Влияние нестационарных режимов на живучесть паропроводов
В данной главе изложены основные результаты исследований и испытаний, выполненных ОРГРЭС, ВТИ, Костромской ГРЭС и другими организациями для создания нормативной технологии (типовой инструкции) по пускам из различных тепловых состояний моноблоков и дубль-блоков (рис. 2.1 и 2.2) 300 МВт с турбинами К-300-240 ЛМЗ.
Детальная информация по данной проблеме изложена в диссертациях Н. Н. Балдина [142], Ю. Н. Богачко [143], О. В. Бритвина [144], А. Я. Копсова [145], Ю. Ю. Штромберга [84], Б. Д. Дитяшева [146], а также в нормативной литературе [13, 69, 77, 85, 88, 100, 147-149].
Первый этап создания нормативной технологии нестационарных режимов моноблока 300 МВт с турбиной К-300-240 ЛМЗ
Остывание оборудования энергоблока
Неравномерное остывание сопряженных элементов оборудования остановленного блока вызывает определенные трудности при последующих пусках.
Рис. 2.1. Пусковая схема дубль-блока 300 МВт до реконструкции
Рис. 2.2. Пусковая схема дубль-блока 300 МВт после реконструкции
Необходимость выравнивания температур таких элементов для исключения существенного захолаживания менее остывших деталей и обеспечения прогрева толстостенных элементов с допустимыми температурными напряжениями предъявляют известные требования к выполнению пусковой схемы и организации пусковых операций. В частности, характеристики остывания оборудования блока определяют необходимость (или отсутствие необходимости) и длительность предварительных прогревов паропроводов перед подачей пара в цилиндры турбины, а также пусковые параметры пара.
При проведении исследований на блоке 5 Костромской ГРЭС велись систематические наблюдения за остыванием блока после плановых остановов. Наблюдения показали, что, как правило, при выпуске пара из паропроводов происходит захолаживание последних за счет выброса воды из линий впрысков. Отсутствие в схеме блока дренажей этих линий не позволяет произвести их дренирование до выпуска пара, как это предписано. Для исключения впредь захолаживания паропроводов при остановах блока необходимо выполнить эти дренажи. Типичные характеристики естественного остывания паропроводов и турбины блоков 5 и 3, полученные при плановом останове и последующих простоях в течение 55 и 30 ч, показаны на рис. 2.3-2.9. Для дубль-блоков соответствующие характеристики остывания приведены на рис. 2.7 и 2.8. Картина, характеризующая различие процессов остывания парового тракта моноблоков и дубль-блоков, представлена на рис. 2.9.
Рис. 2.3. Типичная характеристика остывания тракта СКД энергоблока ст. №5 300 МВт Костромской ГРЭС, полученная при плановом останове 05.10.73: 1-5 — показания термопар, указанных на схеме паропровода
Рис. 2.4. Типичная характеристика остывания тракта среднего давления энергоблока Костромской ГРЭС, ст. №5 мощностью 300 МВт, полученная при плановом останове 05.10.73 и последующем простое до 55 ч
Рис. 2.5. Типичная характеристика остывания ЦСД турбины и паропроводов горячего промперегрева энергоблока Костромской ГРЭС, ст. № 5 мощностью 300 МВт, полученная при останове 21-23.09.73
Рис. 2.6. Характерное распределение температуры по длине паропровода горячего промперегрева (ППГ) при простоях различной продолжительности энергоблока Костромской ГРЭС, ст. №5 мощностью 300 МВт. Основной факт, подтверждаемый приведенными здесь результатами, — существенно большее охлаждение концевых участков ППГ вблизи турбины и у котла. Основная часть трассы ППГ имеет температуру, близкую к температуре корпуса ЦСД; ЗКцсд — защитный клапан ЦСД
Рис. 2.7. Характеристики теплового состояния («температурные диаграммы остывания») паропроводов свежего пара энергоблока Костромской ГРЭС, ст. № 3
Рис. 2.8. Характеристика теплового состояния («температурные диаграммы остывания») паропроводов горячего промперегрева энергоблока Костромской ГРЭС, ст. №3
Рис. 2.9. Начальное и конечное тепловое состояние моноблока и дубль-блока мощностью 300 МВт при пуске после 30 и 55 ч простоя
Наибольший темп остывания в тракте сверхкритического давления (СКД) имеют, как обычно, перепускные трубы после регулирующих клапанов (РК) цилиндра высокого давления (ЦВД) турбины. Остывание всех элементов главного паропровода идет примерно так же или даже несколько медленнее, чем остывание стопорных клапанов ЦВД турбины. Такой характер остывания приводит к выводу, что предтолчковый прогрев главных паропроводов можно вести сразу до регулирующих клапанов турбины, не опасаясь захолаживания стопорных клапанов (СК) при подключении пароперегревателя.
Из опыта пусковых операций по блоку № 5, проведенных с начальной сборкой схемы для прогрева главных паропроводов до регулирующих клапанов, после ночных, суточных и двухсуточных простоев (23.10.73, 24.10.73,05.11.73, 23-24.09.73) следует, что захолаживание внутренней стенки СК после подключения пароперегревателя было незначительным (~ 5 °C). При пуске после 30 ч простоя (05.11.73) наблюдалось несколько большее (на 10 °C) захолаживание одного (правого) СК из-за неплотности арматуры и попадания влаги в главный паропровод.
Полученные результаты позволяют рекомендовать открытие главной паровой задвижки (ГПЗ) и СК при начальной сборке схемы, независимо от длительного простоя блока, и вести предтолчковый прогрев главных паропроводов до РКцвд со сбросом пара через быстродействующую редукционноохладительную установку (БРОУ), дренажи главных паропроводов (за ГПЗ) и первых перепускных труб (после СК).
