Определение воздушной плотности вакуумной системы паровой турбины. Схема эксперимента и проведение опыта

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ГОУВПО «Удмуртский государственный университет»

Кафедра теплоэнергетики

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗДУШНОЙ ПЛОТНОСТИ

ВАКУУМНОЙ СИСТЕМЫ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Выполнил

студент группы 34-41                                             

Проверил

доцент кафедры ТЭС                                              

Ижевск, 2006

1.Цель работы

Познакомить студентов с методом определения воздушной плотности вакуумной системы на действующей паровой турбине типа Т-I00-130ТМЗ.

2. Введение

Присосы воздуха через неплотности вакуумной системы крайне отрицательно сказываются на

работе паротурбинной установки, так как это приводит к ухудшению вакуума, повышению температуры отработавшего снижению вырабатываемой мощности турбины и, в конечном итоге, к снижению термического КПД турбоустановки.

При изменении давления в паровом пространстве конденсатора на 1кПа экономичность турбинной установки изменяется примерно на 1%, а турбин АЭС работающих на насыщенном паре, — до 1,5. Повышение экономичности турбины при углублении вакуума происходит за счет увеличения величины срабатываемого теплоперепада. Присосы воздуха в вакуумную систему полностью устранить невозможно, поэтому “Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей” (ПТЭ) устанавливают нормы присосов воздуха зависимости от электрической мощности турбоустановки (см. табл. 1).

                                                                                          Таблица №1

3. Схема эксперимента и проведение опыта

  На рисунке 1 показана схема эксперимента для проводимой лабораторной работы.

Рис. 1. Схема эксперимента.

В схему паротрубной установки входят:

1.Главный паропровод острого пара Æ24545мм, выполненный из стали I2Х1М1Ф и рассчитанный на Р₀=13,8МПа, t₀=570⁰C, пропуск пара 500 т/ч.

2. Турбоагрегат типа Т-100-130ТМЗ мощностью N_эл=100МВт.

3. Генератор электрического тока типа ТГВ-100 мощностью N_эл=100МВт.

4. Конденсатор турбины типа КГ-6200-2 Р_к=3,5 кПа, W_охл.в.=1600м³/ч, t_охл.в.=10⁰C.

5. Конденсатный насос типа КсВ500-220. Подача V=500м³/ч, напор Н=220м.в.ст.

6. Циркуляционный насос типа 0п2-87  V=  м³/ч, Н=м.

7. Градирня для охлаждения циркуляционной воды типа БГ-1200-70. Площадь орошения 1200м², высота башни 48,4м; диаметр верхний 26,0 м, нижний 40,0 м.

8. Напорный циркулярный водовод Æ1200мм.

9. Сливной циркулярный водовод Æ1200мм.

10. Пароструйный эжектор типа ЭП-3-700-1 производительностью по воздуху  70кг/ч.

11. Трубопровод отсоса воздуха из конденсатора Æ2502мм, ст.З.

12. Технический стеклянный ртутный термометр со шкалой от 0 до 100⁰С для замера темпера паровоздушной смеси.

13. Паропровод подачи пара к основному эжектору Æ502мм ст.10, t= ⁰C.

14. Воздухомер типа ВДМ-63-1.

15. Вороночный слив дренажа основного эжектора.

16. Измерительный блок с диафрагмой БК 591079 преобразователя разности давления   МПа.

17. Выхлопной патрубок пароструйного эжектора.

В вакуумную установку (систему) паровой турбины входят:

1. Конденсатор и его трубопроводы обвязки.

2. Конденсатные насосы и их всасывающие трубопроводы.

3. Цилиндр низкого давления (ЦНД) турбины и его концевые уплотнения.

4. Трубопроводы отсоса паровоздушной смеси к основным эжекторам.

5. Все подогреватели (ПНД) работающие под давлением пара ниже атмосферного.

На практике широко используется термин “разряжение” или “вакуум”, т.е. разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением в конденсаторе :

здесь  и  выражены в миллиметрах ртутного столба. Абсолютное давление в конденсаторе (кПа) определяется как:

,(кПа)

здесь показания барометра и вакуумметра  и  соответственно выражены в миллиметрах ртутного столба и приведены к 0⁰С. Для измерения вакуума применяется также следующая единица:

В этой формуле  — величина вакуума по штатному ртутному вакуумметру турбины, а  — атмосферное давление (барометрическое) в мм рт. ст.

Применяются два способа определения воздушной плотности вакуумной системы паровой турбины:

1. По скорости падения (снижения) вакуума в конденсаторе турбины после отключения основного эжектора, которую замеряют секундомером. Далее, по специальному графику зависимости скорости падения вакуума от величины присосов определяют количество присосного воздуха [кг/ч].

2. Путем прямого замера количества отсасываемого эжектором воздуха (паровоздушной смеси) конденсатора турбины.

Первым способом, ввиду угрозы потери вакуума и аварийного отключения турбины, а также ввиду недостаточности точности измерений, практически не пользуются.

При проведении испытаний необходимые замеры расчетных величин выполняются по штатным приборам тур или переносным приборам класса точности не менее 1,0.

При обработке данных замеров необходимо пользоваться специальной таблицей температурных поправок показаниям воздухомера типа ВДМ-63-1.

3.1. Порядок проведения опыта.

По штатным приборам турбины замерить и записать в протокол наблюдений следующие величины:

1. Электрическую нагрузку турбоагрегата N_эл [МВт] по мегаваттметру;

2. Расход пара на турбину D₀ по расходомеру [т/ч];

3. Вакуум в конденсаторе турбины  по вакуумметру [%];

4. Барометрическое давление  [мм. рт.ст.];

5. Показания воздухомера ВДМ-63-1 [кг/ч] на основном эжекторе A и Б. Норма присосов воздуха для турбины по ПТЭ должна быть не более 10 кг/ч. При G>10 кг/ч необходимо принимать мер уплотнению вакуумной системы.

Протокол наблюдений

3.2. Обработка результатов измерений.

Фактическое количество паровоздушной смеси удаляемое основным эжектором А (ОЭ-А) подсчитывается формуле:

 [кг/ч]

здесь Н₁ — показания воздухомера в [кг/ч]; К₁ -  поправка на температуру отсасываемого воздуха, взятая из табл.3 (Приложение 1).

Количество паровоздушной смеси отсасываемой основным эжектором Б (ОЭ-Б) определяется по формуле:

 [кг/ч]

Суммарное количество паровоздушной смеси удаляемой ОЭ-А и ОЭ-Б будет равно:

 [кг/ч]

 [кг/ч]

где  кг/ч для турбины  N_эл = 100МВт по ПТЭ.

Вывод: В данной работе ознакомился с определением воздушной плотности вакуумной системы на действующей турбоустановке Т 100-130 ТМЗ