Вакуум в турбине

Пар, выходящий из турбины, попадает в парную сторону конденсатора. Большой объем циркулирующей воды поступает внутрь медных трубок конденсатора. Благодаря теплообмену между водой, циркулирующей в трубках, и паром, тепло пара удаляется, в результате чего пар конденсируется в воду. Плотность воды резко снижается (примерно в 30 000 раз). Таким образом, пространство, ранее занимаемое паром, превращается в вакуум. Негазообразные газы выкачиваются с помощью вакуумного насоса, что способствует поддержанию вакуума. Причин снижения вакуума в конденсаторе много. Ниже приведены наиболее распространенные причины такого снижения, с которыми сталкиваются на практике, а также способы их устранения. I. При запуске турбинного агрегата причины снижения вакуума в конденсаторе: Ненормальное давление в уплотнительных узлах турбины (1) Причина: В процессе запуска агрегата, если давление пара, поступающего в уплотнительные узлы, не соответствует нормам, то значение вакуума в конденсаторе постепенно снижается. При низком давлении в уплотнительных узлах передние и задние уплотнители высокого и низкого давления в турбине из-за недостаточного давления позволяют воздуху проникать внутрь цилиндров. Это приводит к повышению температуры выпускных цилиндров турбины и снижению вакуума в конденсаторе. Причиной низкого давления в уплотнительном узле может быть неисправность регулирующего клапана давления ； Клапаны в системе подачи пара для уплотнения оси не открыты или открыты недостаточно. (2) Явления: падение показателя на вакуумметре, повышение показателя температуры в выпускном цилиндре турбины. (3) Меры по устранению проблемы: если выясняется, что медленное снижение вакуума в конденсаторе обусловлено недостаточным давлением пара, поступающего в уплотнительные узлы, дежурный должен немедленно проверить уровень давления в этих узлах и наличие нормального подачи пара. В большинстве случаев достаточно просто поднять давление в уплотнительных узлах до нормального значения. Если причина заключается в недостаточном давлении пара, поступающего на уплотнитель, следует немедленно сменить источник этого пара, чтобы давление на уплотнителе оставалось в нормальных пределах. Если это не помогает, необходимо провести проверку других элементов системы. 2. Повышение уровня воды в бассейне с горячей водой конденсатора (1) Причины: когда уровень воды в бассейне с горячей водой конденсатора слишком высок, она может затопить медные трубки конденсатора или его отверстия для откачки пара. Это приводит к изменению условий работы внутри конденсатора, а именно к снижению эффективности теплообмена. В таких случаях вакуум постепенно снижается. Причиной повышения уровня воды в колодце с горячей водой для конденсатора может быть а) неисправность насоса для откачки конденсатной воды ； b Чрезмерный объем воды для десалинизации ； в) Утечка медных труб конденсатора ； д) Недостаточная эффективность сброса конденсатной воды при запуске ； е. Причина — недостаточный угол открытия клапанов в системе конденсата. (2) Явления: показания вакуумметра снижаются, температура выхлопного цилиндра турбины повышается, а уровень жидкости в конденсаторе и местных уровнемерах также повышается. (3) Меры по устранению проблемы: когда становится ясно, что повышение уровня воды в бассейне для горячей воды конденсатора приводит к медленному снижению вакуума в нем, дежурный должен немедленно выяснить причину такого повышения уровня воды и как можно быстрее снизить его до нормального значения. 