Проектирование питательно-деаэраторной установки ТЭС

24. Проектирование питательно-деаэраторной установки (ПДУ) ТЭС.

В состав водопитательной установки ТЭЦ входят: основные деаэраторы питательной воды; питательные электронасосы; паровые питательные насосы (если предусматривается их установка); деаэраторы добавочной воды и конденсата (I ступень деаэрации); перекачивающие насосы деаэраторов I ступени; пароводяные подогреватели, устанавливаемые за деаэратором I ступени (если таковые имеются в схеме); регенеративные подогреватели низкого давления (ПНД), подогревающие питательную воду до поступления ее в основные деаэраторы; регенеративные подогреватели высокого давления (ПВД), подогревающие питательную воду после основных деаэраторов [являются принадлежностью турбоустановок.

Деаэраторы. Деаэрация питательной воды котлов является обязательной для всех паротурбинных электростанций. Присутствие в питательной воде кислорода и углекислоты приводит к коррозии питательных трубопроводов, кипятильных труб и барабанов котлов, в результате которой могут произойти тяжелые аварии.

По правилам технической эксплуатации электростанций для ТЭЦ высокого давления допускается остаточное содержание кислорода за основными деаэраторами (до ввода обескислороживающих химических реагентов) 10 мкг/кг, углекислота должна отсутствовать (при необходимости остаточная свободная углекислота должна связываться химическим путем). На ТЭЦ высокого давления [с параметрами свежего пара 13,7 МПа (140 кгс/см²), 560 °С и выше] должна применяться двухступенчатая деаэрация питательной воды. Первой ступенью деаэрации является деаэрация конденсатов, возвращаемых на ТЭЦ с производства, и химически очищенной (обессоленной) воды, добавляемой в цикл ТЭЦ.

На ТЭЦ рассматриваемого профиля I ступень деаэрации воды осуществляется в вакуумных деаэраторах , II ступень деаэрации осуществляется в термических деаэраторах повышенного давления (0,6-0,7 МПа) струйно-барботажного типа (ДП). Вода из деаэраторов I ступени поступает в основные деаэраторы через регенеративные подогреватели низкого давления турбоустановки. На блочных чисто отопительных ТЭЦ с небольшими добавками воды в цикл I ступень деаэрации может осуществляться в конденсаторах паровых турбин.

Требование двухступенчатой деаэрации питательной воды определяется следующими обстоятельствами: основные деаэраторы обеспечивают требуемую дегазацию питательной воды (О₂-10 мкг/кг и СО₂ отсутствует) при условии, что в исходной воде содержание этих газов будет не более 1 мг/кг. Конденсат, возвращаемый с производства, и химически обработанная вода, восполняющая потери конденсата, обычно имеют содержание указанных газов более 1 мг/кг. На ТЭЦ добавки химически обработанной воды могут достигать 50% расхода питательной воды и более, поэтому для уверенности в получении деаэрированной питательной воды, отвечающей указанным выше требованиям, на ТЭЦ высокого давления всегда производится двухступенчатая деаэрация питательной воды.

Деаэраторы повышенного давления (основные ДП) изготовляются по ГОСТ 16860-77 Барнаульским котельным заводом на производительность 225, 500 и 1000 т/ч. На  ТЭЦ с котлами на давление 13,7 МПа (140 кгс/см²) применяются деаэраторы производительностью 500 и 1000 т/ч на давление 0,6—0,7 МПа. В теплофикационных моноблоках с турбинами Т-250/300-240-3 на давление 23,6 МПа (240 кгс/см²) применяются деаэраторы производительностью 1000 т/ч на давление 0,7 МПа.

По ГОСТ 16860-77 колонки ДП рассчитаны на подогрев деаэрируемой воды (разность между температурой насыщения, соответствующей рабочему давлению в деаэраторе, и средней расчетной температурой поступающих в деаэратор потоков воды), равный 10—40 °С. В случаях подачи в деаэратор воды, требующей большего подогрева, перед деаэраторами должны устанавливаться предвключенные подогреватели. Необходимым условием эффективной работы деэратора является догрев воды в нем до температуры насыщения, соответствующей рабочему давлению в деаэраторе. Недогрев воды даже на несколько градусов приводит к резкому увеличению остаточного содержания кислорода в деаэрированной воде. Поэтому все термические деаэраторы обязательно снабжаются автоматическими регуляторами давления, поддерживающими соответствие между поступлением пара и воды в колонку. Эти регуляторы работают по импульсу от давления в деаэраторе.

Для защиты от превышения допустимого давления ДП должны быть оборудованы предохранительными клапанами, устанавливаемыми на трубопроводе греющего пара. Для защиты от аварийного повышения уровня воды деаэраторы должны иметь автоматические регуляторы перелива и указатели уровня воды в баках. Производительность деаэраторов (суммарная) определяется по расходу питательной воды котлами с учетом их непрерывной продувки и расхода питательной воды на впрыск в редукционно-охладительные установки и охладители пара. На блочных ТЭЦ с моноблоками устанавливается один деаэратор на каждый блок. При установке дубль-блоков устанавливают два деаэратора (по числу котлов в блоке).

На ТЭЦ с поперечными связями должно быть не менее двух деаэраторов повышенного давления. Резервных деаэраторов не устанавливают. Суммарного запаса питательной воды в баках деаэраторов должно хватать на 7 мин работы установки в расчетном режиме ТЭЦ. Полезная вместимость деаэраторных баков принимается равной 85% их геометрического объема.

Минимальная допустимая производительность ДП на 500 и 1000 т/ч равна 15 % номинальной. Они должны устанавливаться в деаэраторной или бункерно-деаэраторной этажерке ТЭЦ на отметках, превышающих отметку входа воды в питательный или бустерный насос, чем обеспечивается необходимый подпор воды во всасывающем его патрубке для исключения явления кавитации. Этот подпор предопределяется конструкцией насоса и принимается по согласованию с заводом-изготовителем с учетом сопротивления всасывающего трубопровода. Конструкции колонок ДП и деаэраторных баков для них представлены в каталогах. Аппараты ДП подчиняются правилам, утвержденным Госгортехнадзором СССР.