3.3.4. Теплофикационные энергоблоки 250/300 МВт с котлами ТГМП-314А
Теплофикационный энергоблок 250/300 МВт состоит из котла ТГМП-314А и турбины Т-250/300-240 ПО ТМЗ. Котел ТГМП-314А прямоточный, рассчитан на сверхкритические параметры пара. Производительность 264 кг/с. Топливо мазут и газ. Пароводяной тракт котла разделен на два потока, которые занимают правую и левую половины топки.
Регулирование расходов воды и топлива — раздельное. Размещение поверхностей нагрева котла соответствует размещению их в котле ТГМП-314. Главной особенностью пароводяного тракта является установка ВЗ за ВРЧ. Турбина Т-250/300-240 ПО ТМЗ имеет сопловое парораспределение, которое производится с помощью шести регулирующих клапанов.
Анализ работы турбины и питательного турбонасоса как при скользящем давлении, так и в переходных режимах со скользящего давления на номинальное свидетельствует о надежной их работе [88].
В рабочем диапазоне нагрузок (150—300 МВт) на скользящем давлении надежность работы котла ТГМП-314А также не ухудшилась и не вызвала каких-либо затруднений. Температура металла радиационных поверхностей нагрева в обогреваемой зоне при частичных нагрузках и скользящем давлении находится значительно ниже указанных температур в режиме номинальной нагрузки и не превышает 460° С. Разверка температур среды в панелях НРЧ по змеевикам при нагрузке энергоблока 150 МВт составила 25—35° С, СРЧ — 30—45° С, что практически не вызвало ухудшения надежности их работы.
Для расширения диапазона нагрузок энергоблока на скользящем давлении по аналогии с котлом ТГМП-314 была выполнена реконструкция [88] с установкой гидродинамических перемычек и подпорных шайб.
Дальнейшая работа осуществлялась в диапазоне нагрузок энергоблока 40—100% номинальной в целях определения надежности работы поверхностей нагрева котла после его реконструкции. В стабильном режиме работы котла при нагрузке энергоблока 120 МВт температура металла радиационных поверхностей нагрева была значительно ниже температуры указанных поверхностей нагрева при номинальном давлении. При этом пульсаций температур по змеевикам НРЧ, отмеченных ранее в исследованиях [98), не обнаружено.
При нагрузке энергоблока, например, 150 МВт в стационарном режиме работы тепловые разверки между подпотоками НРЧ снизились с 1,11 до реконструкции котла до 1,06—1,07 после его реконструкции. Разверка температур в панелях НРЧ при указанной выше нагрузке не превышала 35° С, а в СРЧ 45° С.
При отключенных ПВД и разгрузке энергоблока с 280 до 170 МВт также не отмечено значительных тепловых и температурных разверок между подпотоками НРЧ, которые наблюдались до реконструкции.
В стационарном режиме работы энергоблока при нагрузке 180 МВт давление свежего пара составило 16 МПа, температура среды после НРЧ 350—355° С, а перед первым впрыском 385—405° С.
Рис. 3.16. Изменение основных параметров теплофикационного энергоблока 250/300 МВт с котлом ТГМП-314А при нанесении возмущения кратковременным изменением расхода питательной воды по нитке А на 17%:
1 — электрическая мощность энергоблока; 2, 3 — температуры пара до второго впрыска по ниткам А и Б, 4, 5 — то же до первого впрыска; 6, 7 - температуры среды за ЭПК по ниткам А и Б\ 8, 9 — то же за НРЧ, 10 — температура металла змеевика третьего хода НРЧ по нитке А (вставка), 11 — температура металла змеевиков первого хода НРЧ в необогреваемой зоне по нитке А, 12 — то же по нитке Б; 1 уменьшение расхода питательной воды; 2 — восстановление режима
При работе энергоблока с включенными ПВД во всем диапазоне нагрузок и при нанесении возмущений кратковременным изменением расхода питательной воды и степени рециркуляции дымовых газов и отключением отдельных горелок также не отмечено пульсаций температур по змеевикам НРЧ.
На рис. 3.16 показано изменение характеристик котла при нагрузке энергоблока 120 МВт и возмущении снижением расхода питательной воды по нитке А на 9,7 кг/с, т. е. на 17%. Как видно из графика, температура среды после НРЧ практически не изменилась, температура пара перед первым впрыском возросла с 380 до 400° С, а перед вторым — с 460 до 490° С. Следует отметить, что температурная разверка в змеевиках первого хода НРЧ также существенно не изменилась, в связи с тем, что поверхность нагрева первого хода НРЧ осталась в экономайзерной зоне. Кипение среды при нагрузке 120 МВт начинается во втором ходе НРЧ и заканчивается в СРЧ.
При нагрузке энергоблока 120 МВт и кратковременном уменьшении рециркуляции дымовых газов по указателю положения (УП) на 40% температура пара перед вторым впрыском снизилась по ниткам А и Б соответственно на 42 и 50° С. Температура среды за первым ходом НРЧ существенно не изменилась, как и при нанесении возмущения снижением расхода питательной воды. Более существенная разверка температур отмечена в змеевиках СРЧ. При исходной нагрузке энергоблока 120 МВт и нанесении возмущения температурная разверка достигла 60—80° С. Со снятием возмущения она уменьшилась практически до начального значения. Анализ экспериментальных данных показал, что температурная разверка в змеевиках СРЧ со снижением нагрузки увеличивается, и это явилось одним из основных ограничений в дальнейшем уменьшении нагрузки энергоблока на скользящем давлении.
Работа турбины Т-250/300-240 ПО ТМЗ в различных режимах, в том числе при переходе со скользящего на номинальное давление среды и наоборот, удовлетворительна. Так, например, при нагрузке 150 МВт энергоблок был переведен на работу с номинальным давлением свежего пара. Температура металла перепускных труб ЦВД снизилась на 35—40° С, а температура металла внутреннего и наружного цилиндров — на 30—35° С. Средняя скорость снижения температуры металла в зоне регулирующей ступени, определяющая время перевода энергоблока с номинального на скользящее давление и обратно, составляла примерно 1° С/мин. При переводе энергоблока в режим номинального давления осевой сдвиг турбины не изменился. Относительное расширение ЦВД изменилось незначительно (с 3,8 до 2,3 мм). Вибрация турбины при этом не превышала 18 мкм, температура сегментов подшипников и масла на сливе из подшипников осталась на прежнем уровне.
При допустимых по условию надежности работы котла нагрузке энергоблока 120 МВт и скорости изменения температуры металла в зоне регулирующей ступени, равной 1,5° С/мин, время перевода энергоблока с номинального на скользящее давление и обратно составило примерно 35 мин. Во всем рабочем диапазоне нагрузок как с включенными, так и с отключёнными ПВД при работе на скользящем давлении надежность турбины и вспомогательного оборудования была удовлетворительной. Таким образом, разрешенный диапазон нагрузок энергоблока составил 120—300 МВт, т. е. расширен на 30 МВт в режиме с включенными ПВД.
Впервые разрешены также режимы работы энергоблока при скользящем давлении с отключенными ПВД. Минимальная нагрузка энергоблока составила 180 МВт [88]. Ограничивающим фактором явилась значительная разверка температур в панелях змеевиков СРЧ. При нагрузках энергоблока ниже 180 МВт максимальный уровень температур в СРЧ составил 470—490° С. Со снижением нагрузки температурная разверка по отдельным змеевикам возрастала.
