Тепловые испытания после реконструкции турбины ПТ-80/100-130/13 ст.№ 2 Ново-Зиминской ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго»

Общие сведения:

Работа выполнена для определения фактической экономичности турбоагрегата после реконструкции в соответствии с требованиями «Методических указаний по тепловым испытаниям турбин» (МУ 34-70-093-84).

• проведение тепловых испытаний для определения фактической экономичности турбоагрегата;
• построение диаграммы режимов и проверки эффективности работы отдельных элементов турбоустановки.

• 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.

Сведения об объекте:

Паровая турбина типа ПТ-80/100-130/13, конденсационная с регулируемыми отборами пара, производственным и двухступенчатым теплофикационным, номинальной мощностью 80 МВт предназначена для непосредственного привода электрического генератора ТВФ-120-2 с частотой вращения 3000 об/мин.

Турбоустановка ПТ-80/100-130/13 Ленинградского металлического завода выпущена в 1978 году, установлена на Ново-Зиминской ТЭЦ в октябре 1981 г., введена в эксплуатацию в 1982 г. и имеет заводской № 1521, станционный № 2 (ст.№ 2). В период капитального ремонта 2001 г. произведена замена ротора ЦВД на новый. Испытания проводились в ноябре-декабре 2009 г.

Наработка турбины к началу испыта­ний (на 01.11.09 г.) составила – 127 903 тыс. ч.

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 марте-ноябре 2009 г. выполнены предварительные работы. Проведён контроль штатных средств измерений расходов, давлений, температур, их достоверность и надёжность. Составлен перечень необходимых дополнительных врезок по расходам, давлениям и температурам. Выполнен сбор необходимой информации о составе, состоянии обследуемого оборудования и его заводских данных. Определены и согласованы с котло-турбинным цехом места дополнительных врезок. Согласована с подразделениями и утверждена главным инженером рабочая программа по испытаниям турбоагрегата.

В ноябре 2009 г. выполнен монтаж схемы экспериментального контроля и были проведены тепловые испытания турбоагрегата (экспериментальная часть работы) в соответствии с утверждённой рабочей программой в следующем объеме (ниже приведены наименования серий опытов):

• конденсационный режим. ПВД отключены. Отборы отключены. Тарировочные опыты;
• конденсационный режим. ПВД включены. П и Т-отборы отключены. Регуляторы давления включены;
• конденсационный режим. ПВД включены. П и Т-отборы отключены. Регуляторы давления отключены;
• опыты с производственным отбором (Т-отбор отключен);
• опыты с теплофикационным отбором одноступенчатый режим (П-отбор отключен);
• опыты с теплофикационным отбором двухступенчатый режим (П-отбор отключен).

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.

Результаты испытаний:

По результатам проведенных испытаний экономичность турбоагрегата на конденсационном режиме ниже данных ТЭХ на 1,7 % и ниже заводских данных на 1,1 %.

Фактическое значение внутреннего относительного КПД ЦВД ниже данных типовой характеристики на 1,0-1,5 % и составляет при номинальном расходе на турбину 81,6 %.

Регенеративная установка высокого давления обеспечивает нагрев питательной воды и работает достаточно эффективно.

Имеют место повышенные температурные напоры в ПВД-5. Причиной высоких температурных напоров в ПВД-5 может быть неудовлетворительная организация отсоса паровоздушной смеси из подогревателя, нарушение плотности глухих перегородок в коллекторах, кожуха пароохладителя.

Конечный подогрев основного конденсата и температурные напоры ПНД говорят об удовлетворительной работе подогревателей низкого давления.

Температурные напоры ПСГ-1 и ПСГ-2 превышают расчётные значения, что свидетельствует об ухудшении теплообмена в подогревателях, что может быть следствием неэффективного удаления неконденсирующихся газов. Степень загрязнения поверхности нагрева сетевых подогревателей не превышает 30 %.

Усилия сервомотора недостаточно для самостоятельного открытия третьего и четвертого регулирующих клапанов при расходах пара на входе в ЧСД 200-250 т/ч. Учитывая сходные проблемы на аналогичной реконструированной турбине Волжской ТЭЦ-2, необходимо обратиться к организации, выполнявшей реконструкцию, для устранения выявленных дефектов.

Пароперепускные трубы ЦВД-ЦНД обеспечивают необходимую пропускную способность, хотя и с возможной большей потерей давления и скоростями в них, по сравнению с заложенными в проекте реконструкции.

Работа конденсационной установки неэффективна. Фактические температурные напоры превышают расчётные значения, что приводит к ухудшению и вакуума и снижению экономичности турбоустановки в целом. В ремонтный период необходимо произвести очистку трубных пучков с внутренней стороны от образовавшихся отложений.

Максимальная нагрузка турбины в условиях опытов на конденсационном режиме составила 83,26 МВт. Однако при такой нагрузке имело место запирание по тракту основного конденсата из-за превышения суммарного расхода пара в конденсатор над расчетным режимом (отсутствия сливного насоса) и, как следствие, большого гидравлического сопротивления сальниковых подогревателей, не имеющих байпасных линий. Согласно инструкции по эксплуатации максимальный расход пара на входе в конденсатор составляет 220 т/ч, что соответствует расходу свежего пара ≈ 310 т/ч и мощности ≈ 80 МВт.

С целью повышения эффективности работы турбоустановки необходимо восстановить проектную схему слива конденсата из ПНД-2 в линию основного конденсата сливным насосом. Восстановление схемы повысит эффективность работы конденсатора за счет исключения в него горячего потока конденсата греющего пара ПНД. Потери мощности турбоагрегата при сливе конденсата греющего пара ПНД в количестве 30 т/ч с энтальпией 90 ккал/кг в конденсатор составляют порядка 100 кВт.

При работе бойлерной установки отмечена ненадежная работа насосов слива конденсата с основных бойлеров. При снижении нагрузки на бойлер происходит «срыв» насоса. Основная причина возникновения кавитационных явлений – вскипание перекачиваемой среды из-за необеспечения требуемой величины подпора на всасе насоса, которая определяется разницей высот входного патрубка насоса и верхним уровнем конденсата в бойлере.

Максимальная теплофикационная нагрузка отопительных отборов в условиях опытов составила 119,3 Гкал/ч, большую тепловую нагрузку можно было бы взять при условии более низкой температуры обратной сетевой воды и более низких температурных напорах сетевых подогревателей.

С учетом неудовлетворительной работы конденсационной установки достичь расчетной мощности 91 МВт в конденсационном режиме (возможной только при расходе пара в конденсатор 240 т/ч по данным расчетов ТЭС) и 114 МВт в теплофикационном режиме не удалось. Кроме неудовлетворительного состояния конденсационной установки и снижения КПД ЦВД, длительному несению возможной номинальной мощности препятствуют недопустимо высокие температуры рабочих колодок упорного подшипника. Согласно диаграмме режимов возможно достижение максимальной мощности 114 МВт при расходе свежего пара 470 т/ч, расходе в П-отбор 30 т/ч, отпуску теплоты из теплофикационного режима порядка 50 Гкал/ч.

Результаты испытаний могут быть использованы для разработки энергетической характеристики турбоагрегата.