Паровые котлы ТЭС

Режимы останова и сброса нагрузки котла

Нормальному (неаварийному) останову котла (блока) предшествует его разгрузка. При останове в резерв на короткое время (на­пример, на ночь) стремятся в наибольшей степени сохранить тепловое состояние обору­дования, в связи с чем указанную разгрузку ограничивают/ (обычно не ниже 50% номи­нальной). При останове на более длительный срок стремятся в наибольшей степени исполь­зовать аккумулирующую способность котла. Этому способствует глубокая разгрузка блока на скользящем давлении свежего пара. Кро­ме того, с этой целью часто после погашения топки котла турбогенератор еще в течение некоторого времени остается включенным в сеть, срабатывая аккумулированный в котле пар. Режим разгрузки барабанного котла определяется исходя из скорости снижения температуры насыщения в барабане не выше 1,5—2°С/мин. Темп разгрузки прямоточного котла под воздействием системы автоматиче­ского управления определяется лишь его ди­намическими свойствами.

Останов котла осуществляют прекращени­ем подачи топлива ко всем горелкам (форсун­кам) топки и питания котла водой. На бара­банном котле барабан предварительно подпи- тывается до верхнего рабочего уровня. После погасания топки для исключения скопления взрывоопасной смеси тягодутьевое оборудова­ние в течение 10—15 мин остается в работе, и вентилируется газовоздушный тракт котла. В период простоя стремятся исключить кон­денсацию пара в трубах пароперегревателя, так как это усложняет в последующем ре­жим растопки котла и снижает его надеж­ность. С учетом изложенного при останове в резерв прямоточного котла после прекраще­ния его питания водой «консервируют» тракт до ВЗ (закрывают питательный клапан, ВЗ, арматуру ВС) и обеспаривают пароперегрева­тель (через ПСБУ) и промперегреватель (че­рез сбросную линию из ГПП) в конденсатор. При останове барабанного котла давление в котле постепенно снижают (сбрасывают пар через ПСБУ или РОУ), исходя из поддержа­ния температуры насыщения ниже температу­ры дымовых газов в области пароперегрева­теля. При таких условиях конденсация свеже­го пара в пароперегревателе не происходит.

Барабан периодически подпитывается водой. Промперегреватель обеспаривается так же, как и на прямоточном котле.

При необходимости останова блока с расхолажива­нием всего оборудования разгрузку его ведут со сниже­нием давления свежего пара. На прямоточном котле при нагрузке около 60% номинальной закрывают ВЗ, и дав­ление в тракте до нее поддерживают постоянным. Неза­висимо от типа котла параллельно со снижением давле­ния свежего пара снижают его температуру со скоро­стью, определяемой допустимыми термическими напря­жениями в металлоемких элементах котла, паропроводов и турбины. Одновременно снижают и температуру вто­рично-перегретого пара. Пароперегреватель и паропро­воды расхолаживают таким способом примерно до 300°С.

При необходимости расхолаживания для ремонта барабанного котла и паропроводов после погашения топки котла и отключения турбины производят выпуск. аккумулированного в котле пара в станционную маги­страль, конденсатор или атмосферу. Уровень воды в ба­рабане повышают до верхнего предела (примерно на 200 мм ниже верхней образующей), что снижает раз­ность температур «верх —■ низ» барабана (предельное ее- значение 40°С). При давлении в котле 0,6—0,8 МПа проводят усиленную вентиляцию газовоздушного тракта. Прямоточный котел не содержит таких металлоемких элементов, как барабан, и его можно расхолаживать быстрее. Разгрузку блока вплоть до погашения топки и отключения турбины ведут на номинальном давлении свежего пара. На котлах СКД затем начинают выпуск пара через дренаж паропровода перед главной паровой задвижкой ГЛЗ при закрытом ПСБУ. После снижения температуры свежего пара примерно до 420°С возобнов­ляют питание котла водой с расходом 10—15% номи­нального. При этом благодаря использованию аккуму­лированной в котле теплоты температуры среды по тракту снижаются плавно. При снижении температуры среды примерно до 300°С расход питательной воды уве­личивают примерно до 30% номинального и продолжают ее прокачку через весь тракт до полного расхолажива­ния котла и паропроводов. На блоках ДКД применяют режим расхолаживания прямоточного котла и паропро­водов путем постепенного снижения температуры насы­щения среды на выходе из пароперегревателя. Для это­го после возобновления питания котла водой с расхо­дом 10—15% номинального давление в котле поддержи­вают постоянным (с помощью ПСБУ), пока температу­ра среды на выходе из котла не снизится до температу­ры насыщения. Затем расход питательной воды увеличи­вают до 30—40% номинального, и вследствие использо­вания аккумулированной теплоты на выходе из котла в течение достаточно длительного времени среда нахо­дится в состоянии пароводяной смеси. Регулированием темпа снижения давления среды обеспечивается соот­ветствующий темп снижения температуры насыщения, а следовательно, и расхолаживания оборудования. Спо­собы, аналогичные изложенным, используются и при расхолаживании тракта прямоточного котла до ВЗ.

