МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

 

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

 

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО НАЛАДКЕ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ "СОЮЗТЕХЭНЕРГО"

 

УТВЕРЖДАЮ:

Главный инженер

Союзтехэнерго

Г.Г. ЯКОВЛЕВ

23 октября 1981 г.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ИСПЫТАНИЯМ ДЕАЭРАТОРОВ ПОВЫШЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

 

СО 34.40.515

 

УДК 621.186.68.001.4

 

 

Составлено предприятием "Уралтехэнерго"

Составители: инженеры И.В. СОКОЛКИНА, М.А. МАЛЬЧИКОВ

 

В Методических указаниях приводятся схемы и методы испытаний деаэраторов. При их разработке использованы материалы исследовательских и наладочных работ ПО "Союзтехэнерго", УралВТИ и НПО ЦКТИ.

Методические указания предназначены для персонала энергопредприятий, занимающегося накладкой и эксплуатацией деаэраторов повышенного давления.

 

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. Методические указания составлены на основе ГОСТ 16860-77 "Деаэраторы термические", РТМ 108.030.21-78 "Расчет и проектирование термических деаэраторов" в РТМ 24.021.05 "Турбины паровые конденсационные мощностью 200 МВт и выше. Гарантийные тепловые испытания".

1.2. Методические указания распространяются на термические деаэраторы типа ДП на абсолютное давление от 0,6 до 0,8 МПа, состоящие из деаэрационных баков и предназначенные для удаления коррозионно-агрессивных газов из питательной воды для паровых котлов.

1.3. В настоящее время отсутствуют государственные стандарты на измерение концентрации кислорода и свободной углекислоты в воде, а также методика расчета погрешности этих измерений, поэтому в Методических указаниях не приводится оценка погрешности испытаний деаэраторов.

1.4. Испытаний деаэраторов атмосферного типа на абсолютное давление 0,12 МПа проводятся аналогично испытаниям деаэраторов повышенного давления.

 

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИСПЫТАНИЙ

 

2. По целям и задачам испытания деаэраторов повышенного давления можно разделить на эксплуатационные и исследовательские.

2.2. Эксплуатационные испытания проводятся с целью проверки выполнения основных норм по содержанию агрессивных газов в питательной воде, установленных для деаэраторов ГОСТ 16860-77 "Деаэраторы термические" [1].

2.3. Исследовательские испытания проводятся на новых образцах деаэраторов и деаэраторах, подвергшихся реконструкции со значительным изменением внутренних элементов. Основная роль таких испытаний – исследование работы деаэраторов во всех режимах, позволяющее судить не только о пригодности деаэратора к работе в конкретной схеме электростанции, но и дающее необходимые сведения конструирующим организациям для возможности совершенствования подобных конструкций в будущем, а также разработка рекомендаций для дальнейшего внедрения подобных деаэраторов в производство.

 

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

 

3.1. Ознакомление с деаэрационной установкой и ее тепловой схемой

Для ознакомления с установкой необходимо изучить технические условия на поставку, паспорт, акты ревизий, инструкции по эксплуатации; по показаниям штатных приборов и данных химического контроля оценить эффективность работы деаэратора; проверить возможность поддержания устойчивых режимов нагрузки и условий работы; выбрать способ изменения гидравлической нагрузки деаэратора; определить на месте состояние и расположение имеющихся измерительных устройств.

 

3.2. Схема экспериментального контроля

Для проведения испытаний деаэратора должна быть разработана схема экспериментального контроля, которая включает в себя весь дополнительный объем измерений, выбранный исходя из целей испытаний. На рис. 1 и 2 приведены примеры схем экспериментального контроля соответственно при исследовательских и эксплуатационных испытаниях.

 

 

Рис. 1. Схема установки измерительных приборов при проведении исследовательских испытаний деаэраторов повышенного давления, установленного в схеме энергоблока:

1 – измерение перепада давлений на барботажном листе; 2 – измерение уровня;

 - пробоотборные линии

 

 

Рис. 2. Схема установки измерительных приборов при проведении эксплуатационных испытаний деаэратора повышенного давления, установленного в схеме энергоблока

Обозначения см. рис. 1

 

В табл. 1 приведен перечень основных измеряемых величин и методы их измерения. Все измерения проводятся с учетом требований, предъявляемых к измерительным устройствам [3-5].

