Выбор насосов

Выбор вспомогательного оборудования турбоустановки

Выбор насосов производится по каталогам в зависимости от их назначения (питательные, конденсационные, циркуляционные и т.д.). Выбранный по каталогу насос должен обеспечить требуемый напор при заданной подаче в области значений КПД, близких к максимальному.

Питательные насосы (ПН) являются важнейшими из вспомогательных машин паротурбинной электростанции; их рассчитывают на подачу питательной воды при максимальной мощности ТЭС с запасом не менее 5%.

В отечественных энергоблоках с давлением пара 13,0 МПа, мощностью 150/160 и 200/210 МВт применяют питательные электронасосы; ранее применяли по два рабочих и один резервный в энергоблоке с подачей по 50% полного расхода воды каждый, в настоящее время – один рабочий и один резервный (в запасе на складе) в энергоблоке, каждый на 100% полного расхода воды, или два по 50% без резерва. Соответственно выбирают и бустерные (БН) (предвключенные) насосы, также с электроприводом.

В энергоблоках с давлением пара 24,0 МПа, мощностью 300 МВт в нашей стране применяют по одному рабочему питательному насосу полной подачи с приводом от паровой турбины с противодавлением и один пускорезервный электронасос с гидромуфтой на 30–50% полной подачи.

Для энергоблоков 500, 800 и 1200 МВт устанавливают с целью разгрузки выхлопных частей главных турбин питательные насосы с конденсационной приводной турбиной, по два рабочих турбонасоса, каждый на 50% полной подачи с резервированием подвода пара к приводной турбине. Бустерные насосы в этих энергоблоках, а также в новых энергоблоках 300 МВт имеют общий с главным питательным насосом привод от турбины через редуктор.

На ТЭЦ блочной структуры (с турбинами Т-250-240) питательные насосы выбирают аналогично соответствующим конденсационным энергоблокам (300 МВт) – по одному рабочему с приводной турбиной с противодавлением.

На электростанциях неблочной структуры, входящих в энергосистему, общую подачу воды питательными насосами принимают такой, чтобы при выпадении наиболее крупного насоса остальные обеспечивали подачу воды на все установленные паровые котлы при номинальной их производительности.

На изолированных электростанциях неблочной структуры рабочие питательные насосы должны обеспечивать полную подачу воды на все установленные паровые котлы, кроме того, должно быть не менее двух резервных турбонасосов.

Если рабочими приняты турбонасосы, то устанавливается хотя бы один электронасос для первоначального пуска электростанции.

Определение давления питательных насосов.

В случае установки паровых котлов типа Е (барабанных) с естественной циркуляцией и включения одноподъемного насоса после деаэратора (см. гл.10.2.2) давление питательной воды после насоса должно составить, МПа:

,

где с учетом работы предохранительных клапанов наибольшее допустимое давление в паровом котле ÷1,08); – рабочее давление в паровом котле, МПа; – высота подъема воды от оси питательного насоса до уровня воды в барабане, м; – средняя плотность питательной воды в напорных линиях, кг/м³; – суммарное гидравлическое сопротивление оборудования (регенеративных подогревателей высокого давления, напорных трубопроводов с арматурой, экономайзера парового котла и др.); g – ускорение свободного падения, м/с².

Давление воды на входе в питательный насос, МПа, составляет:

,

где – давление в деаэраторе, МПа; – гидравлическое сопротивление трубопроводов, подводящих воду из деаэратора к насосу, с арматурой, МПа; – высота уровня воды в деаэраторном баке относительно оси питательного насоса, м. Значение выбирают из условия предотвращения вскипания воды на входе в питательный насос и явлений кавитации в насосе; на современных электростанциях нашей страны для различных конструкций питательных насосов ÷25 м; – плотность воды в подводящих трубопроводах, кг/м³.

Если пренебречь скоростными напорами воды на входе в насос и выходе из него, создаваемое им повышение давления, МПа равно:

(13.1)

где – высота подъема воды из деаэратора в барабан парового котла, м; ρ – средняя плотность питательной воды в напорной и входной линиях насоса; – суммарное сопротивление напорного и входного трактов питательной воды, МПа.

