На главную

Статьи, публикации, архив номеров  

«     2017     2016  |   2015  |   2014  |   2013  |   2012  |   2011  |   2010  |   2009  |   2008  |   »
«     Январь  |   Февраль  |   Март  |   Апрель  |   Май  |   Июнь  |   Июль  |   Август  |   Сентябрь  |   Октябрь  |   Ноябрь  |   Декабрь     »

Системный подход

01.09.2012 Модернизация двухкорпусных питательных насосов для тепловых электростанций

Модернизация двухкорпусных питательных насосов для тепловых электростанций

Для нужд тепловых электростанций (на докритическое давление 140 кгс/см2) мощностью до 200 МВт включительно, а также для блоков 300 МВт и турбоустановок Т250 240 на сверхкритические параметры были поставлены питательные насосы типа ПЭ 380, ПЭ 430, ПЭ 500, ПЭ 580, ПЭ 720 и ПЭ 600, спроектированные ОАО «ВНИИАЭН» и изготовленные Сумским насосным заводом (ныне АО «Сумский завод «Насосэнергомаш»), входящими в Группу ГМС.

Первые 5 типов насосов устанавливались на блоках с докритическими параметрами в качестве основных питательных насосов с частотой вращения ротора насоса 3 000 об/мин (синхр.). Насос типа ПЭ 600 используется на блоках мощностью 300 МВт и турбоустановках Т250 240 в качестве пускорезервного. Частота вращения ротора этого насоса – 6 300 об/мин – обеспечивается за счет гидромуфты и редуктора с приводом от асинхронного двигателя 3 000 об/мин (синхр.).

При разработке конструкции этих агрегатов концептуально были приняты следующие решения:

• агрегаты должны состоять из насоса и электродвигателя, соединенных между собой зубчатой муфтой. В зависимости от требований заказчика агрегаты могут также состоять из насоса, гидродинамической муфты и электродвигателя;

• насосы должны быть центробежными, горизонтальными, двухкорпусными с внутренним корпусом секционного типа;

• в качестве разгрузочного устройства от осевых сил, действующих на рабочие колеса, принимается гидропята;

• концевые уплотнения ротора насоса – щелевые (лабиринтового типа);

• посадка рабочих колес на вал – скользящая;

• по требованию заказчика для обеспечения впрыска в пароперегреватель котла предусматривается отбор питательной воды от промежуточной ступени;

• для исключения изгиба наружного корпуса в период стоянки насоса осуществляется прогрев насоса;

• уплотнение стыка «наружный корпус + крышка напорная» обеспечивается металлической прокладкой;

• в качестве подшипниковых опор применяются подшипники скольжения с принудительной смазкой.

Первоначально для вновь строящихся блоков мощностью до 200 МВт в соответствии с этой концепцией изготавливались и поставлялись питательные насосы с напором 2 030 м (для барабанных котлов) и 2 190 м (для прямоточных котлов) на подачу 380 и 430 м3/ч с подпором 12 м и на подачу 500, 580 и 720 м3/ч – с подпором 15 м.

Впоследствии была выполнена модернизация насосов с сохранением кавитационного запаса, которая обеспечила межпроектную унификацию ≈95 %. Насосы получили маркировку ПЭ 380-185/200-2, ПЭ 580-185/200-2 и ПЭ 720-185/2. Параметры насосов представлены в таблице.

Такой высокий коэффициент межпроектной унификации обеспечен за счет того, что насосы отличаются только геометрией проточных частей рабочих колес и направляющих аппаратов при сохранении всех их габаритных и посадочных размеров. Все остальные узлы и детали (наружный корпус, входная и напорная крышки, секции, вал, концевые уплотнения, подшипниковые узлы, плита) идентичны. Другими словами, внутренние корпуса секционного типа насосов ПЭ 380, ПЭ 580 и ПЭ 720 взаимозаменяемы в одном и том же наружном корпусе.

Накопленный опыт эксплуатации насосов и создания насосного оборудования для атомной энергетики позволил проектировщику и предприятию-изготовителю выполнить ряд работ по модернизации насосного оборудования, установленного на объектах тепловой энергетики. Тем более что современные тенденции развития топливно-энергетического комплекса обусловливают настоятельную необходимость использования энерго- и ресурсосберегающих технологий.