Таблица 1

 

Перечень измеряемых величин и способы их измерения

 

Величина		Эксплуатационные испытания		Исследовательские испытания
		Первичный измерительный прибор (метод)	Вторичный измерительный прибор	Первичный измерительный прибор (метод)	Вторичный измерительный прибор
1.	Давление в деаэраторе	Пружинный манометр класса точности 0,6	—	Пружинный манометр класса точности не более 0,6	—
2.	Температура потоков, поступающих на деаэрацию:
	основной конденсат турбин, химически обессоленная вода, конденсат подогревателей сетевой воды, производственный конденсат	Лабораторный ртутный термометр с ценой деления 1 °С	—	Лабораторный ртутный термометр с ценой деления 1 °С	—
		Платиновый термометр сопротивления ТСП	Автоматические уравновешенные мосты КСМ1, КСМ2, КСМ4	Платиновый термометр сопротивления ТСП	Автоматический уравновешенный мост КСМ4
		Термоэлектрические термометры ТХК, ТХА	Потенциометры КСП1, КСП4	Термоэлектрический термометр ТХК	Потенциометр КСП4
	дренаж ПВД, конденсат с уплотнений питательных насосов и пр.	—	—	Платиновый термометр сопротивления ТСП	Автоматический уравновешенный мост КСМ4
		—	—	Термоэлектрический термометр ТХК	Потенциометр КСП4
3.	Температура греющего пара	—	—	То же	То же
4.	Температура выпара	Лабораторный ртутный термометр с ценой деления 1 °С	—	Лабораторный ртутный термометр с ценой деления 1 °С	Потенциометр КСП4
		Платиновый термометр сопротивления ТСП	Автоматические уравновешенные мосты КСМ1, КСМ2, КСМ4	Платиновый термометр сопротивления ТСП	Автоматический уравновешенный мост КСМ4
		Термоэлектрические термометры ТХК, ТХА	Потенциометры КСП1, КСП4	Термоэлектрические термометры ТХК, ТХА	Потенциометр КСП4
5.	Расхода потоков, поступающих на деаэрацию
	основной конденсат турбин, конденсат подогревателей сетевой воды, производственный конденсат, химически обессоленная вода, конденсат с уплотнений питательных насосов	Нормальные диафрагмы, рассчитанные по [6] с дифманометрами ДТ-50 или ДМЭР	Миллиамперметры КСУ1, КСУ4	Нормальные диафрагмы, рассчитанные по [6] с дифманометрами ДТ-50 или ДМЭР	Миллиамперметры КСУ1, КСУ4
6.	Расход пара	Вычисляется по балансу деаэратора	—	То же	То же
7.	Расход выпара	Определяется по степени открытия задвижки	—	-«-	-«-
8.	Уровень воды в баке-аккумуляторе	Водомерное стекло	—	Водомерное стекло	-«-
9.	Уровень воды на листах в сливном стакане	—	—	То же	—
10.	Концентрация кислорода в исходных потоках:
	основной конденсат турбин, конденсат подогревателей сетевой воды, производственный конденсат, химически обессоленная вода	Колориметрический с применением сафранина Т и йодометрический метод [7]	—	Колориметрический с применением сафранина Т иkb йодометрический метод [7]	—
	прочие потоки	—	—	То же	—
11.	Концентрация кислорода в деаэрированной воде	Колориметрический метод с применением сафранина Т	—	Колориметрический метод с применением сафранина Т	—
12.	Концентрация свободной углекислоты в исходных потоках	—	—	Метод титрования раствором щелочи в присутствии фенолфталеина	—
13.	Концентрация свободной углекислоты в деаэрированной воде	Метод титрования раствором щелочи в присутствии фенолфталеина	—	То же	—
14.	Бикарбонатная щелочность исходных потоков	—	—	Метод титрования раствором кислоты в присутствии фенолфталеина, затем метилоранжа	—
15.	Бикарбонатная щелочность деаэрированной воды	Метод титрования раствором кислоты в присутствии фенолфталеина, затем метилоранжа	—	То же	—

3.3. Особенности измерения некоторых величин

3.3.1. Давление в деаэраторе измеряется в верхней части бака-аккумулятора или в пароуравнительной линии.

3.3.2. При измерении расходов потоков, поступающих на деаэрацию, во избежание нарушения гидродинамики, в особенности при параллельной работе с другими деаэраторами, максимальный перепад давлений в диафрагмах не следует принимать более 300-400 мм рт. ст. (0,04-0,06 МПа).

