Учебное пособие: Пуск в работу питательного электронасоса после ремонта

Учебное пособие

Пуск в работу питательного электронасоса после ремонта

Груздев В.Б.

Рассматривается методика подготовки и пуск питательного насосного агрегата с электрическим приводом. Подробно описана последовательность технологических операций при пуске питательного насоса и его масляной системы. Приведено краткое описание работы центробежных насосов в сети. В приложении приведены иллюстрации, поясняющие работу питательного насоса. Также приведены варианты аварийных ситуаций и успешное их решение. Составлены перечни контрольных вопросов к каждой главе.

Предназначено для студентов очно - заочной формы обучения при подготовке по специальности 140100 "Теплоэнергетика". Может полезно студентам других специальностей, при изучении дисциплины "Режимы работы и эксплуатация ТЭС", а также всем инженерно-техническим работникам и рабочим тепловых и атомных электрических станций.

насос электрический масляный центробежный

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава1. Основные параметры и классификация насосов

Глава 2. Питательные установки тепловых электростанций

2.1 Включение питательного насоса в тепловую схему электростанции

2.2 Пуск в работу после ремонта маслосистемы питательного электронасоса

Глава 3. Моделирование ситуации с аварийным отключением работающего маслонасоса

3.1 Исходное состояние оборудования

3.2 Возможные причины аварийного отключения работающего маслонасоса

3.3 Возможные причины аварийного отключения работающего маслонасоса

3.4 Действия оперативного персонала, при отключении работающего и включение по АВР резервного маслонасосов

3.5 Действия оперативного персонала, при отключении работающего и не включение резервного маслонасоса

3.6 Действия оперативного персонала при пожаре на маслосистеме ПЭН

3.7 Контрольные вопросы

Глава 4. Включение в работу после ремонта питательного электронасоса

4.1 Изучение технологической схемы

4.2 Пуск ПЭН в работу после ремонта

4.3 МПЭН выполняет следующую работу

4.4 Контрольные вопросы

Глава 5. Совместная работа двух и более питательных насосов на общую гидравлическую сеть

5.1 Параллельная работа центробежных насосов

5.2 Параллельная работа центробежных насосов с одинаковыми характеристиками

5.3 Параллельная работа центробежных насосов с разными характеристиками

5.4 Включение в параллельную работу двух питательных электронасосов

5.5 Контрольные вопросы

Приложения

Литература

Введение

Целью настоящего учебного Пособия является изучение студентами общей схемы обвязки трубопроводами и вспомогательным оборудованием питательного электронасоса и его системы маслоснабжения, а также их пуск в работу после ремонта.

При описании питательного электронасоса и пуска его в работу после ремонта с вариантами аварийных ситуаций, как самого питательного насоса, так и его вспомогательных систем, использовалась общеизвестная техническая литература по насосам [1-22] и более чем 20-ти летний опыт работы автора по эксплуатации Заинской ГРЭС (Татарстан), Ленинградской и Чернобыльской АЭС, что позволило обобщить и создать настоящее Пособие, и тем самым разработать методику подготовки к пуску и пуск питательных электронасосов в работу после ремонта энергоблоков тепловых и атомных электростанций.

В ходе изучения Пособия студенты получат навыки решения эксплуатационных задач при пуске в работу питательных насосов с электрическим приводом. Пуск же питательного насоса с турбоприводом, где вместо приводного электродвигателя применяется паровая турбина, существенно не отличается за исключением пусковых операций на приводной турбине. В следующем Пособии мы рассмотрим и такой пуск питательного насоса, тем более турбоприводами снабжен большой парк питательных насосов российских и зарубежных энергоблоков мощностью 300 и более Мвт.

Теперь вспомним, что насосами называются гидравлические лопастные машины, предназначенные для подъема и подачи жидкостей, в нашем случае – питательной воды из деаэратора.

Глава 1. Основные параметры и классификация насосов

Термины в области насосов установлены ГОСТ 17398—72 "Насосы. Термины и определения". Согласно этому ГОСТ насосы подразделяются на две основные группы: динамические и объемные.

Динамическими называют насосы, в которых жидкость под воздействием гидродинамических сил перемещается в камере (незамкнутом объеме), постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Объемными называют насосы, в которых жидкость перемещается путем периодического изменения объема жидкостной камеры, попеременно сообщающейся с входом и выходом насоса.

Динамические насосы подразделяются на лопастные, насосы трения и инерционные.

