Котел ТГ-104. Краткая характеристика

Котельный агрегат ТГ-104 предназначен для получения пара высокого давления при сжигании природного газа и дизтоплива и работы в блоке с турбиной К-210-130-3.

Котельный агрегат имеет П-образную компановку и состоит из топочной камеры, являющейся восходящим газоходом, опускной конвективной шахты и горизонтального газохода, соединяющего топку с конвективной шахтой. В топочной камере размещены испарительные экраны, а в верхней ее части, кроме того, расположен пароперегреватель. В горизонтальном газоходе установлены две ступени конвективного пароперегревателя высокого давления. В конвективной шахте (последовательно по ходу газов) расположены выходная и входная ступени пароперегревателя низкого давления и водяной экономайзер, два включенных парал- лельно регенеративных вращающхся воздухоподогревателя. Потолок топочной камеры, горизонтального газохода, поворотной камеры и стены поворотной камеры экранированы трубами пароперегревателя высокого давления.
Топочная камера имеет обычную призматичную форму и в плане представляет прямоугольник с размерами (по сечению труб) 18624 х 7352 мм. Объем топочной камеры - 2860 куб.м, тепловое напряжение топочного объема при номинальной нагрузке котла составляет при сжигании газа 196 х 10 куб.м/час.
Стены топочной камеры экранированы испарительными трубами диаметром 60 х 6 мм (сталь 20) с шагом 64 мм.
Под топочной камеры образован трубами заднего экрана и имеет наклон к горизонтальной плоскости 15°. Для предотвращения расслоения пароводяной смеси в накладных трубах пода, последние защищены от излучения факела слоем шамотного кирпича и хромитовой массы (ПХМ-I).
Для обеспечения жесткости к наружной стороне труб, образующих под, присоединены специальные металлоконструкции.
В верхней и нижней части топочной камеры экраны подключены соответственно к коллекторам диаметром 219 х 30 мм (ст.20) и 219 х 26 мм (ст.20).
Подвод воды к нижним камерам экранов осуществляется трубами диаметром 159 х 15 мм (ст.20), отвод пароводяной смеси трубами диаметром 133 х 13 мм (ст.20) (кроме пароотводящих труб заднего экрана и крайних панелей фронтового экрана).
Все экраны с помощью тяг подвешены к металлоконструкциям потолочного перекрытия и имеют возможность свободно перемещаться при тепловом расширении.
Панели боковых и фронтового экранов имеют 4 яруса креплений, допускающих вертикальное перемещение панелей.
Панели заднего экрана имеют три яруса креплений.
Нижняя часть топочной камеры имеет натрубную обмуровку, остальная часть топки щитовую обмуровку.
С целью предотвращения присосов в топочную камеру переход настенной обмуровки к щитовой выполнен через гидрозатвор, воспринимающий разницу тепловых расширений труб экранов каркасов.
В районе гидрозатвора выполнен пояс жесткости, связывающий все панели экранов и воспринимающий основную часть нагрузки от пода.
Для улучшения аэродинамики верхней части топочной камеры трубы заднего экрана в верхней части образуют выступ в топку с вылетом 2000 мм. Выступ образуют приблизительно 80% труб заднего экрана, остальные 20% труб выполнены прямыми и являются несущими.
С целью уменьшения влияния неравномерности обогрева на циркуляцию все экраны топочной камеры секционированы: трубы с камерами выполнены в виде отдельных панелей, каждая из которых представляет отдельный циркуляционный контур.
Всего в топке имеется 22 панели экранов: фронтовой и задний экраны имеют 8 панелей, каждый боковой экран по 3 панели.
Крайние панели фронтового экрана (одна левая и одна правая) имеют по 13 испарительных труб, по одной водоподводящей трубе и по 2 пароотводящих трубы диаметром 108 х 12 мм (ст.20). Остальные 6 панелей фронтового экрана имеют по 44 испарительные трубы, по 3 водоподводящих трубы и по 4 пароотводящих трубы.
Каждая панель бокового экрана состоит из 36 испарительных труб, 2-х водоподводящих и 4-х пароотводящих труб.
Каждая панель заднего экрана состоит из 36 испарительных труб( в двух крайних панелях по 37 труб), 2-х водоподводящих труб и 4-х пароотводящих труб (обогреваемый участок выполнен из трубы диаметром 133 х 13 мм(ст.20), остальной участок - из трубы диаметром 133 х 10 мм,(ст.20).
Котлоагрегат имеет двухступенчатую схему испарения (ступенчатая схема испарения уменьшает величину потерь воды и тепла с непрерывной продувкой). во вторую ступень испарения включены средние панели боковых экранов. Сепарация пароводяной смеси, поступающей из первой ступени испарения, осуществляется в барабане, сепарация паровой смеси, поступающей из второй ступени испарения в 4-х вертикальных выносных циклонах диаметром 426 х 36, размещенных попарно у боковых стен котла.
Паропроизводительность второй ступени испарения составляет примерно 10% от общей паропроизводительности котлоагрегата. К каждому циклону пароводяная смесь подводится двумя трубками диаметром 133 х 13мм. В циклонах пароводяная смесь проходит улитку, где получает закрутку для более эффективной сепарации. Вода во внутренней стенке стекает вниз в водяной объем циклона, а отсепарированный пар поступает в верхнюю паровую часть циклона. Пар из каждого выносного циклона 2-мя трубами диаметром 133 х 13 мм подается в барабан под промывочное устройство. Вода в нижние камеры средних боковых панелей подводится из нижней торцевой части циклонов двумя трубами диаметром 159 х 15 мм.( по трубе из каждого циклона). Питание каждого блока спаренных циклонов производится котловой водой из барабана котла трубой диаметром 159 х 15 мм. Для регулирования солевой кратности предусмотрена линия из левого выносного циклона во входной коллектор средней панели фронтового экрана.
Для солевого перемешивания осуществлен переброс воды левого выносного циклона во входной коллектор средней панели правого бокового экрана и наоборот. На линиях солевой кратности и солевого перемешивания арматура не предусмотрена.