3. Недостаточный объем воды в циркуляционной системе конденсатора (1) Причины: когда объем воды недостаточен, количество пара, образующегося в турбине, которое может быть охлаждено в конденсаторе, снижается. Это приводит к повышению температуры в выпускном цилиндре и снижению вакуума в конденсаторе. Причинами недостаточного объема воды могут быть неисправности насосов циркуляции воды ； Низкий уровень воды в зоне подачи воды для циркуляции приводит к испарению воды в насосах циркуляции, в результате чего объем воды, поступающей в систему циркуляции, становится недостаточным ； Электрические клапаны входа и выхода с обеих сторон конденсатора агрегата не открыты полностью ； При прокачке циркуляционной воды в конденсаторе воздух из системы не был полностью удален. (2) Явления: показатель вакуумметра снижается, показатель температуры парорасширительного барабана турбины повышается; давление входящей и выходящей воды в циркуляционной системе конденсатора колеблется; температура входящей и выходящей воды также меняется (температура входящей воды остается нормальной, а температура выходящей воды повышается). (3) Меры по устранению проблемы: когда становится ясно, что медленное снижение вакуума в конденсаторе обусловлено недостаточным объемом воды, циркулирующей в конденсаторе, дежурный должен незамедлительно проверить, нормально ли работает насос для циркуляции воды, а также каков уровень воды в входном бассейне. Немедленно на месте проверьте, полностью ли открыты электрические клапаны входа и выхода на обоих концах конденсатора агрегата. Также проверьте, нет ли колебаний давления на входе и выходе. Если таковые имеются, необходимо провести процедуру удаления воздуха из системы, пока из воздуховода не начнет вытекать вода. 4. Неправильное открытие (или закрытие) клапанов, находящихся в зоне отрицательного давления (1) Причины: в процессе запуска агрегата требуется много операций со стороны персонала, и в этот период неизбежно возникают ошибки в выполнении операций или неправильные действия. Это является основной причиной снижения уровня вакуума. (2) Явления: снижение вакуума, повышение температуры выпускного цилиндра турбины; это происходит в тот момент, когда дежурный сотрудник как раз завершает операции, связанные с системой вакуума. (3) Решение проблемы: если подтверждается, что неправильное открытие (или закрытие) клапана, находящегося в зоне отрицательного давления, приводит к постепенному снижению вакуума в конденсаторе, дежурному оператору следует незамедлительно вернуть все параметры к исходному состоянию. 5. Наличие воды в нагревателе уплотнения или её отсутствие (1) Причины: В процессе запуска агрегата из-за неправильной настройки или проблем с самой системой уплотнения может возникнуть ситуация, когда в нагревателе уплотнения есть вода или же её нет. Это приводит к снижению вакуума в конденсаторе. Причинами отсутствия воды в нагревателе могут быть утечки в медных трубках нагревателя ； Угол открытия клапана для слива воды от нагревателя валового уплотнения до колодца с горячей водой конденсатора недостаточен, либо клапан неисправен ； Недостаточный угол открытия входных и выходных клапанов на парной стороне нагревателя валовой уплотнительной системы или случайное открытие бокового клапана приводят к снижению объема воды, поступающей в нагреватель, в результате чего в нем остается мало воды. (2) Явление: показания вакуумметра снижаются; на валу не создается отрицательного давления. Показатели температуры в выпускном цилиндре турбины повышаются. Если нагреватель уплотнителя заполнен водой, то в местах расположения передних и задних уплотнителей высокого и низкого давления турбины будет образовываться большое количество белого пара. В этот момент давление в уплотнителях повышается. В серьезных случаях это приводит к скоплению воды в трубах обратного потока нагревателя уплотнителя, что изменяет его рабочие характеристики и способствует снижению вакуума ； Если в нагревателе уплотнения отсутствует вода, то большое количество пара, предназначенного для уплотнения, попадает в конденсатор без прохождения теплообмена в нагревателе уплотнения. Это увеличивает тепловую нагрузку на конденсатор и приводит к снижению вакуума. (3) Меры по устранению проблемы: когда выясняется, что медленное снижение вакуума в конденсаторе вызвано либо избытком воды, либо её недостатком в нагревателе осевого уплотнения, необходимо незамедлительно сообщить дежурному о том, что нужно проверить уровень воды в нагревателе. Если вода находится в избытке, следует открыть клапан для слива воды из нагревателя; также необходимо