Оценка возможности самозапуска механизмов собственных нужд ТЭЦ с агрегатами 60 МВт, в частности питательного насоса

1. Введение.

При разработке схем собственных нужд электростанций необходимо  учитывать одно из общих предъявляемых к ним требований – обеспечение надёжной работы механизмов и всей электростанции в целом. Такая задача возникает как на стадии проектирования электростанции, так и в условиях эксплуатации, когда происходит расширение или реконструкция схем собственных нужд.

Надёжность питания электродвигателей механизмов СН достигается применением в сети СН электродвигателей с короткозамкнутым ротором, установки быстродействующих защит, оснащения устройствами АВР источников питания, обеспечения самозапуска электродвигателей после перерывов питания, обусловленных действием АВР и восстановлении напряжения после КЗ и др. Особое место среди этих мероприятий принадлежит самозапуску ответственных электродвигателей, который должен обеспечить автоматическое восстановление нормальной работы механизмов СН после ликвидации аварийных режимов в сети. ПТЭ электрических станций и сетей требуют обеспечения самозапуска электродвигателей ответственных механизмов СН при перерыве в электропитании продолжительностью до 2,5 с.[1]. Наиболее распространёнными причинами, вызывающими нарушение питания, являются отключения рабочего источника питания из-за его повреждения или ошибочного отключения, отключения блока на электростанции при повреждении его элементов, потеря возбуждения на генераторе, КЗ и др. Для обеспечения бесперебойной работы основных агрегатов электростанций при таких нарушениях в сети СН необходима проверка условий режима самозапуска электродвигателей. Такая проверка может выполняться экспериментальным или расчётным путём.

Целью данного проекта является оценка возможности самозапуска механизмов СН ТЭЦ с агрегатами 60 МВт, в частности питательного насоса.

2. Разработка структурной схемы СН.

Схемы рабочего и резервного питания СН являются важной и ответственной частью главной схемы электростанции. К схеме СН предъявляются следующие требования :

n  схема должна обеспечивать надежную работу блоков и электростанции в целом ;

n  в схеме СН при любых режимах работы не должно быть таких узлов, повреждение которых могло бы привести к отключению более чем одного блока ; 

n  схема СН, как правило, не должна препятствовать расширению ТЭЦ более мощными агрегатами и не требовать при этом ранее выполненной части схемы СН ;

n  схема СН должна быть экономичной.

РУСН 6 кВ выполняется с одной системой сборных шин, с числом секций по числу котлов, если по требованиям ограничения токов КЗ и применяемой аппаратуры не потребуется разделения РУСН одного блока на две секции. Но в нашем случае принимаем РУСН , состоящее из двух секций, к тому же для котлов производительностью 420 т/ч и более РУСН выполняется с двумя секциями на каждый котёл, что позволяет последним работать и в случае производства ремонта на одной из двух секций. Согласно [2] примем следующую структуру РУСН (лист 1).

РУСН выполняем как одиночную секционированную СШ с целью обеспечения работы блока при ремонте одной секции РУСН, а также по условию экономичности : возможность установки более лёгких выключателей (серия ВМП ). Питание СН (секции 1Р и 1РО) осуществляется от сдвоенного реактора РБСГ 10-2х1000-0,35У3 (I_ном=2х1000 А, U_н=10 кВ, Х_ном=0,35 Ом), резервирование – от ПРТСН типа ТРДН – 25000/110 (S_ном=25 МВА,U_вн=115 кВ, U_нн=6,3 – 6,3 кВ, ΔP_k=120 кВт, U_k = 10%), подключенного к РУВН.[3]

3. Выбор механизмов и электродвигателей секции СН.

Для блока 60 МВт устанавливаются питательные насосы с двумя электродвигателями : один рабочий и один резервный или два рабочих с производительностью по 50% без резерва. Котлы имеют дутьевые вентиляторы, подающие в топку воздух, необходимый для горения топлива, и дымососы, отсасывающие продукты сгорания. С целью резервирования эти механизмы устанавливаются по 2 на котёл.

Циркуляционные и конденсатные насосы обслуживают конденсатор турбины : ЦН обеспечивают циркуляцию охлаждающей воды через трубки конденсатора, а КН отсасывают из него конденсат. На ТЭЦ строятся общестанционные насосные, и общая производительность зависит от числа параллельно работающих насосов. Принимаем один насос 100%-ной производительности на один котёл. Конденсатные насосы отказывают чаще, а стоимость их значительно меньше, чем циркуляционных, поэтому на блок устанавливают 3 конденсатных насоса 50%-й производительности : один резервный и два рабочих.

Для блока 60 МВт в схему СН входят следующие механизмы : питательный электронасос (ПЭН), дымосос (Д), дутьевой вентилятор (ДВ), конденсатный насос (КН), вентилятор рециркуляции дымовых газов (ВРДГ), циркуляционный насос (ЦН), сетевой насос (СН). Характеристики механизмов и их электродвигателей представлены ниже, в табл. 3.1. и  3.2.

Таблица 3.1.

Таблица 3.2.