3.3.3. При измерении расхода выпара с помощью диафрагмы последняя должна быть снабжена уравнительными сосудами достаточного объема - на менее трехкратного объема воды в импульсных трубках, соединяющих уравнительные сосуды с дифманометром. Расход выпара кроме как непосредственным измерением можно находить по тепловому балансу охладителя выпара; в этом случае измеряется расход охлаждающей воды на охладитель и температура охлаждающей воды до и после него.

3.3.4. Пробы воды на химический анализ отбираются с помощью трубки из нержавеющей стали диаметром 8-10 мм.

На пробоотборной линии устанавливаются два запорных вентиля: непосредственно у места отбора и у холодильника, предназначенного для охлаждения пробы. Расход пробы регулируется вентилем, установленным после холодильника на щите химического контроля. Пробы на анализ отбираются на вертикальном участке; в случае же отбора пробы на горизонтальном участке штуцер для отвода анализируемой воды должен устанавливаться сбоку трубопровода. Нельзя отбирать пробы при сильно "поджатых" вентилях на пробоотборной линии, чтобы избежать подсосов воздуха через сальники вентилей.

Расход охлаждающей воды на холодильник регулируется с помощью вентиля, установленного на линии подвода охлаждающей воды диаметром 25-40 мм непосредственно у холодильника.

Приборы и реактивы для проведения анализа воды, а также сами методы определения концентрации кислорода, свободной углекислоты¹ и бикарбонатной щелочности приведены в [7].

___________________

¹ Методика определения содержания свободной углекислоты описана в «Инструкции по анализу воды, пара, накипи и отложений в теплосиловом хозяйстве» (М.: Энергия, 1967).

 

Концентрация кислорода измеряется в следующих исходных потоках: конденсате турбин, обессоленной воде при подаче ее непосредственно на деаэратор, непрерывно подаваемом, конденсате дренажных баков и производственном конденсате, если последние на время испытаний не отключаются - в соответствии с [7].

При исследовательских испытаниях содержание кислорода определяется не только в исходных потоках, но и в отдельных характерных зонах самой деаэрационной колонки, например в потоках с барботажного листа.

Концентрация кислорода в деаэрированной воде определяется непосредственно после бака-аккумулятора.

Для оценки работы собственно деаэрационной колонки с точки зрения степени удаления агрессивных газов пробы отбираются из потока деаэрированной воды в бак-аккумулятор. Проба отбирается с помощью воронки, установленной в баке непосредственно под сливом деаэрированной воды из колонки, и отводится по пробоотборной трубке на холодильник. Концентрация кислорода в деаэрированной воде определяется одним из рекомендованных в [7] методов.

Концентрация свободной углекислоты измеряется в следующих потоках, поступающих на деаэратор: основном конденсате турбин, обессоленной воде, конденсате подогревателей сетевой воды, дренаже ПВД, а также в деаэрированной воде. Одновременно с концентрацией свободной углекислоты определяется бикарбонатная щелочность.

 

3.4. Требования к испытываемому деаэратору

Испытанию деаэратора должен предшествовать его внутренний осмотр с целью установления соответствия чертежам элементов деаэрационных колонок, отсутствия поломок, загрязнений и коррозии поверхностей тарелок.

В струйно-барботажных деаэраторах особое внимание должно быть уделено проверке горизонтальности установки тарелок, в первую очередь барботажной тарелки.

Отклонение дырчатых листов от горизонтали не должно превышать 12-13 мм. Кроме того, должны строго соблюдаться взаимное расположение водораспределительной тарелки и барботажного участка барботажной тарелки, а также геометрические размеры пароперепускного клапана и водосливного устройства. Площадь барботажного участка должна соответствовать проектной.

В насадочных деаэраторах должна быть проверена высота загрузки насадки и ее равномерность по сечению.

Все неисправности и несоответствия проекту должны быть устранены до начала испытаний. Проводить испытания для снятия эксплуатационных характеристик деаэраторов, имеющих неисправности, не допускается.

 

4. ПРОГРАММА И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

 

Программа испытаний определяет цели, объем и характер всех проводимых работ и является основным техническим документом.

Программа испытаний состоит из следующих разделов: цель испытаний; краткая характеристика испытываемого деаэратора; режимы работы оборудования и условия проведения опытов; методы измерений.

Все разделы программы должны быть изложены четко и подробно, чтобы исключить возможность различного их толкования.