проверить, закрыт ли клапан для подачи воды. Необходимо также открыть клапан для слива воды из трубы обратного потока, чтобы удалить излишки воды. Уровень воды в нагревателе следует поддерживать на уровне 1/2. Если в нагревателе уплотнения нет воды, сначала необходимо заполнить его водой; уровень воды в нагревателе следует поддерживать на уровне 1/2. В процессе запуска турбинных установок одной из наиболее частых причин медленного снижения вакуума в конденсаторе являются именно эти факторы. Конечно, это не абсолютное правило, но следует руководствоваться таким принципом: когда вакуум в конденсаторе медленно снижается, дежурный должен на основе данных с соответствующих приборов, индикаторов и характеристик работы оборудования сделать комплексную оценку и затем принять соответствующие меры. II. При нормальной работе турбинного агрегата причины медленного снижения вакуума в конденсаторе: 1. Повышение температуры воды в бассейне для охлаждения; неисправность вентилятора. (1) Причина: В процессе работы турбинного агрегата из-за изменений сезона или других факторов температура воды в бассейне может повышаться. В этом случае у сопел вентилятора может происходить процесс кипения, что приводит к нарушению его работы. Газы, которые не могут конденсироваться в конденсаторе, не могут быть своевременно удалены, в результате чего снижается уровень вакуума. Причиной повышения температуры воды в бассейне для стрельбы может быть влияние температуры окружающей среды летом ； В тепловой системе источник тепла поступает в бассейн с водой, что приводит к повышению её температуры. (2) Явление: значение вакуума в конденсаторе снижается по сравнению с определенным периодом времени, или наблюдается разница в значениях вакуума утром и вечером. Если с помощью термометра или при касании воды в бассейне рукой температура воды оказывается высокой, то температура воды в выпускной трубе насоса для откачки воды также будет высокой. (3) Меры по устранению проблемы: когда подтверждается, что повышение температуры воды в бассейне для охлаждения является причиной постепенного снижения вакуума в конденсаторе, необходимо соответствующим образом открыть клапаны для подачи воды на входе в насос для перекачки воды из бассейна, чтобы снизить её температуру. При необходимости просто проверьте, свободно ли работает труба для сброса воды из бассейна. 2. Серьезное накопление воды в трубе обратного потока нагревателя уплотнения вала (1) Причина: когда в трубе обратного потока нагревателя уплотнения вала накапливается вода, площадь прохождения обратного потока снижается, что приводит к нарушению работы системы подачи пара для уплотнения вала и, в результате, к снижению вакуума. Причиной скопления воды в трубе обратного потока нагревателя уплотнения может быть повышение уровня воды в нагревателе уплотнения ； Забыли закрыть клапан для подачи воды ； В главной трубе пара для уплотнения оси есть вода. (2) Явление: когда в трубопроводе для возврата пара накапливается вода, температура внешней стенки трубы для выпуска пара от нагревателя уплотнения оси остается низкой. В серьезных случаях в местах уплотнения оси спереди и сзади высокого и низкого давления образуется большое количество белого пара, а из корпуса вентилятора нагревателя уплотнения оси вытекает вода. (3) Когда подтверждается, что медленное снижение вакуума в конденсаторе вызвано накоплением воды в трубопроводе обратного потока от нагревателя валового уплотнения, персонал должен незамедлительно полностью открыть клапаны для слива воды на главном трубопроводе обратного потока, чтобы удалить всю воду и настроить уровень жидкости в нагревателе валового уплотнения. 