При установке прямоточных паровых котлов необходимое давление воды на выходе из питательного насоса составляет:

(13.2)

,

где – давление пара на выходе из парового котла, МПа; – давление пара перед турбиной; – потери давления в паропроводе от парового котла до турбины; ≈ 4÷5 МПа – гидравлическое сопротивление парового котла; Н _н – высота подъема воды от оси питательного насоса до верхней точки трубной системы парового котла, м; ρ_н – плотность воды в нагнетательном тракте, кг/м³.

Давление воды на входе в насос и повышение давления в насосе определяются аналогично предыдущему.

Расчетный напор питательного насоса Р _п.н должен превышать давление пара перед турбиной р ₀ с учетом потерь в тракте на 25–355, т.е. приближенно можно считать, что

Р _п.н = (1,25–1,35) р ₀.

(13.3)

Мощность потребляемая питательным насосом, кВт определяется по формуле:

,

где D _п.в – расход питательной воды, кг/с; Н = р/ ρ g – напор, м; – КПД насоса.

Мощность приводного двигателя, кВт,

N _дв = (1,1÷1,2) N _е

Конденсатные насосы (КН) выбирают в минимальном по возможности числе – один на 100% или два рабочих по 50% общей подачи и соответственно один резервный (на 100% или 50% полной подачи). Общую подачу определяют по наибольшему пропуску пара в конденсатор с учетом регенеративных отборов. Конденсатные насосы теплофикационных турбин выбирают по конденсационному (летнему) режиму работы с выключенными теплофикационными отборами для внешнего потребителя.

Давление основных конденсатных насосов турбины, МПа, определяют (без учета динамических напоров) следующим образом:

(13.4)

,

где р _к – давление в конденсаторе турбины; h _к – высота подъема конденсата от уровня его в конденсатосборнике конденсатора до уровня в деаэраторном баке, м; – средняя плотность конденсата в его тракте; р _с.к – общее гидравлическое сопротивление тракта конденсата (регенеративные подогреватели низкого давления, трубопроводы с арматурой).

При включении в тракт конденсата установки химического обессоливания, обычно между конденсатными насосами первого и второго подъемов, определяют в отдельности необходимое давление насосов первого и второго подъемов.

Расчетная производительность, исходя из которой выбираются конденсатные насосы, определяется по формуле:

_. – максимальный расход пара в конденсатор для конденсационного режима работы теплофикационных турбин определяют из диаграммы режимов для конкретной турбоустановки.

Мощность потребляемая конденсатным насосом, кВт определяется по формуле:

(13.5)

,

Циркуляционные насосы (ЦН). Насосы охлаждающей воды конденсаторов турбин («циркуляционные») выбирают обычно по одному или по два на турбину. В машинном зале насосы устанавливают индивидуально, обычно по два насоса на турбину, для возможности отключения одного из них при уменьшении расхода воды (в зимнее время). В центральных (береговых) насосных целесообразно укрупнять насосы охлаждающей воды, принимая по одному на турбину.

Важно отметить, что к циркуляционным насосам резерв не устанавливают. Их производительность выбирают по летнему режиму, когда температура охлаждающей воды высокая и требуется наибольшее ее количество. В зимнее время, при низкой температуре воды, расход ее существенно снижается (примерно вдвое), и часть насосов фактически является резервом.

Определение давления, создаваемого циркуляционными насосами и мощности потребляемого циркуляционными насосами см. раздел XI.

Расчетный расход охлаждающей воды для выбора циркуляционных насосов

G _ц.н = kW,

где k – коэффициент, учитывающий расход воды на маслоохладители, водородо-воздухоохладители; для турбин большой мощности с двухходовыми конденсаторами равен 1,03–1,07; W – расход охлаждающий воды через конденсантор, определяемый из теплового баланса конденсатора при максимальном значении расхода пара в конденсатор, кг/ч (см. раздел XI).