В случае возникновения аварийной ситуа­ции производят так называемый останов с «консервацией давления» в котле. При этом после погашения топки закрывают регули­рующий питательный клапан (РПК) и /773; турбогенератор отключают от сети; ПСБУ сохраняют в закрытом положении, если дав­ление свежего пара ниже давления срабаты­вания предохранительных клапанов котла. При таком способе останова давление и тем­пературы среды по тракту котла сначала со­храняются на том же уровне, что и в условиях нормальной эксплуатации. Затем происходит лх постепенное снижение, определяемое отда­чей теплоты в окружающую среду или неплот­ностью арматуры водопарового тракта. Такой •способ останова позволяет при быстром устра­нении его причины провести растопку котла из состояния горячего резерва. В противном случае продолжаются операции по останову котла с обеспариванием пароперегревателя.

Котел должен быть немедленно (аварийно) оста­новлен и отключен в случаях:

1) недопустимого отклонения уровня воды в бара­бане или прекращения питания любого из потоков пря­моточного котла более чем на 30 с;

2) выхода из строя водоуказательных колонок ба - .рабанного или расходомеров питательной воды прямо­точного котла;

3) прекращения расхода пара через промежуточный перегреватель;

4) недопустимого повышения, а для прямоточного котла и снижения давления в котле;

5) разрыва труб или образования сквозных трещин в элементах водопарового тракта;

6) погасания факела в топке, взрыва в топке или газоходах, загорания горючих отложений в конвектив­ных поверхностях нагрева;

7) недопустимого понижения давления газа или ма­зута за регулирующим клапаном;

8) пожара, угрожающего персоналу или оборудо­ванию;

9) исчезновения напряжения на устройствах ди­станционного или аварийного управления и на всех кон­трольно-измерительных приборах;

10) отключения турбины (в блочных установках) или группы вспомогательного оборудования (дымососов, дутьевых вентиляторов и т. п.).

Во всех этих ситуациях задержка с остановом котла может привести к развитию аварии с тяжелыми послед­ствиями, и поэтому правилами [6] предусматривается «станов котла без предварительного согласования с ру­ководством электростанции или диспетчером энерго­системы.

Аварийный останов котла производится под воздействием технологических защит, по­лучающих сигнал о возникновении той или иной аварийной ситуации. В случае отказа защитного устройства необходимые операции должны быть проведены эксплуатационным персоналом. Для облегчения выполнения этих функций на блочном щите управления преду­сматривается светозвуковая сигнализация.

В некоторых ситуациях останов котла допускается после согласования с руководством электростанции, так •как развитие аварии и тяжелые последствия возможны лишь по истечении некоторого времени. К ИХ числу относятся случаи появления мелких повреждений (сви­щей) элементов водопарового тракта, повышения темпе­ратуры металла отдельных поверхностей нагрева, ухуд­шения качества питательной воды, неисправности ответ­ственных технологических защит, автоматических регу­ляторов, КИП, дистанционного управления и т. п. В этих случаях сначала принимаются возможные меры для устранения возникших неполадок, а если это не удается, то устанавливается допустимая длительность работы котла до останова.

При частичном отключении вспомогательного обо­рудования необходима срочная разгрузка котла. В про­тивном случае неизбежны тяжелые аварийные послед­ствия. Так, в случае отключения одного из двух дымо­сосов пламя «выбивает» через смотровые лючки, отвер­стия для обдувочных аппаратов и т. п., вследствие чего возможны пожар в котельной, разрушение каркаса кот­ла и т. п. При отключении одного из двух дутьевых вентиляторов возможны погасание факела, скопление в топке несгоревшего топлива и его взрыв с тяжелыми последствиями. Из приведенных примеров следует, что в рассматриваемых ситуациях первостепенной задачей является уменьшение расхода топлива до значения, со­ответствующего производительности оставшегося в ра­боте оборудования. Параллельно необходимо вести регу­лирование расхода питательной воды, температур све­жего и вторично-перегретого пара, а также соответст­венно изменить нагрузку потребителя пара и оставше­гося в работе вспомогательного оборудования. В ряде случаев необходимо дополнительно произвести переклю­чения в схемах водопарового и газовоздушного трактов. Выполнение всех этих многочисленных операций возла­гается на технологические защиты или специальные си­стемы автоматической разгрузки блока. Вместе с тем эксплуатационный персонал всегда должен быть готов произвести необходимые операции, пользуясь лишь орга­нами дистанционного управления. Поэтому периодически проводятся так называемые «аварийные игры». Наибо­лее эффективна проверка подготовленности персонала на специальном тренажере.

Предельным случаем из числа рассматриваемых является сброс нагрузки блока до холостого хода или нагрузки собственных нужд — возмущение режима здесь максимально.

Испытания показали, что барабанный котел в этом случае может быть остановлен, а работа турбогенерато­ра обеспечивается потреблением аккумулированного в котле пара. На блоке с прямоточным котлом нагруз­ка последнего в рассматриваемой ситуации быстро сни­жается до растопочной (около 30% номинальной). На котлах, сжигающих твердое топливо, при этом отклю­чаются часть горелок и часть топливоподающего обору­дования и включаются мазутные форсунки для «под­светки» факела. В ряде случаев необходим полный пе­ревод топки на растопочное топливо. Параллельно не­обходимо выполнение тех же операций, что и при час­тичных сбросах нагрузки, но вследствие большего воз­мущения режима труднее обеспечить его стабилизацию. При недостаточно четком проведении операций возмож­ны аварийные последствия. Особенно важно при одно - байпасной пусковой схеме обеспечить быстрое снижение расхода топлива, так как в противном случае возможен «пережог» труб промперегревателя. С учетом этого в рассмариваемой ситуации правилами [6] предусматри­вается удерживать блок в работе только в случае ра­ботоспособности соответствующих технологических за­щит и системы автоматического управления.