3. Повышение уровня жидкости в конденсаторе (1) Причины: В условиях нормальной работы повышению уровня жидкости в конденсаторе агрегата может способствовать чрезмерный объем добавляемой дистиллированной воды ； Утечка медных труб конденсатора ； Электрические двери для рециркуляции конденсатной воды открываются или закрываются некорректно ； Чрезмерное давление на выходе насоса для слива воды из низконапорных нагревателей и чрезмерное давление в деаэраторе (вытеснение конденсата). (2) Явление: показания уровнемера в конденсаторе повышаются, ток в работающих насосах для охлаждения конденсатора увеличивается. Увеличивается степень переохлаждения конденсата. (3) Меры по устранению проблемы: когда подтверждается, что медленное снижение вакуума в конденсаторе вызвано повышением уровня жидкости в нем, дежурный должен незамедлительно выяснить причину этого явления и снизить уровень жидкости в конденсаторе до нормальных значений. 4. Ошибки операторов или ремонтных рабочих в процессе работы приводят к постепенному снижению вакуума в конденсаторе. (1) Причины: из-за ошибок операторов или ремонтных рабочих в процессе работы происходит постепенное или резкое снижение вакуума в конденсаторе. Причинами такого снижения могут быть неправильные действия операторов при нормальной эксплуатации системы, а также неправильное открытие или закрытие клапанов, связанных с системой вакуума ； При проведении работ по техническому обслуживанию вакуумной системы сотрудники по ошибке открывают или закрывают клапаны. (2) Явление: При возникновении подобных ситуаций скорость снижения показателей вакуумметра конденсатора может быть разной. Существуют два варианта: ① Вакуум в конденсаторе снижается медленно, при этом температура выпускного цилиндра турбины повышается ； ②При резком снижении вакуума в конденсаторе температура выпускного цилиндра турбины быстро повышается, а звук работы агрегата резко меняется ； Если по ошибке закрыть клапаны системы циркуляции охлаждающей воды, то давление охлаждающей воды в конденсаторе агрегата изменится. (3) Меры реагирования: когда подтверждается, что медленное или резкое снижение вакуума в конденсаторе вызвано ошибками операторов или персонала, ответственный за работу должен спокойно и быстро восстановить все действия, выполнявшиеся до возникновения проблемы. Если будет установлено, что причиной стало неправильное действие персонала, выполняющего техническое обслуживание, необходимо немедленно прибыть на место и закрыть клапаны, которые тот ошибочно открыл или закрыл. 5. При принятии мер безопасности, связанных с вакуумной системой, вакуум в конденсаторе постепенно снижается. (1) Причина: в процессе принятия таких мер, если клапаны вакуумной системы не закрываются должным образом, вакуум в конденсаторе начинает постепенно снижаться. Это может происходить из-за того, что в оборудовании или клапанах, находящихся в зоне отрицательного давления, попадает воздух, который затем попадает в конденсатор, что приводит к постепенному снижению вакуума. (2) Явление: вакуум в конденсаторе медленно снижается, температура выпускного цилиндра турбины повышается. (3) Решение проблемы: если будет подтверждено, что медленное снижение вакуума в конденсаторе вызвано принятием мер безопасности, дежурному следует незамедлительно восстановить все эти меры безопасности. 6. Отсутствие воды на парной стороне низкодавленного нагревателя при его работе (1) Причины: во время нормальной работы агрегата из-за небрежности персонала или из-за изменений условий работы уровень воды в низкодавленном нагревателе не регулируется своевременно, в результате чего нагреватель работает без воды. В таких условиях пар, выходящий из нагревателя, не может произвести теплообмен и сразу попадает в бассейн горячей воды конденсатора. Это приводит к увеличению тепловой нагрузки на конденсатор и снижению вакуума. (2) Явления: медленное снижение вакуума в конденсаторе, повышение температуры выпускного цилиндра турбины. При локальной проверке можно обнаружить отсутствие показаний у уровнемера низконапорного нагревателя во время работы, а также увеличение разницы температур. (3) Решение проблемы: когда подтверждается, что медленное снижение вакуума в конденсаторе вызвано отсутствием воды в низконапорном нагревателе, работающего агрегата, оператору достаточно лишь настроить низконапорный нагреватель так, чтобы был виден уровень воды. III. При ликвидации аварий на турбинных установках причинами медленного снижения