Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций рд 34. 30. 501 (стр. 11 из 39)

Центробежные насосы вертикального исполнения типа В с подачей до 10000 м³/ч и давлением до 300 кПа (30 м вод. ст.) используются преимущественно в оборотных системах водоснабжения с охлаждением воды в градирнях. Горизонтальные центробежные насосы с двухсторонним всасыванием типа Д с подачей до 12000 м³/ч и давлением около 250 кПа (25 м вод. ст.) применяются на электростанциях небольшой мощности.

В последнее время на электростанциях применяются также вертикальные (центробежно-осевые) диагональные насосы типа ДПВ с подачей до 40000 м³/ч и давлением свыше 200 кПа (20 м вод. ст.). Они применяются при оборотных системах водоснабжения с градирнями, а также при турбоагрегатах с боковым расположением конденсаторов. Основные технические характеристики циркуляционных насосов приведены в приложении 4.

8.2.2. Напорная характеристика центробежного насоса представляет собой плавно ниспадающую кривую - давление Н уменьшается по мере увеличения подачи Q (рис. 8.4); мощность, потребляемая насосным агрегатом N_на, растет с увеличением подачи и имеет тенденцию к уменьшению в зоне крутого спада характеристики, практически за пределами ее рабочей зоны; КПД насоса h_н или насосного агрегата h_на достигает максимума при номинальной подаче, после чего происходит уменьшение КПД. Насос может забирать воду из-под уровня, расположенного ниже или выше его оси. Допускаемый подпор обычно указывается в виде абсолютного значения давления, т.е. с прибавлением 100 кПа (10 м вод. ст.). Таким образом, допускаемый кавитационный запас Dh_доп> 100 кПа (10 м вод. ст.) обозначает подпор, а Dh_доп < 100 кПа (10 м вод. ст.) - всасывание, причем допустимая высота всасывания равна

= Dh_доп - 100 кПа.

Центробежные насосы работают при постоянной частоте вращения, и регулирование их подачи осуществляется дросселированием задвижкой, т.е. без существенного снижения потребляемой мощности при уменьшении подачи.

Циркуляционный насос подбирается для заданной характеристики тракта таким образом, чтобы точка пересечения характеристик тракта и насоса соответствовала бы номинальной подаче насоса (на рис. 8.4 точка 1), при которой КПД насосного агрегата имеет максимальное значение и допускается минимальное значение подпора.

Рис. 8.4. Характеристика центробежного насоса:

Н - давление насоса; N_на- мощность на зажимах электродвигателя; h_на - КПД насосного агрегата; Dh_доп- допустимый подпор; Q - подача насоса; Q_н - номинальная подача насоса; H_геод - геодезическая высота подъема; - - - - - характеристика сети

Пуск центробежного насоса производится при закрытой напорной задвижке; после достижения насосным агрегатом номинальной частоты вращения напорная задвижка открывается и насос включается в параллельную работу с другими насосами или работает на самостоятельную сеть. Циркуляционные насосы центробежного типа не вызывают трудностей при включении в параллельную работу и успешно эксплуатируются при параллельной работе на общий водовод (два, три и более насосов). Надежность работы насосов обеспечивается тем, что изменение (снижение) характеристики вследствие износа практически несущественно и не может сколь-либо заметно влиять на подачу насоса. Основной причиной уменьшения подачи центробежного насоса в процессе эксплуатации может быть увеличение гидравлического сопротивления сети или геодезического подъема, связанное с изменениями в тракте циркуляционной воды. При повышении в этом случае давления рабочая точка смещается по характеристике влево с соответствующим уменьшением подачи.

8.2.3. Поворотно-лопастные насосы типа ОПВ и ДПВ имеют механизм для разворачивания от руки или с помощью серводвигателя (электрического или гидравлического) лопастей рабочего колеса от минимального угла d_мин до максимального d_макс, что приводит к почти эквидистантному смещению напорной характеристики насосов вверх. На рис. 8.5 показаны характеристики насоса типа ОПВ при неизменной частоте вращения и разных значениях угла d (аналогичные характеристики у насосов типа ДПВ).

