Тепловые испытания и разработка индивидуальных нормативных характеристик турбоагрегата Т-50-130 ст.№ 5 Пермской ТЭЦ-14 ОАО «ТГК-9»

Общие сведения:

• «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).

• проведение тепловых испытаний для определения фактической экономичности турбоагрегата;
• построение диаграммы режимов и проверка эффективности работы отдельных элементов турбоустановки;
• разработка индивидуальных нормативных характеристик.

• 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-50-130 номинальной мощностью 55 МВт с двумя регулируемыми отборами пара (на теплофикацию) предназначена для непосредственного привода генератора переменного тока завода «Электросила» типа ТВФ-60-2 с водородным охлаждением.

Турбоустановка Т-50-130 ТМЗ введена в эксплуатацию в 1979 году и имеет станционный № 5 (ст.№ 5).

По состоянию на 01.03.2010 г. (перед проведением тепловых испытаний) турбоустановка Т-50-130 ТМЗ ст.№ 5 отработала t_раб = 236 478 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 марте 2010 г. выполнены предварительные работы. Проведён контроль штатных средств измерений расходов, давлений, температур, их достоверность и надёжность. Составлен перечень необходимых дополнительных врезок по расходам. 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 заместителем главного инженера рабочая программа по испытаниям турбоагрегата.

• 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);
• определение поправки к мощности (одноступенчатый режим);
• определение поправки к мощности (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-50-130 ст.№ 5.

Выполнен сбор исходных данных для составления энергетических характеристик турбоагрегата Т-50-130 ст.№ 5. Подбор и изучение необходимых паспортных данных, результатов проведённых испытаний и других исходных данных по турбоагрегату для корректировки энергетических характеристик. Рассчитаны и построены основные нормативные графики характеристики турбоагрегата, которые сопоставлялись с фактически достигнутыми, после чего было проведено уточнение нормативных характеристик.

Результаты испытаний:

Среднее значение расхождений между замеренным и расчётным значениями расхода пара в тарировочных опытах составило 12 %, среднее значение по всем опытам - 9 %, что значительно превышает паспортную погрешность расходомерных устройств.

Потеря давления в полностью открытом I регулирующем клапане составила 8 кгс/см² (6,15 %), что превышает регламентируемые заводом показатели.

Значение внутреннего относительного КПД ЦВД при расходе свежего пара 220 т/ч составило около 71,5 %, что соответствует уровню КПД для аналогичных турбин с учетом значительной наработки турбоагрегата.

Регенеративная установка высокого давления работает недостаточно эффективно, недогрев питательной воды составляет 1,5 % (3 ^оС) по сравнению с данными ТЭХ. Это является одной из причин снижения КПД турбоустановки.

Байпас ПВД имеет пропуск питательной воды, на это указывает разница температур питательной воды «за байпасом» и «за ПВД-7» - среднее отличие по опытам составляет 16 ^оС. Рекомендуется произвести ревизию байпаса.

Фактическое давление в первом отборе ниже расчетного на 1,5-3 кгс/см².

Имеют место повышенные температурные напоры в ПВД и ПНД №1 и №3. Причиной высоких температурных напоров может быть неудовлетворительная организация отсоса паровоздушной смеси из подогревателя, нарушение плотности глухих перегородок в коллекторах. Повышенные температурные напоры снижают экономичность турбоустановки из-за необходимости осуществлять подогрев основного конденсата паром более высоких отборов.

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.

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

Максимальная электрическая мощность в конденсационном режиме в условия опытов составила 45,15 МВт, при приведении опытной мощности к номинальным условиям максимальное значение составило 49,86 МВт. Номинальная конденсационная мощность не была достигнута из-за низкого вакуума (высоких присосов в вакуумную систему) и высокого уровня в конденсаторе.

Максимальная теплофикационная нагрузка отопительных отборов в условиях опытов составила 93,71 Гкал/ч, большую тепловую нагрузку можно было бы взять при условии более низкой температуры обратной сетевой воды и более низких температурных напорах сетевых подогревателей.

Удельный расход теплоты на выработку электроэнергии в конденсационном режиме при мощности турбины 50 МВт составляет 2340 ккал/кВт∙ч, что выше удельного расхода теплоты по ТЭХ на 3,9 %.

По результатам испытаний в теплофикационных режимах при одно- и двухступенчатом подогреве сетевой воды фактические удельные расходы пара на выработку электроэнергии выше значений ТЭХ на 10,6 %, что объясняется пониженным КПД ЦВД вследствие значительной наработки турбоагрегата, повышенными температурными напорами ПВД и неудовлетворительным состоянием поверхностей нагрева ПСГ-1, 2.

По результатам проведённого теплового испытания получены тепловые характеристики турбоагрегата и отдельных его узлов для осуществления нормирования работы турбоагрегата.