Лопастными называют насосы, в которых жидкость перемещается за счет энергии, передаваемой ей при обтекании лопастей рабочего колеса. Лопастные насосы объединяют две основные группы насосов: центробежные и осевые. В центробежных насосах жидкость перемещается через рабочее колесо от центра к периферии, а в осевых, через рабочее колесо в направлении его оси. Часто насосы поставляются в виде насосного агрегата, т е. насоса и соединенного с ним двигателя. В качестве двигателя могут быть как электрические, так и паровые машины.

Кроме того, существует понятие насосная установка, т. е. насосный агрегат с комплектом оборудования, смонтированного по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса в заданных условиях.

Кроме терминов, относящихся к конструктивным и другим признакам насосов, ГОСТ 17398—72 устанавливает и терминологию основных технических показателей насосов и насосных агрегатов.

Основным из этих показателей является объемная подача насоса — объем подаваемой насосом жидкости в единицу времени. Подача воды измеряется в м3/с или м3/ч. Допускается измерять подачу в л/с.

Существует понятие массовая подача — масса подаваемой жидкости в единицу времени. Массовая подача измеряется в кг/с (т/с) или кг/ч (т/ч) и определяется, как вторым основным показателем насоса является развиваемое им давление или напор и определяется приростом удельной энергии воды при движении ее потока от входа к выходу насоса. Напор чаще всего измеряется в метрах водяного столба (м. вод. ст.) или в атмосферах (атм).

Для определения величины полного напора насоса Н применяются следующие формулы:

Н = P2 /ρg – P1 /ρg + Δh + (v2 2 - v 21 ) / 2g, (м. вод. ст.) (1)

H = Hм + (v2 2 - v 21) / 2g, ( м. вод. ст.), (2)

где P2 , P1 – давление воды соответственно в напорном и всасывающем патрубках насоса, атм;

Δh = (z2 - z1 ) –

расстояние по вертикали между точками установки манометра на напоре и вакуумметра на всасе, м;

v2, v1 - скорости воды в нагнетательном и всасывающем патрубках насоса, м/с;

ρ - плотность воды, кг/м3.

Hм – манометрический напор насоса, представляющий собой сумму показаний манометра на напоре насоса, вакуумметра на всасе, и геометрического напора между точками установки этих приборов Δh.

Напор насоса также может быть выражен в виде давления воды на выходе из него:

Р=Нρg, (м. вод.ст.) (3)

Давление измеряется в кПа, мПа, атм или кгс/см2, а напор — в метрах столба перекачиваемой жидкости. Например, метр водяного столба записывается как – м. вод. ст., а 10 м. вод. ст. = 1,0 атм. =1,0 кгс/см2 = 0,1 МПа. Объемная подача Q насоса измеряется в м3/с, а массовая подача М - в кг/с, которая определяется как

M = ρQ, (4)

где ρ - плотность среды, кг/м 3.

В свою очередь объемная подача практически одинакова по всей длине проточной части насосов и может быть рассчитана по средней скорости движения среды с помощью уравнения неразрывности потока:

Q = FC, (5)

где F - площадь поперечного сечения потока жидкости, м2;

С - скорость движения среды, м/с.

Количество энергии, затрачиваемое в единицу времени на привод насоса, определяет ее полезную мощность:

Nп =ρg QH, (кВт) (6)

или

Nп =ρQH / 102, (кВт) (7)

где Q – производительность насоса, м 3 /с;

ρ – плотность среды, кг/м3 ;

Н – полный напор насоса, м. вод.ст.

Потери энергии неизбежны в любом рабочем процессе и действительная мощность, затрачиваемая на привод насоса, больше теоретической величины:

N = Nп + ΔN, (8)

где ΔN - cумма всех энергетических потерь, возникающих из-за несовершенства насоса как лопастной машины.

Для оценки полноты использования энергии, подводимой к насосу от двигателя, применяют характеристику, называемую эффективным КПД агрегата:

η = Nп /N (9)

Таким образом, зная КПД, напор и подачу насоса можно расчетным путем найти потребляемую мощность насоса:

N= ρg QH/η = Nп / η, (кВт) (10)

Но весьма важным для лопастных машин является безразмерная величина, которая называется коэффициентом быстроходности.