 

4.1. Условия проведения опытов по снятию основной характеристики

Большое многообразие схем включения деаэраторов требует в каждом отдельном случае для проведения испытаний определять конкретные условия и режимы работы оборудования.

Одним из основных условий успешного проведения опытов является правильный выбор способа изменения гидравлической нагрузки деаэратора, который в свою очередь зависит от способа включения испытываемого деаэратора в тепловую схему электростанции.

Ниже приводятся основные условия и режимы испытаний деаэратора в блочной схеме и в схеме с поперечными связями.

 

4.1.1. Блочная схема (табл. 2)

Наибольший интерес для деаэраторов, работающих в схеме энергоблока, представляет характеристика, выражающая зависимость остаточного содержания кислорода в деаэрированной воде от гидравлической нагрузки при эксплуатационной температуре основного конденсата, поскольку температура основного конденсата и гидравлическая нагрузка тесно связаны одна с другой.

 

Таблица 2

 

Условия и режимы испытаний деаэратора, работающего в схеме энергоблока

 

Опыт	Гидравлическая нагрузка деаэратора, %	Способ снижения температуры основного конденсата	Степень открытия задвижки на выпаре, %	Начальное содержание кислорода
По снятию зависимостей O2 = f (D), O2 = f (Dвып) и с высокой начальной концентрацией кислорода	30	Полностью включена схема регенерации низкого давления	25	Эксплуатационное
			50
			100	То же
				Повышенное (1 мг/кг)
				Максимально достижимое
		Отключен один ПНД	100	Эксплуатационное
		Отключены все ПНД	100	То же
	70	Отключены все ПНД	100	-«-
		Отключен один ПНД	100	-«-
		Включены все ПНД	100	-«-
	100	Включены все ПНД	25	-«-
			50	-«-
			100	Повышенное (1 мг/кг)
				Максимально достижимое
		Отключен один ПНД	100	Эксплуатационное
		Отключены все ПВД	100	То же
	120	Включены все ПНД	100	Эксплуатационное
		Отключен один ПНД	100	То же
		Отключены все ПВД	100	-«-
По снятию характеристики предельных режимов	120	¾	100	-«-
	100
	70
По снятию характеристики пускового режима	¾	¾	100	-«-

 

Для получения этой характеристики проводится серия опытов по определению остаточного содержания кислорода и углекислоты в деаэрированной воде при четырех-шести значениях гидравлической нагрузки - от 30 до 120 %. Минимальная нагрузка деаэратора может быть ограничена минимальной нагрузкой энергоблока.

Следующая серия опытов проводится при пониженной температуре основного конденсата, которая достигается отключением одного или нескольких ПНД.

Для деаэраторов, работающих в схеме энергоблока, представляют интерес также характеристики особых режимов, т.е. режимов со значительными отклонениями параметров работы (режим пуска и режим с пониженной температурой основного конденсата, поступающего в деаэратор, вследствие отключения всех ПНД).

ГОСТ 16860-77 предъявляет к работе деаэраторов во время пуска особые требования; минимальная производительность деаэраторов, предназначенных для энергоблоков, должна составлять 15% номинальной; при производительности 15-30% номинальной подогрев воды в деаэраторе должен составлять 40-70 °С. При проведении опытов с целью проверки предпусковой и пусковой деаэрации воды режим работы деаэратора определяется инструкцией по пуску. Продолжительность испытаний определяется продолжительностью пуска.

При установке на один энергоблок двух деаэраторов обычно не предусматривается запорная и регулирующая арматура на ответвлениях трубопроводов к этим деаэраторам. Если есть основание полагать, что потоки пара и воды на деаэраторы распределяются равномерно, целесообразно испытывать один из деаэраторов, пользуясь значениями расходов по диафрагмам, установленным на общих подводах, поделенными на два. Критериями оценки равномерности распределения потоков служат:

- геометрическая симметрия в подводах всех потоков;

- отсутствие перекосов по уровням в баках-аккумуляторах и по давлениям в деаэрационных колонках.

Если симметрия в распределении потоков отсутствует, необходимо на всех ответвлениях ставить дополнительные измерительные диафрагмы, которые после окончания испытаний должны быть демонтированы.

Продолжительность каждого опыта должна составлять не менее 1 ч; в течение этого времени не менее пяти-шести раз определяется конечное содержание кислорода и углекислоты. При этом расхождения между отдельными показателями не должны быть больше точности определения содержания того или иного газа (для кислорода не должна превышать 2 мкг/кг).

