Удержание блоков на нагрузке собственных нужд при сбросе нагрузки - Особенности работы энергоблоков на различных режимах

Генератор электрический нагрузка энергоблок

В результатах аварийного отключения генератора от электрической сети нагрузка блока мгновенно снижается с текущего значения до нагрузки собственных нужд подключенной к генератору через трансформатор собственных нужд. Вследствие возникающего при этом небаланса вращательного момента и момента сопротивления ротора ускоряется его вращение. Регулятор скорости, реагируя на такое ускорение, дает команду на прикрытие регулирующих клапанов перед ЦВД и перед ЦСД; как правило, при этом все клапаны, за исключением первого (или первой группы клапанов), закрываются; при этом устанавливается новое равенство моментов, но уже при некоторой увеличенной сверх номинальной частоте вращения. Иногда случается, что клапаны не справляются с этой тонкой задачей и пропускают пара больше, чем следует, или, как говорят, "не удерживают холостой ход" (например, возможно зависание одного из клапанов или даже некоторых из них). Тогда частота вращения стремительно растет (машина идет "вразнос"). При достижении частоты вращения на 10...12% выше номинальной должен срабатывать автомат безопасности, что приводит к закрытию стопорных клапанов перед ЦВД и ЦСД, а также к принудительному закрытию обратных клапанов на паропроводах от-боров.

В случае несрабатывания стопорных клапанов авария может завершиться разрушением турбоагрегата. Такой итог может явиться результатом наложения трех отказов: отключение генератора, неудержание холостого хода, незакрытие стопорного клапана.

Расследование аварий показало, что при подобных случаях часто имели место нарушения § 18-4 ПТЭ о проверке работы автомата безопасности и системы защиты от повышения частоты вращения.

Как правило, турбины удерживают частоту вращения после сброса нагрузки. После прикрытия регулирующих клапанов расход пара через турбину резко сокращается примерно до 8--10% номинального, соответственно снижаются давления в отборах пара на регенеративные подогреватели, что приводит к закрытию обратных клапанов на паропроводах отборов. Деаэратор блока, получивший пар из отбора турбины, должен приэтом переводиться на питание паром из другого источника. Одновременно происходит резкое падение давления пара в отборе, из которого питается паром приводная турбина питательного турбонасоса. Поэтому при переводе блока 300 МВт на холостой ход питательный турбонасос (ПТА) отключается защитой, а пускорезервный питательный электронасос ПЭН пускается автоматом включения резерва (АВР).

На блоках 500 и 800 МВт применены приводные турбины питательных турбонасосов конденсационного типа (в отличие от турбин с противодавлением на блоках 300 МВт), позволяющие подавать к ним пар от специальной быстродействующей редукционно-охладительной установки (БРОУ турбопитательных насосов), которая включается автоматически при переводе блока на холостой ход.

Из-за резкого сокращения пропуска пара через турбину растет давление свежего пара. Пропуск пара через турбину снижается с DНАЧ до DС. Н, при этом происходят уплотнение пара в паровом объеме V котла и паропроводов и повышение его давления. Можно записать:

, (1)

Где - время; Нач - начальная плотность пара; P0 - давление свежего пара; DАк - Аккумулирующая способность котла.

Из (1) получаем:

, или. (2)

Так, при переводе блока 200 МВт с начальной нагрузки 170 МВт на нагрузку собственных нужд 6...7 МВт в течение одной минуты давление за котлом поднимется с 14,0 до 15,5 МПа, а перед турбиной - с 13,0 до 15,0 МПа [1...13]. Повышение давления пара используется как импульс для сигнала на включение БРОУ, на которую возлагается задача сброса излишнего пара в конденсатор при внезапных сбросах нагрузки без подрыва предохранительных клапанов на паропроводах свежего пара. Эту задачу можно решить при высокой пропускной способности БРОУ (80...85% номинальной паропроизводительности котла) и достаточном быстродействии регулирования и приводов БРОУ [1-14]. Пропускная способность БРОУ на блоках 200 МВт находилась на уровне 30% номинальной паропроизводительности котлов, что недостаточно для предотвращения срабатывания предохранительных клапанов. В этих условиях высокое быстродействие БРОУ не спасает положение, поэтому было предложено увеличить время открытия сбросных клапанов до 60 с, что обеспечивает электропривод. Таким образом, вместо БРОУ и растопочной РОУ устанавливают пускосбросное устройство (ПСБУ), допускающее пропуск пара, пароводяной смеси и воды. Принципиальная пусковая схема блока сверх критического давления (СКД) с установкой пускосбросного устройства представлена на рис. 1-1.

Для блоков с барабанными котлами отработана и внедряется система перевода на нагрузку собственных нужд при отключении генераторов от сети с погашением котлов. Питание турбины паром при этом происходит за счет аккумулирующей способности котла в течение 15...20 мин. Опыты показали, что относительные удлинения роторов, разности температур между отдельными частями турбины, скорости изменения параметров пара и температур металла элементов блока изменялись незначительно.

Котел может быть подготовлен к последующей растопке за 10 мин, нагружение турбины может быть осуществлено за 20...25 мин [1-13, 1-15]. Скорость падения давления при использовании аккумулирующей способности котла определяется следующим выражением:

. (3)

Для блока 200 МВт DС. Н=36 т/ч=10 кг/с; для котла типа ТП-100 DАк=3770 кг/МПа. Тогда

МПа/с.

Через 600 с (10 мин) падение давления составит Р=-1,6 МПа.

Поскольку давление пара перед турбиной снижается, значение DС. Н возрастает:

,

Где - расход пара на турбину при нагрузке собственных нужд и номинальных параметрах пара; KP - Коэффициент, учитывающий падение давления пара.

Тогда уравнение (3) запишется следующим образом:

. (4)

После интегрирования имеем:

. (5)

Особенно важно сохранение в работе и удержание нагрузки собственных нужд 10--12 МВт при отключении генераторов от сети блоков 300 МВт. При этом прямоточные котлы этих блоков должны автоматически переводиться на растопочную нагрузку [1-16, 1-46]. Проведенные опыты показали, что при переводе котлов на растопочный режим может быть обеспечен устойчивый топочный процесс за счет включения мазутных форсунок [1-16].

Как уже отмечалось, при сбросе нагрузки осуществляется автоматический переход с ПТН на ПЭН, в результате чего происходит перерыв в питании котла длительностью 18--12 с.

Похожие статьи




Удержание блоков на нагрузке собственных нужд при сбросе нагрузки - Особенности работы энергоблоков на различных режимах

Предыдущая | Следующая