вакуума в конденсаторе являются: 1. Слишком низкое давление в уплотнительном узле. (1) Причины: при возникновении аварии на установке по разным причинам может снижаться давление в уплотнительном узле. Например, при работе одного агрегата или двух агрегатов, в процессе ликвидации аварии из-за неправильных действий может произойти снижение давления в уплотнительных устройствах, в результате чего вакуум в конденсаторе постепенно снижается. (2) Явления: медленное снижение вакуума в конденсаторе, повышение температуры выпускного цилиндра турбины, снижение показаний приборов, связанных с давлением в уплотнительных узлах. (3) Обработка: Производится в соответствии с следующими случаями: ① При аварии при работе одного агрегата, если происходит снижение давления в уплотнительном узле и медленное снижение вакуума в конденсаторе, необходимо переключить источник пара для уплотнения на холодный участок, чтобы обеспечить нормальное давление в уплотнительном узле. ②При работе двух агрегатов, если происходит авария у одного из них, решение о том, следует ли перевести источник пара для уплотнения валов на вспомогательный источник пара, принимается в зависимости от уровня давления в деаэраторе — высокого или низкого — чтобы обеспечить нормальное давление в системе уплотнения валов. 2. Заполнение бассейна с горячей водой конденсатора водой (1) Причины: В условиях аварийной ситуации из-за неисправностей оборудования или действий персонала бассейн с горячей водой конденсатора может заполниться водой; причиной этого может стать отказ насоса для подачи горячей воды ； После отключения насоса для откачки конденсата из-за неплотного закрытия обратного клапана произошло затопление системы конденсата горячей водой ； Объем воды, подаваемой в деаэратор, слишком велик. (2) Явления: вакуум в конденсаторе медленно снижается, температура выпускного цилиндра турбины повышается, показатель уровня жидкости в конденсаторе также повышается. (3) Меры по устранению проблемы: когда становится ясно, что медленное снижение вакуума в конденсаторе вызвано переполнением бассейна с горячей водой в конденсаторе, дежурный должен незамедлительно найти способ снизить уровень воды в этом бассейне до нормального значения. 3. Утечка пара из высоконапорного уплотнения оси происходит из-за несвоевременной настройки ручных клапанов шестого отбора пара. (1) Причина: при аварии на агрегате из-за изменения расхода главного пара меняется и объем утечки пара из уплотнения оси. Это приводит к тому, что воздух попадает в конденсатор через уплотнение высокого давления турбины, в результате чего снижается вакуум. (2) Явления: медленное снижение вакуума в конденсаторе, повышение температуры выпускного цилиндра турбины. (3) Меры по устранению проблемы: когда подтверждается, что утечка пара из высоконапорного уплотнения приводит к постепенному снижению вакуума в конденсаторе из-за несвоевременной регулировки ручных клапанов для отвода пара, сотрудник, находящийся на дежурстве, должен немедленно прибыть на место и соответствующим образом уменьшить объем утечки пара через эти ручные клапаны. 4. При неисправностях системы деионизированной воды, а также во время ремонта трубопроводов и клапанов, обеспечивающих подачу деионизированной воды, может происходить постепенное снижение вакуума в конденсаторе. В условиях нормальной эксплуатации также случались аномалии, связанные с постепенным снижением вакуума в конденсаторе из-за неисправностей системы деионизированной воды. （1）Причина: в подавляющем большинстве случаев это происходит из-за отключения насосов для удаления соли ； Неправильное закрытие (или неисправность) клапанов в системе опреснения воды ； Возникает во время работ по техническому обслуживанию. Это происходит из-за засасывания воздуха в конденсатор, при условии, что клапаны для подачи деоксидированной воды и регулирующие клапаны находятся в положении открытия. (2) Явления: медленное или резкое снижение вакуума в конденсаторе, повышение температуры выпускного цилиндра турбины. (3) Решение проблемы: при подтверждении