Тепловые испытания и разработка энергетических характеристик турбоагрегата Т-175/210-130 ст.№ 2 Тобольской ТЭЦ ОАО «Фортум»

Общие сведения:

Работа выполнена для определения фактической экономичности турбоагрегата и разработки нормативных характеристик в соответствии с требованиями:

• «Методических указаний по тепловым испытаниям турбин» (МУ 34-70-093-84);
• «Методических указаний по составлению и содержанию энергетических характеристик оборудования тепловых электростанций» (РД 153-34.09.155-93).

Цели работы:

• проведение тепловых испытаний для определения фактической экономичности турбоагрегата;
• разработка нормативных характеристик турбоагрегата Т-175/210-130 ст.№ 2.

Выполненные работы:

• сбор исходной информации и подготовительные работы:
  • ознакомление с документацией на турбоагрегат;
  • осмотр тепловой схемы в натуре;
  • составление перечня подготовительных работ на оборудовании турбоагрегата;
  • подготовка парка штатных приборов к испытаниям (поверка, калибровка);
  • установка временных дополнительных приборов.
• проведение экспериментальной части работ:
  • подготовка схемы экспериментального контроля;
  • проведение испытаний;
  • демонтаж схемы измерений;
  • поверка приборов после испытаний.
• проведение расчётов и выпуск технического отчёта по тепловым испытаниям:
• разработка нормативных характеристик турбоагрегата.

Сведения об объекте:

Паровая турбина типа Т-175/210-130 номинальной мощностью 177 МВт с двумя регулируемыми отборами пара (на теплофикацию) предназначена для непосредственного привода генератора переменного тока завода «Электросила» типа ТГВ-200-2МУ3 с водородным охлаждением.

Турбоустановка Т-175/210-130 ТМЗ введена в эксплуатацию в 1983 году и имеет станционный № 2 (ст.№ 2).

По состоянию на 01.09.2010 г. (перед проведением тепловых испытаний) турбоустановка Т-175/210-130 ст.№ 2 отработала t_раб = 183 946 часов.

Турбина рассчитана на работу с параметрами свежего пара перед стопорным клапаном: давление - 130 кгс/см², температура - 555 °C. Номинальная температура циркуляционной воды на входе в конденсатор - 20 °C.

Объем работ и основные технические решения:

В сентябре 2010 г. выполнены предварительные работы. Проведён контроль штатных средств измерений расходов, давлений, температур, их достоверность и надёжность. Составлен перечень необходимых дополнительных врезок для измерения давлений и температур. Выполнен сбор необходимой информации о составе, состоянии обследуемого оборудования и его заводских данных. Согласована с подразделениями и утверждена главным инженером техническая программа по испытаниям турбоагрегата.

В октябре 2010 г. выполнен монтаж схемы экспериментального контроля и проведены тепловые испытания турбоагрегата (экспериментальная часть работы) в соответствии с утверждённой рабочей программой в следующем объеме:

• конденсационный режим. ПВД отключены. ОБ-1, ОБ-2 отключены. Тарировочные опыты;
• конденсационный режим. ПВД включены. ОБ-1 и ОБ-2 отключены;
• тепловой график (одноступенчатый режим);
• тепловой график (двухступенчатый режим);
• электрический график (одноступенчатый режим);
• электрический график (двухступенчатый режим).

Длительность опытов составляла от 30 до 60 минут без учёта стабилизации режима и выбиралась в зависимости от стабильности записываемых параметров.

Данные, полученные в результате испытаний, сведены в сводную таблицу, расчёты представлены в виде графиков.

Составление энергетических характеристик турбоагрегата Т-175/210-130 ст.№ 2.

Выполнен подбор и изучение результатов испытаний и других исходных данных по турбоагрегату для пересмотра энергетических характеристик.

Выполнен пересмотр характеристик турбоагрегата.

Проведены сопоставление нормативных показателей турбоагрегата с фактически достигнутыми и анализ результатов сопоставления, а также уточнение характеристик турбоагрегата.

Пересмотрены графики поправок к основным показателям нормативных характеристик турбоагрегата на отклонение условий работы и внешних факторов от принятых в характеристиках.

Результаты испытаний:

Состояние проточной части удовлетворительное. Настройка парораспределения, давления пара по проточной части, внутренний относительный КПД ЦВД, внутренняя мощность ступеней № 1–22 при режиме одноступенчатого подогрева и внутренняя мощность ступеней № 1–20 при режиме двухступенчатого подогрева соответствуют данным Типовой энергетической характеристики. Внутренняя мощность ЦНД при расходе пара в ЦНД 520 т/ч составляет 33,3 МВт при нормативном значении 38,5 МВт и снизилась на 5,2 МВт (13,5 %).

Состояние регенеративных подогревателей высокого давления удовлетворительное. Конечная температура подогрева питательной воды и недогрев питательной воды в ПВД соответствуют нормативным. Пропуск питательной воды помимо ПВД по линии защиты практически отсутствует.

Состояние регенеративных подогревателей низкого давления удовлетворительное. Температура основного конденсата за ПНД-4 и недогрев основного конденсата незначительно отличаются от нормативных. Однако работа без сливных насосов ПНД-2 и ПНД-3 снижает эффективность работы системы регенерации низкого давления.

Состояние теплофикационной установки удовлетворительное. Недогрев сетевой воды в ПСГ-1 и ПСГ-2 выше нормативного на 1,2 ˚С. Максимальная тепловая нагрузка, достигнутая при испытаниях, составила 142,8 Гкал/ч при положении штока сервомотора ЦНД 69,3 мм. Полного закрытия регулирующих диафрагм ЦНД добиться не удалось из-за невозможности достигнуть максимума тепловой нагрузки по причине недостаточно низких температур наружного воздуха и необходимости соблюдения диспетчерского графика теплосети.

Температурный напор конденсатора при паровых нагрузках конденсаторов, близких к максимальным, выше нормативного на 3,8 ˚С, давление в конденсаторе выше нормативного на 0,021 кгс/см².

Показатели экономичности турбоагрегата при режимах работы с малым расходом пара в конденсатор соответствуют нормативным. При конденсационном режиме работы удельный расход теплоты выше нормативного в среднем на 2,31 %. При режимах работы по электрическому графику (теплофикационный режим) удельные расходы теплоты выше нормативных на 2–4 %.

Испытания подтвердили планируемое в результате модернизации повышение экономичности турбоустановки в теплофикационных режимах. Наибольшая экономическая эффективность достигается при режимах работы с минимальным пропуском пара в ЦНД.

Для повышения эффективности работы системы регенерации низкого давления ввести в работу сливные насосы ПНД-2 и ПНД-3.

Выполненная модернизация ЦНД турбины повышает маневренность и надёжность работы турбоагрегата в теплофикационных режимах с частично и полностью закрытой диафрагмой ЦНД, а также позволяет работать в достаточно широком диапазоне изменения давления в конденсаторе.

Результаты испытаний использованы для разработки энергетической характеристики турбоагрегата.