Коэффициент быстроходности ns используется для сопоставления геометрических параметров и технико-экономических показателей, подобных между собой насосов, имеющих различные значения напора, расхода и числа оборотов. Зачем это нужно? Коэффициент ns позволяет при проектировании и эксплуатации один насос заменять другим, что особенно важно в настоящее время. Физически под коэффициентом быстроходности понимается частота вращения виртуального модельного насоса, геометрически подобного во всех элементах натурному, с теми же гидравлическим и объемным коэффициентами полезного действия при условии, что модельный насос создает напор, равный 1 метру столба воды, при гидравлической мощности в 1 л.с., т.е. подача модельного насоса равна Q = 0,075 м3/с на режиме максимального к.п.д., если считать, что плотность воды 1000 кг/м3 при нормальных физических условиях.

Известно, что коэффициент быстроходности является функцией трех аргументов – производительности Q, напора H и числа оборотов n ротора насоса, т.е. ns = f (Q, H, n), и оценивает оптимальный режим работы лопастной машины. С его помощью также удобно классифицировать тип насоса по виду рабочего органа, оценивать выбор числа ступеней сжатия, обобщать технико-экономические показатели различных типов насосов. Формула для расчета ns выведена путем натурного моделирования процессов в лопастных машинах, т.е. эмпирическим путем, и записывается в следующем виде для насосов, подающим воду с плотностью ρ=103 кг/м3

ns = 3,65 n√Q / H3/4 , (11)

где n – число оборотов насоса, об/мин;

Q – подача (производительность) насоса, м3/час;

H - напор насоса, м. вод. ст. (для многоступенчатых насосов с одинаковыми рабочими колесами напор, приходящийся на одно колесо).

Таким образом, коэффициент быстроходности позволяет объединять различные колеса насосов в группы по признаку их геометрического подобия и является чисто расчетным параметром, с помощью которого удобно классифицировать тип насоса по рабочим органам, оценивать выбор числа ступеней для многоступенчатого насоса, обобщать технико-экономические показатели различных насосов.

Обычно применяют следующую классификацию рабочих колес центробежных насосов по величине коэффициента быстроходности:

1). тихоходные, ns = 50-100;

2). нормальные, ns = 100-200;

3). быстроходные, ns = 200-350

Приведем пример практического применения коэффициента быстроходности. Например, нам необходимо определить количество ступеней выбранного питательного насоса с расходом Q = 650 м3/час, напором 2000 м. вод. ст. (200 атм), числом оборотов n = 2850 об/мин (привод от асинхронного электродвигателя).

Сначала определяем коэффициент быстроходности ns по формуле (11), который будет равен 663.

ns = 3,65 n√Q / H3/4 .

Тогда ns = 3,65 х 2850 х √ 650 / 2000 3/4 = 663,16 ≈ 663.

Теперь определяем напор одной ступени насоса Н1 по формуле:

Н1 = (3,65n √Q / ns) 3/4

Н1 = (3,65n √Q / ns) ¾ = (3,65 х 2850 х √650 / 663) ¾ = 400 м. вод. ст.

Разделив требуемый полный напор 2000 м. вод. ст. на напор одной ступени, получаем число ступеней выбранного питательного насоса - 2000 / 400 = 5 ступеней в насосе, которые удовлетворяют заданным гидравлическим требованиям.

Подбор насоса обычно осуществляется для заданных рабочих условий внешней сети по требуемой подаче, напору, температуре, а также по физико-химическим свойствам перекачиваемой жидкости (коррозионные свойства, вязкость и плотность жидкости). Подача и напор насоса должны соответствовать характеристике гидравлического сопротивления внешней сети, которая состоит из системы трубопроводов и арматуры. При этом насос должен обеспечить максимально возможную подачу для данной сети. Но учитывая возможные отклонения характеристик выбранного насоса при изготовлении его на заводе, напор его все-таки выбираем на 3-5% выше требуемого напора для преодоления гидравлического сопротивления сети. Немало важно и правильная установка насоса. Насосы иногда устанавливают так, что уровень расположения всасывающего патрубка находится выше горизонта жидкости в приемном резервуаре или в камере.

В таких случаях во входном патрубке насоса необходимо создать разрежение (вакуум), за счет которого жидкость будет всасываться в насос под действием давления столба атмосферного воздуха. Высота всасывания, развиваемая лопастным насосом, определяется как:

Hвс = (P0 - P1 ) / ρg, (12)

где Р0 - атмосферное давление или давление в емкости, к которой подключен насос, атм; ρ – плотность жидкости, кг/ м3; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10