способ парокислородной очистки и пассивации проточной части паровой турбины

Формула изобретения

Способ очистки и пассивации тракта рабочей среды паросилового энергооборудования путем обработки указанного тракта парокислородной смесью при определенном температурном режиме, отличающийся тем, что парокислородной смесью обрабатывают проточную часть турбины при вращающемся роторе, причем при температуре пара на выходе турбины ниже 180°С обработку ведут последовательно - на холостом ходу в течение 2-6 ч при температуре на выходе турбины 70-300°С, а затем под нагрузкой в пределах 10-40% от номинальной в течение 7-10 ч при температуре в пределах 400-540°С на входе в турбину.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для очистки и пассивации проточной части паровых турбин с целью их консервации или повышения эффективности эксплуатации.

Известен способ очистки и пассивации тракта рабочей среды паросилового энергооборудования путем обработки указанного тракта парокислородной смесью при определенном температурном режиме [1] - прототип. Указанный способ получил дальнейшее развитие в качестве водо-парокислородного способа и в настоящее время широко распространен для очистки и пассивации тракта рабочей среды котельной части энергоблока до паровой турбины. Для обработки проточной части последней способ [1] не использовался. Для конденсационных турбин, в том числе с теплофикационными и промышленными отборами, такой способ не мог быть использован из-за того, что температура пара в хвостовой части турбины оказывается недостаточно высокой для обеспечения необходимой эффективности обработки. В связи с этим консервация паровых турбин на тепловых электростанциях производится азотом, осушенным воздухом, поверхностно-активными веществами и пр., которые по сравнению с парокислородной обработкой менее эффективны в технологическом и экологическом отношении.

Достигаемым результатом изобретения является обеспечение возможности очистки и пассивации проточной части паровых турбин наиболее эффективным и экологически чистым парокислородным способом.

Указанный результат обеспечивается тем, что в способе очистки и пассивации тракта рабочей среды паросилового энергооборудования путем обработки указанного тракта парокислородной смесью при определенном температурном режиме, согласно изобретению парокислородной смесью обрабатывают проточную часть турбины при вращающемся роторе, причем при температуре пара на выходе турбины ниже 180°С обработку ведут последовательно - на холостом ходу в течение 2-6 часов при температуре на выходе турбины 70-300°С, а затем под нагрузкой в пределах 10-40% от номинальной в течение 7-10 часов при температуре в пределах 400-540°С на входе в турбину.

Обработка проточной части турбины на холостом ходу позволяет вследствие появляющегося тепла трения и вентиляции достичь более высоких температур на выходе турбины по сравнению с работой под нагрузкой. Для конденсационной турбины при ухудшенном вакууме температура на выходе турбины на холостом ходу может быть таким образом поднята до 70-120°С, для противодавленческой - до 180-300°С (при температуре пара на выходе из противодавленческой турбины - менее 180°С). Таким образом, на первом этапе (холостой ход) особенно эффективно происходит очистка и предварительная пассивация хвостовой части турбины, на втором этапе (под нагрузкой) при увеличенном расходе пара и соответственно кислорода осуществляется интенсивная очистка и пассивация остальной проточной части и завершение пассивации ее хвостовой части. Подача кислорода при концентрации 0,7-2,5 г/дм³ пара производится в главный паропровод при обработке только тракта паровой турбины или в магистраль питательной воды при обработке тракта рабочей среды всего энергоблока, включая котельный агрегат.