Турбина К-210-130 ЛМЗ.

Паровая конденсационная турбина К-200-130-3 одновальная, трехцилиндровая, предназначена для непосредственного привода генератора переменного тока.

Основные параметры турбоустановки К-210-130 ЛМЗ:

Общий вес турбины 540000 кг

а) вес ротора высокого давления 7032 кг

б) вес ротора среднего давления 16245 кг

в) вес ротора низкого давления 36023 кг

Габариты:

а) общая длина турбины 20307 мм

б) длина ротора высокого давления 4180 мм

в) длина ротора среднего давления 6076 мм

г) длина ротора низкого давления 7175 мм

д) наибольший диаметр по рабочим

лопаткам РВД 1146 мм

е) наибольший диаметр по рабочим

лопаткам РСД 2554 мм

ж) наибольший диаметр по рабочим

лопаткам РНД 2876 мм.

Острый пар от котла по двум паропроводам подводится к двум, отдельно расположенным, паровым коробкам, в которых расположены 2 клапана автоматического затвора высокого давления (АЗВ) диаметром 225 мм. От этих клапанов пар по четырем перепускным трубам поступает к четырем регулирующим клапанам, паровые коробки которых приварены к передней части цилиндра высокого давления.

Ротор ЦВД – цельнокованый из стали Р2М. По оси ротора для контроля качества поковки выполнено сверление. Цилиндр высокого давления литой из хроммолибденванадиевой стали 15Х1М1ФЛ с приваренными сопловыми коробками, к которым подводится пар после регулирующих клапанов. Последовательность открытия регулирующих клапанов такова, что первыми открываются клапана подающие пар к сопловым коробкам, расположенным в верхней половине цилиндра. Диаметры регулирующих клапанов: 1-й - 125 мм, 2,3,4 - 150 мм, причем регулирующий клапан № 2 выполнен с разгрузкой.

Последовательность открытия регулирующих клапанов ЦВД: 2, 1, 3, 4. Последовательность открытия регулирующих клапанов ЦСД: 1 и 2, 3, 4.

Работа регулирующих клапанов ЦСД отличается от работы регулирующих клапанов ЦВД. Клапаны ЦСД регулируют расход пара через ЦСД только до нагрузки 30% номинальной. Их работа особенно важна при резких сбросах нагрузки с отключением генератора от сети, когда без них невозможно удержать турбину на холостом ходу. При больших нагрузках регулирующие клапаны ЦСД практически полностью открыты и в регулировании мощности не участвуют.

В цилиндре высокого давления расположены 12 ступеней, из которых 1-я ступень - регулирующая. Паровпуск ЦВД расположен со стороны упорного подшипника, лопаточный аппарат - левого вращения (если смотреть на ЦВД со стороны упорного подшипника). После ЦВД пар направляется в промежуточный пароперегреватель котла, оттуда через 2 автоматических затвора Æ420 мм и четыре регулирующих клапана Æ325 мм среднего давления поступает в цилиндр среднего давления (ЦСД).