При изменении режима работы испытываемого деаэратора установившееся состояние из-за большой аккумулирующей способности бака-аккумулятора в изменяющихся равновесных концентраций наступает только после трехкратного обмена воды в баке.

Основным потоком, поступающим на деаэраторы при работе в схеме энергоблока, является конденсат турбин, который прошел первую ступень деаэрации в конденсаторе, поэтому начальное содержание кислорода в воде, поступающей в деаэратор, обычно невелико.

Для определения влияния на работу деаэратора начального содержания кислорода проводится дополнительная серия опытов (из трех-пяти опытов). Начальное содержание кислорода повышается следующими способами: относительным увеличением расхода конденсата из баков запаса конденсата, впуском газообразного кислорода из баллона в линию основного конденсата после конденсатных насосов¹; осторожным впуском воздуха в нижнюю часть конденсатосборника турбины, постоянно заполненную конденсатом, или во всасывающий конденсатопровод, если конденсатный насос работает устойчиво.

___________________

¹ К работе с кислородными баллонами допускается специально обученный персонал.

 

4.1.2. Схема с поперечными связями (табл. 3).

 

Таблица 3

 

Условия и режимы испытаний деаэратора, работящего в схеме электростанции с поперечными связями

 

Опыт	Гидравлическая нагрузка деаэратора, %	Нагрев воды в деаэраторе, °С	Степень открытия задвижки на выпаре, %	Начальное содержание кислорода
По снятию зависимостей O2 = f (D), O2 = f (Dвып) и с высокой начальной концентрацией кислорода	30	10	25	Эксплуатационное
			50
			100	То же
				Повышенное (1 мг/кг)
				Максимально достижимое
		25	100	Эксплуатационное
		40	100	То же
	70	10	100	-«-
		25	100	-«-
		40	100	-«-
	100	10	25	-«-
			50	-«-
			100	Повышенное (1 мг/кг)
				Максимально достижимое
				Эксплуатационное
		25	100	Эксплуатационное
		40	100	То же
	120	10	100	-«-
		25	100	-«-
		40	100	-«-
По снятию характеристики предельных режимов	120	¾	100	-«-
	100
	70

 

При параллельной работе деаэраторов в схеме электростанции испытание проводится на одном из деаэраторов. Расходы в этом случае необходимо измерять непосредственно на подводах потоков к этому деаэратору, который по мере возможности должен быть выделен из схемы. Индивидуальное регулирование подачи пара и добавочной воды позволяет это сделать без особых трудностей.

При групповом регулировании подачи пара и добавочной воды изменение гидравлической и тепловой нагрузки испытываемого деаэратора даже при больших диаметрах уравнительных трубопроводов по пару и воде неизбежно ведет к изменению уровня воды в баке испытываемого деаэратора. Поэтому при повышении тепловой нагрузки последнего возникает необходимость в увеличении вручную степени открытия задвижки, установленной на ответвлении для подачи пара в испытываемый деаэратор, и одновременно в уменьшении степени открытия задвижек на паропроводах перед остальными параллельно включенными деаэраторами. При этом необходим четкий постоянный контроль за уровнями всех деаэраторов, иначе уровень в испытываемом деаэраторе может повыситься до недопустимого значения.

Переток воды в испытываемый деаэратор возможен в опытах о минимальной гидравлической нагрузкой и при низком нагреве воды в деаэраторе, т.е. при его низкой тепловой нагрузке, поэтому в этих опытах очень важно поддерживать постоянный уровень воды, который после отрегулирования паровой запорной арматуры зависит в основном от тепловой нагрузки остальных параллельно включенных деаэраторов. Поэтому опыты с минимальными гидравлическими нагрузками лучше проводить при сниженной нагрузке на турбинах, в схеме которых установлены данные деаэраторы.

Требования по продолжительности опыта и ожидания установившегося режима такие же, что и для деаэраторов, работающих в схеме энергоблока.

При работе деаэраторов в параллель на время испытаний линии, по которым трудно измерить и учесть расход потоков, должны быть отключены от испытываемого деаэратора, например линии, по которым периодически подаются потоки из дренажных баков.

Температура исходного потока, поступающего на деаэрацию, определяется как средневзвешенная всех потоков.

