Поверхностный конденсатор паровой турбины

Поверхностный конденсатор устанавливается после паровой турбины с целью расширения потока для уменьшения давления, таким образом, большее количество энергии пара преобразовывается в приводное усилие турбины. Это обеспечивает более высокую эффективность парового цикла. Вся конденсированная вода в конденсаторе возвращается в систему подачи воды. Поверхностный конденсатор состоит, в основном, из сварной стальной оболочки, паровой камеры, пучка труб и камеры впуска/выпуска возвратной воды, изготовленной из стали. Используются трубы из нержавеющей стали и обшивочные листы из нержавеющей стали в качестве трубных решеток.

Далее приводится описание конструкции кожуха и труб поверхностного конденсатора (см. рис. 1).

1) Паровая камера и кожух:

Кожух включает в себя паровую камеру из сварных стальных листов с трубной обвязкой внутри.

2) Пучок труб:

Пучок труб состоит из труб, трубных решеток и опорных плит.

Трубы крепятся к трубным решеткам при помощи развальцовки, опора труб обеспечивается опорными плитами, которые предотвращают повреждения труб в результате вибраций, вызываемых потоками.

Следовательно, для обеспечения достаточной устойчивости к вибрациям необходимо рассчитать интервал между опорными плитами, толщину и зазоры между трубами.

3) Камера впуска/выпуска возвратной воды:

Камеры впуска/выпуска воды, как правило, изготавливаются из стали с покрытием из эпоксидной смолы.

4) Сборник горячего конденсата:

В нижней части кожуха предусмотрен сборник горячего конденсата из сварной конструкции. Он состоит из достаточно большой камеры для обработки потока конденсата и оборудован индикатором уровня и датчиком уровня для отслеживания уровня конденсата.

Поверхностный конденсатор функционирует систематически вместе с паровой турбиной, вакуумной установкой, насосом воды охлаждения, насосом конденсата и контроллером уровня. На Рис. 1 представлена общая схема системы поверхностного конденсатора. Имеется два типа вакуумной системы. Одна – пароэжекторная приводная система, вторая – вакуум-насосная система. Вакуумная установка используется для вытяжки неконденсируемого газа в системе при указанных условиях вакуума, после чего поддерживается требуемый вакуум в паровом конденсаторе.

Соответственно, изменения вакуума в поверхностном конденсаторе в значительной степени зависят от рабочих условий, например, от температуры воды охлаждения, загрязнения, скорости потока воды охлаждения и т.д. При этом влияние оказывает также различное вспомогательное оборудование. Эффективность поддержания вакуума конденсатора обеспечивается его правильным функционированием.

1) Выбор места установки и устройство фундамента:

Необходимо предусмотреть пространство для демонтажа пучка труб и водяных камер в соответствии со схемой установки. Фундамент должен быть достаточно прочным для выдерживания нагрузки и внешних воздействий и устойчивым к разрушению к износу в результате старения.

2) Установка поверхностного конденсатора:

A) Необходимо подготовить ровный фундамент, чтобы обеспечить требуемую горизонтальность.
B) Между опорой конденсатора и фундаментом можно использовать регулировочный элемент для создания требуемого зазора (если необходимо).
C) При подъеме конденсатора следует использовать крепежный строповый ремень, при этом убедитесь, что крепежный строповый ремень расположен правильно.
D) Необходимо предусмотреть расширительное соединение для труб между турбиной и самим вакуумным конденсатором.
E) При соединении каждого патрубка нельзя компенсировать зазор между фланцевыми поверхностями и наклоном патрубка при помощи прокладок.
F) При выполнении соединений следует предотвращать внешнее давление труб на конденсатор.
G) В линии воды охлаждения должен быть установлен клапан впуска и выпуска воды охлаждения.
H) Во время работы необходимо учитывать, что в линии воды охлаждения и в конденсаторе не допускается возникновение воздушных карманов.
I) Болтовые соединения:
Поверхностные конденсаторы проходят испытания под давлением на заводе в соответствии с требованиями стандартов и рабочего задания. Однако в период между испытанием на заводе и монтажом на месте эксплуатации может происходить нормальное ослабление соединений прокладок. Поэтому для всех внешних болтовых соединений может потребоваться повторная затяжка после монтажа и при необходимости после достижения поверхностным конденсатором рабочей температуры. Затяжку болтовых соединений следует выполнять в соответствии со следующим пунктом E-3.25 (согласно стандарту TEMA).

1) Наполнение водой сборника горячего конденсата:
При наполнении водой всегда контролируйте уровень воды – он не должен выходить за пределы метки высокого уровня.
2) Откройте клапан впуска и выпуска воды охлаждения.
3) Включите насос воды охлаждения до запуска турбины.
4) Откройте клапан продувочный воздушный клапан в водяной камере и убедитесь, что выполняется впуск воды охлаждения.
5) Включите вакуумную установку и перед запуском турбины обеспечьте поддержание нормального уровня вакуума в конденсаторе.
6) Для регулирования потока воды охлаждения рекомендуется использовать выпускной клапан.
7) В случае останова вакуумного конденсатора:
После останова турбины выключите соответствующее вспомогательное оборудование в обратном порядке и остановите подачу воды охлаждения.
Рекомендуется не включать насос воды охлаждения минимум в течение 30 минут для охлаждения конденсатора.
8) Рекомендуемые ограничения скорости потока в трубах:
Мы рекомендуем увеличивать скорость потока воды охлаждения приблизительно до 1,5 м/с, во избежание предотвращения отложения накипи на внутренних поверхностях труб, что может привести к различным серьезным повреждениям в результате коррозии поверхностей труб.