Ротор ЦСД – комбинированный: передняя часть ротора – цельнокованая из стали Р2М, последние четыре диска - насадные из стали 34ХНЗМ. Цилиндр среднего давления состоит из двух частей - передней и выхлопной. Передняя часть, литая из хроммолибденованадиевой стали 15Х1М1ФЛ, с четырьмя коробками, в которых расположены регулирующие клапаны. Две верхние коробки приварены к цилиндру. Две боковые - крепятся на болтах.

Выхлопная часть ЦСД сварена из листовой углеродистой стали. В цилиндре среднего давления 11 ступеней.

Роторы среднего и высокого давления соединены между собой жесткой муфтой и расположены на 3-х подшипниках, один из которых (опорно-упорный) - общий для обоих роторов, расположен между цилиндрами высокого и среднего давления.

Из ЦСД пар по двум перепускным трубам Æ 1500 мм поступает в среднюю часть цилиндра высокого давления (ЦНД), в которой разделяются на два потока.

Ротор ЦНД – сборный: на вал из стали Р2 насажены в горячем состоянии диски из стали 34ХНЗМ. В ЦНД расположены 8 ступеней - по 4 ступени на каждом потоке. Каждый из потоков пара, перейдя соответствующую половину ЦНД, направляется в свой конденсатор. Оба конденсатора соединены между собой пароуравнительным коробом. Предпоследняя ступень выполнена двухъярусной (ступень Баумана). После расширения в верхнем ярусе до давления в выхлопном патрубке, пар поступает непосредственно в конденсатор. После прохождения нижнего яруса ступени, пар поступает на последнюю ступень ЦНД, где уже расширяется до давления в выхлопном патрубке и поступает в конденсатор. Так называемый полуторный выход позволяет повысить пропускную способность выхлопной части турбины. Длина лопатки последней ступени составляет 765 мм. Роторы среднего и низкого давления соединены между собой полугибкой муфтой.

Корпус ЦНД состоит из трех частей: средней и двух симметричных выходных. Средняя часть – литая, из чугуна марки СЧ-21-40. Выходные части сварены из углеродистой стали. На крышках корпуса ЦНД размещены предохранительные клапаны (мембраны), расчитанные на Р=1.2ата.

Фикс-пункт турбины расположен на средней раме передней части ЦНД так, что расширение агрегата происходит в сторону переднего подшипника. При полном прогреве корпус опорно-упорного подшипника перемещается относительно фикс-пункта примерно на 12мм, корпус первого подшипника примерно до 32 мм и часть ЦНД в сторону генератора до 3 мм.

Турбина снабжена валоповоротным устройством, предназначенным для обеспечения равномерного прогрева при пуске и равномерного остывания при останове, вращающим роторы со скоростью около 3,4 об/мин.

Для сокращения времени прогрева и улучшения условий пуска турбины предусмотрен паровой обогрев фланцев и шпилек.

В предпоследние камеры концевых уплотнений роторов подается пар при давлении 1,03-1,05 ата и температуре 130-150^ОС

Из крайних камер паровоздушная смесь отсасывается эжектором в вакуумный охладитель. Эжектор вакуумного охладителя и коллектор подачи пара на уплотнения питаются паром из деаэратора 7 ата, а при пуске и останове турбины из коллектора СН 13 ата.

Тепловая схема энергоблока.

Описание тепловой схемы.

Тепловой схемой предусматривается регенеративный подогрев питательной воды до 240 ^оС при номинальном количестве и параметрах отбираемого из промежуточных ступеней турбины пара.

Регенеративная установка состоит из 4-х подогревателей низкого давления (ПНД), предусматривается использование тепла пара основных эжекторов и пара, отсасываемого из уплотнений турбины, а также включает в себя деаэратор и 3-и подогревателя высокого давления (ПВД).

После конденсации пара в конденсаторе турбины, основной конденсат стекает в конденсатосборник, откуда конденсатными насосами прокачивается по тракту низкого давления. В первую очередь основной конденсат проходит охладитель эжектора (ОЭ). Греющей средой является выпар деаэратора Д-7 ата, подаваемый в основной эжектор в качестве рабочего тела. Сконденсировавшийся пар (дренаж) сливается в конденсатор. Предусматривается обвод ОЭ по воде.

Следующим по ходу среды является сальниковый подогреватель ПС-50, предназначенный для отвода и конденсации пара концевых уплотнений турбины. Рабочий пар берётся из деаэратора Д-7 ата. Дренаж через гидрозатвор Н=50м поступает в конденсатор турбины.

После ПС-50 основной конденсат проходит ПНД-1, питаемый паром VII отбора, встроенный в конденсатор. Для обеспечения работы блока в случае неисправности ПНД-1 есть обводная линия помимо обеих секций подогревателя. Дренажи обеих секций объединяются и через гидрозатвор высотой Н=5м поступают на нижнюю часть конденсатора.