наличия неисправности в системе деионизированной воды или при проведении работ на трубопроводах, по которым поступает деионизированная вода, необходимо немедленно сообщить начальнику смены, чтобы тот прибыл на место. При необходимости достаточно просто закрыть соответствующие клапаны. Выше приведены наиболее распространенные причины, проявления и способы устранения медленного снижения вакуума в конденсаторе в различных режимах работы агрегата. Конечно, это не абсолютные причины, явления и способы решения проблем. Поэтому нам всем необходимо на протяжении всей работы постоянно суммировать и совершенствовать свои знания и навыки во всех областях. IV. Меры по повышению вакуума в конденсаторе: 1. Усилить эксплуатационное обслуживание башен охлаждения циркулирующей водой; при обнаружении повреждений наполнителя и трубопроводов незамедлительно связаться с ремонтными бригадами для замены и ремонта. При проведении небольших ремонтов своевременно заменяют устаревшее наполнение в водонапорных башнях и ремонтируют места разрывов в водопроводных трубах, что позволяет устранить снижение эффективности, вызванное чрезмерной интенсивностью полива в некоторых зонах, и тем самым повысить эффективность охлаждающих башен. 2. Рационально организовать управление насосами циркуляционной воды, своевременно корректируя количество работающих насосов в зависимости от изменений погодных условий (зимой необходимо обеспечить работу двух насосов), что гарантирует нормальный объем циркулирующей воды. 3. Снизить разницу температур на конденсаторе, обеспечить эффективность системы очистки с помощью резиновых шариков и повысить вакуум в конденсаторе. 4. Необходимо повысить герметичность вакуумной системы турбины. При проникновении в эту систему чрезмерного количества воздуха на поверхности медных труб образуется слой газа, что снижает коэффициент теплообмена в этих трубах. Кроме того, это может привести к перегрузке вакуумного насоса, что, в свою очередь, влияет на уровень вакуума в конденсаторе. 5. Обеспечение качества воды в циркуляционной системе, предотвращение образования налета на трубах конденсатора. В соответствии с данными химического контроля своевременно осуществляется корректировка коэффициента концентрации циркулирующей воды. 6. Повышение эффективности работы вакуумного насоса, предотвращение накопления газов, не способных к конденсации, что может повлиять на уровень вакуума в установке.

Большое спасибо. У нас используется вакуумный насос с паровым приводом. Возможно ли, что его внутренняя конструкция влияет на эффективность откачки воздуха?

Проверьте, не поврежден ли водяной уплотнитель на трубопроводах, правильно ли закрыты клапаны для сброса пара из уплотнителей, и является ли давление движущего пара в норме

Водяной уплотнитель — хорошо, а что вы имеете в виду под клапаном сброса воздуха? Не совсем понимаю, прошу подсказать.

Тип с конденсацией пара: 1. Очевидными факторами являются кондиционирование воздуха, частота вращения, количество пара, поступающего в турбину, влияние погодных условий, а также степень чистоты ребер радиатора для охлаждения воздухом; обычно на работу радиатора оказывает наибольшее влияние именно уровень чистоты его ребер. 2. Менее очевидными проблемами являются утечки; возможны проблемы с предохранительным клапаном, обеспечивающим вакуум, а также с системой откачки воды. При запуске необходимо проверить, правильно ли закрыт клапан, предотвращающий потерю вакуума в резервуаре для сбора жидкости. 3. Настоящие утечки встречаются редко. По нашему опыту, самым эффективным способом является очистка радиатора для охлаждения воздухом без использования химикатов — достаточно использовать высоконапорный водяной пистолет

Паровые откачиватели обычно не имеют утечек; по сути, это теплообменники. Проблемы могут возникнуть из-за засорения вторичного выпускного канала (из-за замерзания), неисправности дренажных устройств, а также при недостаточной скорости слива воды. Это может привести к возникновению ударных волн, что, в свою очередь, влияет на эффективность откачки