Характеристики насосов указанных типов имеют при данном d два основных участка: плавно ниспадающий рабочий участок (правая ветвь) и более круто падающий нерабочий участок (левая ветвь, прилегающая к оси ординат). Между ними расположен переходной восходящий участок. Если характеристика сети пересекает характеристику насоса в пределах ее рабочего участка, насос работает устойчиво. Если же сопротивление сети возрастает таким образом, что точка пересечения характеристик переходит на верхнюю точку рабочего участка характеристики насоса (точка 5), система становится неустойчивой и насос практически скачкообразно переходит на нерабочий участок его характеристики при том же давлении (точка 6). Работа насоса сопровождается при этом кавитационными явлениями, гидравлическим ударами, вибрацией, стуками, что, как правило, приводит к его повреждению, вплоть до поломки лопастей.

Завод-изготовитель запрещает работу осевых и диагональных насосов на нерабочей ветви характеристики. Исходя из условий надежности и экономичности эксплуатация насосов, завод ограничивает рабочую зону режимов работы осевых и диагональных насосов. На рис. 8.5 границы этой зоны показаны жирной линией. На этом рисунке нанесены также линии допустимого кавитационного запаса Dh_доп и линии постоянного КПД насоса h_н.

Поворотом рабочих лопастей обычно достигается изменение подачи насоса от 100 до 70-80% максимального значения. Эти режимы лежат да характеристике тракта в диапазоне подач от точки 1 до точки 2. Применение двухскоростных электродвигателей позволяет расширить диапазон регулирования.

Рис. 8.5. Характеристика осевого насоса типа ОПВ:

Н – давление; Q - подача; d_макс, d_мин - максимальный и минимальный угол поворота лопастей насоса; h_н - КПД насоса; Dh_доп - допустимый кавитационный запас; h_геод- геодезическая высота подъема воды; h_сл.к - высота до верхней точки сливной камеры; H_макс - линия максимально допустимого статического давления при пуске насоса на заполненный водовод;

- - - - - характеристика тракта системы водоснабжения (остальные обозначения см. рис. 8.4)

Циркуляционные насосы типа ОПВ и ДПВ могут работать параллельно на общую сеть при условии установки рабочих лопастей однотипных насосов на одинаковый угол. Следует, однако, учитывать, что насосы одного типа могут иметь из-за различного их состояния несовпадающие между собой точно напорные характеристики. Поэтому блочное включение насосов типа ОПВ и ДПВ с раздельной работой каждого насоса на свой участок сети является предпочтительным. В этом случае исключается взаимное воздействие насосов при несовпадении их характеристик, случайном различии углов установки лопастей или разной степени износа проточных частей насосов. При параллельной же работе осевых насосов увеличение гидравлического сопротивления сети может привести к тому, что один из параллельно включенных насосов, характеристика которого по указанным выше причинам отличается от напорных характеристик других насосов, перейдя на недопустимый режим работы, отвечающий нерабочей ветви характеристики.

Пуск насосов типа ОПВ к ДНВ более сложен, чем центробежных, а подключение их в параллельную работу сопряжено зачастую со значительными трудностями; в ряде случаев подключение в параллель к уже работающим следующего насоса оказывается невозможным без применения дополнительных устройств (см. разд. 8.4).

Вследствие особенностей формы напорной характеристики осевые и диагональные насосы более чувствительны к изменению характеристики сети из-за различных эксплуатационных неполадок.

8.3. Схемы циркуляционного водоснабжения

8.3.1. При блочной схеме (рис 8.6, а) каждой насос работает на свой тракт (на отдельные половины или часть корпусов конденсатора), благодаря чему исключается параллельная работа циркуляционных насосов и схема имеет минимальное количество арматуры на тракте (только на сливном водоводе устанавливается задвижка или затвор, в некоторых случаях запорный орган на сливе вообще не устанавливается). При блочной схеме применяются, как правило, осевые и диагональные насосы.

На рис. 8.7, а показано, условное продольное сечение по тракту водоснабжения блочной схемы с подачей воды из реки (прямоточное водоснабжение) или с охлаждением воды в водохранилище-охладителе, а на рис. 8.7, б - сечение по тракту оборотной системы водоснабжения с охлаждением воды в градирне.

При прямоточном водоснабжении и оборотном с водохранилищем-охладителем используется, как правило, действие сифона в системе подачи воды и слива охлаждающей воды, что приводит к уменьшению геодезической высоты подачи воды.

Рис. 8.6. Схема циркуляционного водоснабжения:

а - блочная; б - с напорными коллекторами (магистральными водоводами); 1 - циркуляционные насосы; 2 - напорные водоводы; 3 - конденсатор; 4 - сливной водовод; 5 - задвижка (затвор); 6 – сливные каналы (закрытые или открытые)