Для проведения опытов с высокой начальной концентрацией кислорода необходимо увеличить подачу в деаэратор химически обессоленной воды, если она не проходит предварительную деаэрацию в атмосферных, вакуумных деаэраторах или конденсаторах турбин. В противном случае повышение начальной концентрации кислорода осуществляется так же, как и для деаэраторов, работающих в схеме энергоблока.

 

4.2. Проведение опытов по снятию предельной характеристики

Предельные режимы работы деаэраторов возникают при повышении тепловой нагрузки деаэратора и вызываются нарушением гидродинамической устойчивости вследствие недопустимо высоких скоростей пара в отдельных сечениях колонки.

При поступлении в деаэратор воды с относительно вязкой температурой нарушение гидродинамической устойчивости может привести к сильным гидравлическим ударам и механическому повреждению деаэратора.

О наступлении предельных режимов работы деаэратора судят по появлению воды в выпаре (снижению температуры выпара более чем на 1 °С по отношению к температуре насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе) или по появлению гидроударов в деаэрационной колонке. Сразу после появления гидроударов тепловая нагрузка деаэраторов должна быть снижена во избежание разрушения элементов деаэрационной колонки.

Чтобы достигнуть значений предельной тепловой нагрузки при нормальном давлении, нужно при определенной гидравлической нагрузке значительно снизить температуру поступающих на деаэрацию потоков. Некоторые современные деаэраторы рассчитаны на большой запас тепловой производительности, и при номинальном давлении пара в деаэраторе предельная характеристика не может быть получена. Для деаэраторов, работающих в схеме энергоблока, предельные тепловые нагрузки могут быть получены во время пуска, т.е. при работе на пониженном давлении в деаэраторе.

 

4.3. Опыты по построению характеристики О₂ = f (D_вып)

Серия опытов (из трех-пяти опытов) по построению этой характеристики проводится при близких к номинальной гидравлической и тепловой нагрузках деаэрационной колонки и при разной степени открытия задвижки на выпаре.

 

4.4. Общие условия работы деаэрационных установок во время испытаний

4.4.1. За 5-6 ч до начала испытаний должно быть прекращено аминирование питательной воды и подача в нее гидразина.

4.4.2. Следует по возможности строго выдерживать расход и температуру поступающих на деаэрацию потоков, чтобы колебания основного параметра - давления в деаэрационной колонке - не превышали 5%.

4.4.3. Данные теплотехнических измерений должны регистрироваться с периодичностью 2-5 мин, давление пара в деаэрационной колонке - 2 мин.

 

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

 

Обработка результатов испытания производится в обычном порядке:

- разметка границ опытов;

- усреднение показаний приборов;

- введение поправок к показаниям приборов;

- определение расчетных величин;

- графическое построение характеристик;

- составление отчета об испытании.

 

5.1. Разметка границ опытов

Все журналы наблюдений, диаграммы самопишущих приборов должны быть просмотрены и выявлены недопустимые отклонения и ошибки. При значительном отклонении давления, особенно в сторону повышения, необходимо проверить значения остаточного содержания кислорода и углекислого газа в данном опыта. Если эти значения также повысились, все данные дальнейших измерений этого опыта следует считать недействительными, так как даже после восстановления нормального режима необходима трехкратная смена воды в баке, особенно если нет дополнительного отбора пробы сразу после колонки.

После проверки устанавливают границы каждого опыта, т.е. начало и конец записей, подлежащих обработке, и исключают опыты, не удовлетворяющие условиям испытания.

 

5.2. Усреднение показаний приборов

Значение, измеренное во время каждого опыта, получают как среднеарифметическое значение показаний прибора, записанных периодически или непрерывно во время опыта.

Концентрацию кислорода в исходной и деаэрированной воде, а также концентрацию углекислого газа определяют также как среднеарифметическое за опыт значение, но измеренное одним и тем же методом. Среднеарифметическое значение подсчитывают с числом знаков большим их числа в отсчетах показаний приборов.

 

5.3. Введение поправок к показаниям приборов

К среднеарифметическим значениям показаний прибора в каждом опыте прибавляют алгебраическую сумму поправок. Если по протоколам тарировки прибора до и после испытания поправки различны, принимают их среднеарифметическое значение для данного отсчета.

Среднеарифметические значения с введенными поправками являются окончательными и вносятся в сводную таблицу результатов испытаний.