Из ПНД-1 основной конденсат попадает в сальниковый подогреватель ПН-100 предназначенный для подогрева основного конденсата паром, который отсасывается из уплотнений ЦВД и ЦСД. Дренаж сальникового подогревателя через регулятор уровня поступает в нижнюю часть конденсатора. Обвода ПН-100 не предусмотрено и в случае возникновения большой неплотности трубной системы ПН-100 и невозможности снижения уровня, турбина должна быть остановлена с отключением конденсатных насосов.

Далее по тепловой схеме следует группа подогревателей низкого давления ПНД-2,3,4, которые служат для подогрева основного конденсата паром соответственно VI, V и IV отборов турбины.

Конденсат греющего пара стекает в нижнюю часть корпуса и отводится из подогревателя через регулирующий клапан, управляемый электронным автоматическим устройством. Нормальный уровень в ПНД-2,3,4 - 400 мм.

Основной конденсат проходит последовательно ПНД-2,3,4 и направляется в деаэратор. Схема включения ПНД по основному конденсату предусматривает возможность отключения каждого подогревателя.

Дренажи подогревателей соединены каскадно из ПНД-4 на ПНД-3 или в ПНД-2 и конденсатор, из ПНД-3 на ПНД-2 или в конденсатор, из ПНД-2 на конденсатор или на всас сливных насосов.

Деаэрационная установка Д-7 ата предназначена для удаления из питательной воды растворенного в ней кислорода и свободной углекислоты, а также для дополнительного подогрева питательной воды.

В верхнюю часть колонки подается поток с температурой ниже насыщения: основной конденсат после ПНД-4, дистиллят испарителей, конденсат из БНТ, конденсат из БЗК. В нижнюю часть колонки поступает греющий пар. Греющим паром деаэраторов является пар III или II отбора турбины, а при пуске блоков - пар от общестанционного коллектора СН 13 ата.

Деаэрированная вода собирается в баке-аккумуляторе, где происходит дополнительное выделение газов.

Выпар деаэратора (несконденсировавшийся в колонке пар и газы) отводятся через штуцер в верхней части колонки на ПС-50 или в атмосферу.

Последней ступенью по ходу питательной воды, прокачиваемой после деаэратора питательными насосами, является группа подогревателей высокого давления ПВД-5,6,7, греющим паром в которых является пар III,II и I отборов турбины соответственно.

Трубная система каждого подогревателя разделена на три части:

верхняя - камера съема перегрева пара;

средняя - собственно подогреватель;

нижняя - охладитель конденсата греющего пара.

Вода в подогревателях 6,7 проходит последовательно: охладитель конденсата греющего пара, собственно подогреватель и камеру съема перегрева пара.

В ПВД-5 питательная вода проходит последовательно: охладитель дренажа греющего пара, собственно подогреватель и далее поступает в ПВД-6. В камеру съема перегрева пара ПВД-5 подается вода, взятая перед дроссельной шайбой, стоящей в питательном трубопроводе после ПВД-7, пройдя камеру съема перегрева пара ПВД-5 питательная вода смешивается с общим потоком за дроссельной шайбой. Такая схема позволяет поднять температуру питательной воды перед котлом на 3-4 ^оС выше температуры питательной воды за ПВД-7.

Для предотвращения повышения давления в трубной системе ПВД выполнена байпасная линия для сброса части воды из трубной системы ПВД в питательный трубопровод.

Группа ПВД имеет защиту, которая отключает ПВД при повышении уровня в корпусах и направляет питательную воду помимо ПВД.

Схема дренажей ПВД каскадная: дренаж ПВД-7 направляется в ПВД-6, ПВД-6 в ПВД-5. Дренаж ПВД-5 направлен в деаэратор 7 ата.

При нагрузке блока 130МВт и ниже дренаж с ПВД-6 направляется на деаэратор 7 ата, а с ПВД-5 - на конденсатор.

Тепловой схемой предусмотрены отборы пара сверх нужд регенерации на испарители и бойлера.

Испарительная установка состоит из двух одноступенчатых испарителей №1 и №2, включённых в V и VI отборы турбины и предназначена для восполнения потерь конденсата и пара в цикле станции. В качестве охладителя вторичного пара испарителей применяют поверхностные вертикальные подогреватели низкого давления с U-образными латунными трубками.

На нужды теплофикации станции производится отбор пара в основной и пиковый подогреватели сетевой воды. Основной бойлер питается паром V отбора, пиковый паром – IV отбора.