплуатации важнейших узлов котельных и турбинных установок на блоках СКД приведен далее.

Котел.

Работа котлов является наиболее трудоемкой частью эксплуатации энергоблоков. Все котлы демонстрируют хорошие эксплуатационные характеристики, их КПД составляет 93 - 95%, что соответствует гарантиям поставщиков. Не обнаружено снижения экономичности котлов с увеличением срока их службы. Наиболее частой причиной аварийного останова котлов остается повреждение труб, вызванное эрозией летучей золы.

Основные термодинамические параметры датских блоков на сверхкритическое давление

Трубы экономайзера и настенных экранов работают надежно, не создавая эксплуатационных проблем. Несмотря на повышение температуры в связи с переходом на сверхкритические параметры, не наблюдалось увеличения повреждаемости труб. Кроме того, увеличение давления пара не повлекло роста повреждений труб пароперегревателя и промперегревателя. На блоке № 3 ТЭС Esbjerg, где температура свежего пара была выше, чем на остальных блоках СКД, не было обнаружено высокотемпературной коррозии.
Для котлов СКД с однократным перегревом пара типична очень низкая температура на холодном конце промперегрева. Это увеличивает тепловосприятие промежуточного пароперегревателя по сравнению с котлами докритического давления. Охлаждение больших трубных пучков промперегревателя является важнейшим при всех режимах работы блоков СКД, поэтому предохранительные клапаны на части высокого давления котла заменены байпасом высокого давления (БРОУ) со 100%-ным расходом. Благодаря этому даже при полной нагрузке блока возможен переход на работу только котла со сбросом в конденсатор. На одном из блоков клапаны байпаса высокого давления начинали сильно вибрировать при частичной нагрузке и пришлось затратить много сил для решения этой проблемы. Благодаря тесному сотрудничеству с производителями арматуры и после переделки паропроводов около клапанов проблема вибрации была решена.
Размол угля на блоке Esbjerg 3 осуществляется в барабанных мельницах, а на остальных блоках СКД - в среднеходных валковых мельницах. Барабанные мельницы отличаются высокими эксплуатационными качествами и низкими затратами на ремонт. Межремонтный период у них достигает 30 тыс. ч. Однако потребление энергии почти в 2 раза выше, чем у валковых мельниц, что является серьезным недостатком.
Необходимость получения пыли тонкого помола для систем малотоксичного сжигания увеличивает ремонтные расходы на среднеходных мельницах, однако после того как были несколько улучшены характеристики этих мельниц, оказалось, что останов мельницы для осмотра требуется проводить только после 10 тыс. ч работы. Утонение пыли приводит, кроме того, к некоторому снижению шлакования и уменьшает загрязнение, так как золовые частицы успевают в достаточной мере охладиться перед поступлением в первые пакеты пароперегревателя. Как правило, отмечается тенденция к снижению частоты обдувок экранных поверхностей, уменьшению количества шлака и соответствующему увеличению количества золы.
Па всех блоках СКД сжигаются каменные угли, поступающие из стран — экспортеров во всем мире. Конструкторы котлов должны учитывать диапазон возможных изменений характеристик. Смешение различных марок углей практикуется только в исключительных случаях для преодоления каких-либо эксплуатационных трудностей, но обычно довольно широкий диапазон отдельных характеристик не препятствует успешному сжиганию этих углей.
Качество питательной воды является важнейшим фактором успешной работы котлов и турбин при сверхкритических параметрах пара. Опыт с различными концепциями водоподготовки показал, что применение кислородного режима обеспечивает наиболее стабильную оксидную пленку и наилучший контроль переноса железа по пароводяному тракту котла. И, наконец, большое значение имеет обеспечение персоналом надежных измерений для получения достоверных данных, на базе которых принимается решение об останове энергоблока.

Турбина.

Если не считать серьезных проблем с вибрацией одной из турбогрупп в цилиндре высокого давления, все турбины СКД работали очень хорошо и высокое давление свежего пара не создавало до сих пор проблем с перетоками в ЦВД турбины. Во время капитального ремонта блока № 4 на ТЭС Studstrup в 1995 г.
при осмотре цилиндров высокого и низкого давления не обнаружено каких-либо проблем после 80 тыс. ч работы турбины.
Все трубные пучки подогревателей низкого давления были выполнены из аустенитной стали, чтобы снизить, насколько это возможно, концентрацию железа в конденсате. В результате не было ни одного случая повреждения труб ПНД. Подогреватели высокого давления выполнены по типу ширмовых, и U-образные трубы сварены в плакированные трубные ширмы. За все время эксплуатации произошло только одно повреждение трубы по всем ПВД на всех шести блоках СКД.
В конденсаторах вместо латунных труб, которые использовались на прежних ТЭС, были установлены трубы из титана. Опыт эксплуатации этих труб показал, что титан больше других материалов подходит для морской воды: неплотностей в конденсаторах не было обнаружено. Использование титана вместо содержащей медь латуни позволяет повысить pH конденсата до 9 - 9,5, что необходимо для обеспечения оптимальной водоподготовки. Однако опыт показал, что из- за ошибочного открытия клапанов или вследствие неправильно спроектированного байпаса низкого давления может происходить эрозия титановых трубок со стороны пара. Это приводит к значительному попаданию морской воды через конденсатоочистную установку в пароводяной тракт.
Как видно из таблицы, на ТЭС Esbjerg давление в конденсаторе очень мало. Содержание воды в выхлопном паре в зимнее время может превышать здесь 15%, что на 2% больше расчетной. Это значительно увеличивает эрозию лопаток последней ступени и выхлопного патрубка.