 

5.4. Определение расчетных величин

5.4.1. Гидравлическую нагрузку деаэратора находят как сумму расходов всех потоков, поступающих в деаэрационную колонку (основной конденсат, химически обессоленная вода, конденсат подогревателей сетевой воды, производственный конденсат, греющий пар и пр.), за вычетом расхода выпара (потоки, направленные в бак, сюда не относятся, за исключением случая, когда на баки направлены потоки перегретой воды, например дренаж ПВД и пр.):

D = SD_i – D_вып,

где D - гидравлическая нагрузка деаэратора, т/ч;

D_i – расход потока, поступающего в деаэратор, т/ч;

D_вып - расход выпара, т/ч.

5.4.2. Средняя температура воды (°С), поступающей на деаэрацию (средняя температура "холодных" потоков), определяется по формуле

,

где  - расход "холодного" потока (основного конденсата турбин, химически обессоленной воды, конденсата подогревателей сетевой воды, производственного конденсата, конденсата дренажных баков и пр.), т/ч;

t_i - температура "холодного" потока, °С; "холодными" являются все потоки, температура которых ниже температуры насыщения, соответствующей давлению в деаэраторе.

Средняя температура воды определяется для деаэраторов, работающих в схемах с теплофикационными турбинами и с турбинами с противодавлением.

Для конденсационных энергоблоков основным потоком поступающим на деаэрацию, является конденсат турбин. Поэтому для таких блоков имеет смысл за температуру "холодных" потоков принимать температуру основного конденсата и характеристики строить не в зависимости от гидравлической нагрузки деаэратора, а в зависимости от расхода основного конденсата или даже расхода питательной воды на энергоблок.

5.4.3. Нагрев воды (°С) в деаэраторе определяется по формуле

Dt =t_s – t_cp,

где t_s - температура воды на линии насыщения, соответствующая давлению в деаэраторе, °С.

5.4.4. Тепловая нагрузка Q (Гкал/ч) деаэратора определяется как

,

где Di - увеличение энтальпии "холодного" потока в деаэраторе, ккал/кг;

,

 - энтальпия воды на линии насыщения, соответствующая давлению в деаэраторе, ккал/кг;

i_cp – средняя энтальпия "холодных" потоков, поступающих на деаэрацию, ккал/кг; вычисляется аналогично t_cp.

 

5.5. Графическое построение характеристик

5.5.1. По результатам испытаний и расчетов строят графики основной и предельной характеристик.

На рис. 3, 4 показан примерный характер графиков. Если возникает необходимость, строятся другие графики, описывающие работу отдельных элементов деаэрационной установки.

5.5.2. Характеристика, описывающая влияние выпара на остаточное содержание кислорода в деаэрированной воде, строится в координатах O₂ – D_вып/D (удельный расход выпара) или О₂ - % открытия задвижки на трубопроводе выпара. Характер кривой показан на рис. 5.

5.5.3. Характеристика, описывающая дополнительный процесс дегазации, происходящий в баке-аккумуляторе, строится в координатах O₂, CO₂ - t:

,

где t - время пребывания воды в баке, ч;

V – объем воды в баке, м³;

g - плотность деаэрированной воды, кг/м³;

D₂ - расход отводимой из бака деаэрированной воды, т/ч.

Примечание. Объем воды в баке вычисляется исходя из геометрии бака и уровня воды в нем; поскольку уровень в баке регулируется автоматически и колеблется иногда в значительных пределах, необходимо для построения характеристики выбрать опыты, где уровень мало колеблется, иначе довольно сложно определять время пребывания воды в баке.

 

 

Рис. 3. Зависимость содержания кислорода и углекислого газа в деаэрированной воде от гидравлической нагрузки и нагрева - основная характеристика деаэратора:

1 - содержание кислорода при трех значениях нагрева воды в деаэраторе; 2 - содержание углекислого газа

 

 

Рис. 4. Зависимость предельной гидравлической нагрузки от нагрева воды - характеристики предельных режимов

 

 

Рис. 5. Зависимость содержания кислорода в деаэрированной воде от удельного расхода выпара

 

5.5.4. Работу внутренних элементов деаэрационных колонок современных струйно-барботажных деаэраторов характеризуют графики зависимости сопротивлений барботажного листа DР_б.л от объемного расхода пара (D_пg), а также уровня воды в сливном стакане h_ст и на листах h_л от тепловой нагрузки деаэратора.

При расчете расхода пара на колонку D_п (т/ч) необходимо учесть пар, получаемый в деаэраторе за счет вскипания "горячих" потоков воды, например потока дренажа ПВД.