Даже небольшое загрязнение в трубе может существенно влиять на рабочие характеристики поверхностного конденсатора. Поэтому следует периодически проводить очищение труб для предотвращения затвердения накипи. Мы поставляем инструмент для очищения труб в качестве специального инструмента.

Для выполнения эффективного очищения рекомендуется привлечь специалиста или специализирующуюся на очищении труб компанию.

При обнаружении утечки в трубе поврежденную трубу следует изолировать с использованием деревянных заглушек, поставляемых производителем, в качестве временной меры.

Заглушки следует плотно вставить с обеих сторон трубы. Если заглушками закрыто несколько труб, их следует заменить запасными трубами. Выполните следующую процедуру:

1. Демонтаж трубы
   (1). Высверлите конец неисправной трубы приблизительно на 1 мм меньше наружного диаметра трубы (Рис. 2). При этом длина сверления не должна превышать толщину трубной решетки.
   (2). Отожмите трубу с противоположной стороны при помощи зубила (Рис. 3).
   (3). Постучите по трубе молотком и вытолкните трубу (Рис. 4).
2. Замена трубы
   (1). Установите трубу в требуемое положение.
   (2). Выполните окончательную развальцовку, сохраняя коэффициент расширения в пределах 6~10% (Рис. 5). При этом длина вальцовки должна быть приблизительно на 3 мм меньше толщины трубной решетки. Коэффициент расширения рассчитывается с помощью следующего уравнения.
   (3). Проведите проверку на предмет утечек или гидравлическое испытание. Продолжительность гидравлического испытания должна составлять минимум 30 минут.
3. Развальцовка
   (1). Измерьте диаметр отверстия трубной решетки, наружный и внутренний диаметр трубы.
   (2). Длина развальцовки должна быть приблизительно на 3 мм меньше толщины трубной решетки. Если толщина трубной решетки превышает 50 мм, длина развальцовки должна быть ограничена размером 45 мм.
   Для таких работ следует привлечь квалифицированного специалиста (Рис. 5).
   (3). Коэффициент расширения.
   Коэффициент расширения для трубы из нержавеющей стали составляет 6~10%. Коэффициент расширения рассчитывается с помощью следующего уравнения:
   

   Er = [(D1-D0-C) / 2T]·100%

   где
   Er - Коэффициент расширения,
   D1 - Внутренний диаметр трубы после развальцовки,
   D0 - Внутренний диаметр трубы до развальцовки,
   C - Зазор по диаметру между отверстием трубной решетки и наружным диаметром трубы,
   T - Толщина трубы до развальцовки.

Этот поверхностный конденсатор требует особого внимания к следующим позициям технического обслуживания и проверки каждой детали во время эксплуатации.

1) Техническое обслуживание во время эксплуатации

2) Регулярные проверки

Во избежание несчастных случаев необходимо регулярно проводить следующие проверки.

Эффективное функционирование поверхностного конденсатора может быть обеспечено только при условии надлежащего ухода и технического обслуживания. В случае возникновения неисправности ее следует срочно устранить.

1. Причины неисправностей и проверки

Примечание:
Примените к кожуху поверхностного конденсатора давление воздуха 0,4 – 0,5 кг/см² и проверьте линию с использованием мыльной воды.

Персонал компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) всегда готов предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемому поверхностному конденсатору паровой турбины.

Турбины

Анализ риска на стадии проектирования паровых турбин
Меры и рекомендации по снижению уровня риска и обеспечению безопасности
Мобильные газотурбинные станции (установки), система удаленного мониторинга газотурбинных установок
Общие принципы обеспечения безопасности паровых турбин
Паровые турбины тип B, производство Shin Nippon Machinery
Паровые турбины тип C, производство Shin Nippon Machinery
Паровые турбины тип CC, производство Shin Nippon Machinery
Паровые турбины тип H, производство Shin Nippon Machinery
Паровые турбины тип V, производство Shin Nippon Machinery
Поверхностный конденсатор паровой турбины
Ремонт и установка турбин. Инструкция по эксплуатации паровой турбины
Требования к оператору и персоналу
Требования к управлению безопасностью при вводе в эксплуатацию турбины
Требования к управлению качеством для обеспечения безопасности при эксплуатации
Требования к управлению охраны окружающей среды при вводе в эксплуатацию, эксплуатации и утилизации
Турбины производителя Shin Nippon Machinery

Турбогенератор. Турбогенераторная установка
Турбокомпрессоры
Промышленные электрогенераторы и газогенераторы
Паровые котлы

Центробежные насосы компании Shin Nippon Machinery
Центробежные насосы компании Shin Nippon Machinery