Пример 1. Проводилась очистка и пассивация проточной части конденсационной турбины ПТ-80 мощностью 80 МВт. Обработка проточной части турбины проводилась в два этапа: на холостом ходу 4 часа 20 минут и под нагрузкой 5-8 МВт в течение 10 часов. Параметры пара при обработке на холостом ходу составляли: давление на входе в турбину 6-9 МПа, температура перед стопорным клапаном 400-500°С, перед цилиндром низкого давления 220-260°С, на выходе 70°С. Расход пара на турбину составлял 20-30 т/час, вакуум 0,9-0,7, содержание кислорода в паре перед стопорным клапаном 0,7-2,5 г/кг. По данным химического анализа отобранных при работе турбины на холостом ходу проб пара и конденсата на содержание в них отмытых отложений можно сделать вывод, что в процессе обработки шла частичная отмывка проточной части. После окончания обработки на холостом ходу была прекращена подача кислорода в пар и начат набор нагрузки до 8 МВт, причем после набора нагрузки до 5 МВт было возобновлено дозирование кислорода в пар перед стопорным клапаном. При проведении обработки под нагрузкой параметры поддерживались на следующем уровне: давление пара на входе в турбину 11-11,5 МПа, температура пара перед стопорным клапаном 500-510°С, температура пара перед цилиндром низкого давления 265-275°С, температура пара на выходе из турбины 55-60°С, вакуум 0,90-0,85, расход пара на турбину составлял 60-70 т/час, содержание кислорода в паре перед стопорным клапаном 0,87-1,35 г/кг. Анализ отобранных проб свежего пара и конденсата показал, что по завершении второй стадии обработки была осуществлена полная очистка проточной части от отложений. Вскрытие турбины и проведенный анализ состояния проточной части показали отсутствие отложений и наличие на поверхности последней прочной защитной оксидной пленки.

Пример 2. Проводилась очистка и пассивация проточной части конденсационной турбины К-300/240 с мощностью 300 МВт с цилиндрами высокого, среднего и низкого давления. Обработка проводилась в диапазоне нагрузки от холостого хода до 70-90 МВт в течение 9 часов 50 минут. Диапазон температур по острому пару находился в пределах от 370°С до 402°С, температура пара горячего промперегрева котла составляла максимально 415°С. Давление свежего пара перед стопорным клапаном поддерживалось на уровне 24 МПа. Дозировка кислорода осуществлялась на всас питательного насоса. Содержание кислорода в питательной воде составляло 0,90 г/ дм³ , в остром паре - 0,90-1,92 г/ дм³, в паре горячего промперегрева - 0,95-1,46 г/ дм³. Во время проведения парокислородной обработки турбины осуществлялся отбор проб из штатных пробоотборных линий для контроля за процессом очистки и пассивации. Результаты химического контроля показали ход вымывания железа и кремниевой кислоты из проточной части турбины во времени. В частности, наблюдался всплеск содержания железа в пробах горячего промперегрева до 1000 мкг/дм³ в начальный момент и до 100 мкг/дм³ на завершающем этапе обработки, содержание железа в конденсате, отобранного с напора конденсатного электронасоса I ступени, изменялось от 600 до 100 мкг/дм³. Наблюдалось увеличение содержания кремниевой кислоты в пробах горячего промперегрева до 95 мкг/дм³ в начальный момент с последующим снижением до 70 мкг/дм³.

Вскрытие турбины и проведенный анализ состояния проточной части показали отсутствие отложений на поверхности последней и наличие на ней прочной защитной пленки.

Пример 3. Проводилась парокислородная обработка противодавленческой турбины типа Р-50-130/13 при нагрузке 5-20 МВт в течение 10 часов. Дозировка кислорода осуществлялась в главный паропровод между главной паровой задвижкой и стопорным клапаном через дренажную линию второй нитки. Расход пара на турбину во время обработки составлял 110-115 т/ч, давление свежего пара 11,0-11,5 Мпа, температура пара перед стопорным клапаном 540°С. Давление пара на выходе из турбины 1,1-1,3 МПа, температура 358°С. По результатам измерения концентрация кислорода в свежем паре составляла в процессе обработки 1,6-2,0 г/дм³. Во время обработки проводился химический контроль концентраций в паре железа, кремниевой кислоты, натрия, хлоридов, меди и жесткости из пробоотборных точек свежего пара и в конденсате бойлера. Необходимо отметить, что турбина незадолго перед очисткой была смонтирована и пущена в эксплуатацию, при этом было установлено 80% новых ступеней. Перед монтажом проточная часть частично была очищена от отложений пескоструйным и абразивным методами. В результате парокислородной обработки на поверхности проточной части турбины образовалась защитная оксидная пленка, прочно связанная с металлом.

Источник информации

1. Авторское свидетельство №976761, 3 F 22 B 37/48, 1980.