где  - расход пара, измеренный по диафрагме, т/ч;

 - пар, полученный из дренажа ПВД, который находится из решения системы уравнений материального и теплового баланса, т/ч;

;

D_др - расход дренажа ПВД в деаэратор, т/ч;

i_др - энтальпия дренажа ПВД, ккал/кг;

i_s - энтальпия пара на линии насыщения, соответствующая давлению в деаэраторе, ккал/кг.

5.5.5. Работу деаэратора в пусковом режиме характеризуют временные зависимости параметров, которые строятся для большей наглядности на одном графике; коротко описывают также основные - пусковые операция.

На графике приводятся следующие величины: расход питательной воды на котел (D_п.в), расход основного конденсата (D_о.к); температура питательной воды (t_п.в), температура основного конденсата (t_о.к), давление в деаэраторе (Р_д), уровень воды в баке-аккумуляторе (H_g), cодержание кислорода в основном конденсатора, поступающей на деаэрацию (), и содержание кислорода в деаэрированной воде ().

 

5.6. Составление отчета об испытаниях

В отчет об испытаниях деаэрационных установки включают:

- техническую характеристику испытываемого деаэратора, краткое описание его конструкции, схему работы;

- данные о методе измерений, схему экспериментального контроля;

- описание условий и режимов работы установки во время опытов;

- сводную таблицу результатов испытаний;

- графики характеристик работы деаэратора и его элементов;

- анализ результатов испытаний и разработанные рекомендации по повышению надежности и экономичности работы деаэратора.

Во введении отчета должны быть четко сформулированы цели и задачи проводимых испытаний. В конце отчета должен быть приведен список использованных информационных источников.

 

6. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ И ЭКОНОМИЧНОСТИ РАБОТЫ ДЕАЭРАТОРА

 

Полученные в результате испытаний данные о работе деаэрационной установки сравнивают с требованиями ГОСТ 16860-77 "Деаэраторы термические" и делают заключение о пригодности деаэратора к работе в данной схеме.

Все недостатки проектирования и эксплуатации деаэрационной установки, обнаруженные во время испытаний, должны быть проанализированы. По результатам анализа должны быть выданы рекомендации по их устранению.

Как правило, при проведении испытаний условия работы деаэратора лучше, чем при их обычной эксплуатации (хотя бы в части поддержания постоянного давления в деаэраторе и равномерности расходов воды на деаэрацию), поэтому испытания оценивают в основном работу собственно деаэратора. При анализе, однако, нужно учитывать какое влияние на работу деаэратора может оказать реальная схема, в которой он работает, критически оценить его и наметить пути по оптимизации схемы, в которую включен деаэратор. Особенно большое влияние на работу деаэраторов оказывает параллельная схема их включения.

При анализе результатов испытаний должны быть определены оптимальные режимы и условия эксплуатации деаэрационной установки.

Экономичность работы деаэраторов зависит в основном от следующих факторов:

- экономического использования выпара деаэратора;

- сопротивления трубопроводов греющего пара, особенно в тех случаях, когда это даже в нормальных условиях эксплуатации приводит к вынужденному снижению давления в деаэраторах;

- неоправданных потерь воды через пробоотборные точки, водомерные стекла, с течами и парениями, переливом на баке-аккумуляторе.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. - ГОСТ 16860-77. Деаэраторы термические.

2. - РТМ 108.030.21-78. Расчет и проектирование термических деаэраторов.

3. - РТМ 24.021.05. Турбины паровые конденсационные мощностью 200 МВт и выше. Гарантийные тепловые испытания.

4. ЧИСТЯКОВ С.Ф., РАЦУН Д.В. Теплотехнические измерения и приборы. – М.: Высшая школа, 1972.

5. МУРИН Г.А. Теплотехнические измерения. – М.: Энергия, 1979.

6. - ПРАВИЛА 28-64. Измерение расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами. – М.: Изд-во стандартов, 1964.

7. - ИНСТРУКЦИЯ по эксплуатационному анализу воды и пара на тепловых электростанциях. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1979.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1. Общие положения

2. Цели и задачи испытаний

3. Подготовка к испытаниям

4. Программа и порядок проведения испытаний

5. Обработка результатов испытаний

6. Анализ результатов испытаний и разработка рекомендаций по повышению надежности и экономичности работы деаэратора

Список использованной литературы