Лекция 3. Сетевые подогреватели

Для отпуска тепла на тепловых электростанциях применяют два теплоносителя: воду и водяной пар. Как правило, для отопления и горячего водоснабжения в качестве теплоносителя используют воду, для промышленной технологической нагрузки — водяной пар. Тепло, отпускаемое с ТЭЦ, берется из отбора турбин типа Т, ПТ или Р. Пиковые нагрузки покрываются теплом из паровых или водогрейных котлов.

Подробную схему отпуска тепла рассмотрим на примере современной ТЭЦ с турбинами ПТ-50−130/13 (рис. 1). Мощность турбины 50 МВт, начальные параметры — давление 130 кгс/см2 и температура 565° С. Турбина имеет два теплофикационных регулируемых и пять нерегулируемых отборов пара. Верхний регулируемый отбор пара производится из цилиндра высокого давления ЦВД турбины. Отбираемый пар при давлении 10—16 кгс/см2 подводится к сборному паровому коллектору 1, откуда по паровым сетям поступает к потребителям. Этот пар используется главным образом на технологические цели. Конденсат отработавшего пара возвращается на станцию в конденсатный коллектор 2.

На случай останова турбины, а также для возможности покрытия пиковых тепловых нагрузок на ТЭЦ имеется редукционно-охладительная установка, которая редуцирует пар из котла до давления 10—16 кгс/см2 и при необходимости подает его в паровой коллектор. Пар из нижнего регулируемого теплофикационного отбора при давлении 0,7—2,5<�кгс/см2 используется для подогрева воды, циркулирующей в тепловых сетях.

Теплофикационная сетевая подогревательная установка турбины ПТ-50−130/13 имеет две ступени подогрева сетевой воды (основную и пиковую) и соответственно две группы подогревателей (основные ОП и пиковые Я/7). Сетевая вода, возвращающаяся от потребителей, поступает в обратный водяной коллектор 3, проходит через фильтр-грязевик 5 и сетевым насосом СП подается в основной подогреватель ОП, где нагревается паром из нижнего регулируемого отбора. Давление пара в отборе искусственно регулируется в пределах 0,7—2,5 кгс/см2 в зависимости от требуемой температуры подогрева воды. Для подогрева сетевой воды до 80—85°С используется пар с давлением 0,7 кгс/см2. При необходимости подогрева воды до более высокой температуры повышают давление в отборе турбины. При давлении в отборе 2,5 кгс/см2 вода может °Ь1ть подогрета до 115—120° С.

Из основного подогревателя сетевая вода поступает или непосредственно в подающий водяной коллектор 4, или в пиковый подогреватель.

Классификация СП.

• 1) По характеру расположения трубного пучка: вертикальные, горизонтальные
• 2) По характеру покрываемых тепловых нагрузок: пиковые и основные. Конструктивно основные и пиковые подогреватели различаются числом ходов по воде и давлением в корпусе.

Подогреватели сетевой воды, подогреватели ПСГ — горизонтальные теплообменники поверхностного типа с корпусами цельносварной конструкции.

Подогреватели сетевой воды содержат трубный пучок поверхность которого образована прямыми латунными трубами, развальцованными в трубных досках.

Для исключения повреждения труб, исключения опасных форм колебаний при вибрации в подогреватели сетевой воды установлены промежуточные перегородки.

Греющий пар поступает в подогреватели из соответствующего теплофикационного отбора турбин и конденсируется на поверхности труб пучка, внутри которых протекает и происходит нагрев сетевой воды.

Паропроводы к корпусу присоединяются через специальные диффузоры, внутри которых смонтированы концентрические рассекатели. Рассредоточение подвода пара по длине аппарата, применение двух подводов, в сочетании с входными устройствами обеспечивает равномерное распределение пара по длине поверхности, что с большой эффективностью используют подогреватели сетевой воды.

Конденсат греющего пара с поверхности труб сливается в нижнюю часть корпуса и далее в конденсатосборник. Устанавливаются специальные сопла имеющие высокий коэффициент расхода при стекании конденсата и низкий расход в сторону. Этим ограничивается поступление в подогреватели вторичного пара, образующегося в конденсатосборнике от вскипания находящегося в нем конденсата при сбросах нагрузки турбины, тем самым обеспечивается защита ее от возможного разгона этим паром.

Защита нагревающейся поверхности трубок от эрозии со стороны входа пара обеспечена установкой в первом ряду пучка стальных трубок, в них не сетевой воды.

Подогреватели имеют компенсацию тепловых расширений труб за счет установки двойного линзового компенсатора.

Подогреватели сетевой воды обозначаются следующим образом:

ПСГ-800−3-8-I,.

где ПСГ — подогреватель сетевой воды горизонтального исполнения,.

• 800 — поверхность теплообмена по наружному диаметру труб, м²,
• 3 — максимальное рабочее давление греющего пара, кг/см абс,
• 8 — максимальное рабочее давление сетевой воды, кг/см,

I — модификация аппарата.

Подогреватели сетевой воды — модели: ПСГ-800−3-8-I, ПСГ-1300−3-8-I, ПСГ-1300−3-8-II, ПСГ-2300−2-8-I-II.

Вопросы эксплуатации СП.

• 1) Обеспечение бесперебойной работы аппаратов с расчетными параметрами теплоносителей в течение длительного времени
• 2) Обеспечение наиболее экономичной работы аппаратов с максимальным использованием тепла греющей среды

Наиболее ответственными операциями являются пуски и остановы СП, т.к. при этом конструкция подогревателей испытывает наибольшие термические напряжения.

Требования, предъявляемые к СП:

• 1) скорость воды в трубках >1 м/с, но <3 м/с. При режиме с максимальным расходом воды в качестве расчетной принимается скорость < 2,5 м/с. Верхний предел ограничивается возможностью возникновения ударной коррозии в трубках, завальцованных в трубную доску. Нижний предел обусловлен тем, что при скорости воды < 1 м/с коэффициент теплоотдачи резко снижается.
• 2) Скорость пара на входе трубной системы < 50 м/с — для насыщенного пара, < 75 м/с — для перегретого по причине эрозии трубок.
• 3) Давление воды должно быть больше давления пара из-за возможности вскипания в трубках и гидроудара. Давление воды должно быть таким, что при максимальной температуре воды запас на вскипание составляет 15−20 ⁰С.

Проектом должны быть предусмотрены:

• 4) отвод воздуха из трубной системы во избежание ухудшения теплоотдачи, появления воздушных мешков.
• 5) Выимка трубной системы: ремонт, ревизия, испытания.
• 6) Запорная и пробноспускная арматура: воздушники, водомерные стекла, освещение и удобное расположение.
• 7) Манометры и термометры: потери давления указывают на степень чистоты трубного пучка.
• 8) Защита от повышения давления воды при аварии трубной системы.