Сегодня промышленные предприятия и компании-потребители в развитых странах всерьез озабочены экономией энергетических ресурсов. Особенно острой эта проблема стала после введения квот на выбросы углекислого газа по Киотскому протоколу.

Энергия, потребляемая при работе действующего парка насосного оборудования, составляет весьма существенную долю в энергетическом балансе любой страны. По данным [1], она оценивается в 22 % всей вырабатываемой электроэнергии, из которых 73 % приходится на динамические насосы и 27 % – на объемные.

Именно поэтому в конструкцию питательных насосов вносились и продолжают вноситься усовершенствования, направленные на повышение экономичности и надежности, а именно:

• в насосах ПЭ 380 и ПЭ 580 улучшены кавитационные характеристики первой ступени: требуемый кавитационный запас сейчас составляет 9 м. На вновь строящихся блоках это позволяет существенно сократить сопутствующие капитальные затраты на станции за счет уменьшения объема строительно-монтажных работ по главному корпусу ТЭЦ и снижения потребности в металлоконструкции, поскольку при этом ликвидируется деаэраторная этажерка, а сам деаэратор устанавливается на отметке обслуживания турбины ≈12 м;

• применена усовершенствованная проточная часть насосов, что позволяет повысить их экономичность на 1,5–2 %;

• оптимизировано сочетание количества лопастей рабочих колес и каналов в направляющих аппаратах для улучшения вибрационного состояния подшипниковых опор насоса, что обеспечивает параметры вибрации насосов в соответствии с требованиями нового стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 53565 2009 «Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов»;

• взамен щелевых (лабиринтовых) уплотнений ротора насоса применены торцовые (механические) уплотнения. Это позволило повысить надежность работы насоса, существенно снизить температурную деформацию наружного корпуса и облегчить пуск насоса за счет использования линии прогрева. Уменьшились эксплуатационные затраты на обслуживание системы запирания и охлаждения концевых уплотнений.

• металлическая прокладка в стыке «наружный корпус + крышка напорная» заменена на прокладку из терморасширенного графита, что позволяет исключить зазор между корпусом и крышкой и уменьшить на 12–15 % усилия затяжки силовых шпилек главного разъема;

• изменена конструкция силовых шпилек для возможности использования гидродомкратов (гидроключей) для облегчения, ускорения и обеспечения высокой точности и равномерности их затяжки;

• внедрена установка отжимного устройства ротора для облегчения гарантированного зазора в торцовой щели гидропяты при стоянке насоса;

• применен контроль осевого положения ротора;

• в качестве соединительной муфты (между двигателем и насосом) использована муфта упругой пластинчатой (МУП) [2], которая обладает следующими преимуществами:

– полностью исключен износ упорных галтелей опорно-упорного подшипника приводного двигателя, поскольку осевые силы, действующие на ротор двигателя из-за несовпадения магнитных осей статора и ротора, воспринимаются разгрузочным устройством насоса;

– отсутствует всякий износ в элементах муфты. Ресурс МУП практически неограничен (не менее 50 тыс. ч по паспорту) при минимальных затратах на обслуживание;

– не требуется смазка;

– улучшаются вибрационные характеристики. Как показывает практика, при одних и тех же требованиях по центровке двигателя и насоса виброскорость, замеренная на корпусах подшипников насосов, уменьшается на 30–70 %;

• использованы износостойкие незадираемые материалы, имеющие положительную референцию, для изготовления уплотнительных колец рабочих колес и втулки цилиндрической гидропяты.

Аналогичным образом был модернизирован и питательный насос типа ПЭ 600-300 блоков 300 МВт и турбоустановок Т 250 240 [3], в котором, кроме перечисленного выше, дополнительно введены следующие усовершенствования:

• «жесткая» (с натягом) посадка рабочих колес на вал. Посадка и снятие рабочих колес на вал осуществляются в течение 1 мин с помощью специально сконструированного и входящего в комплект поставки приспособления;

• вал в месте установки рабочих колес выполнен ступенчатым для облегчения посадки и снятия рабочих колес;

• для снижения уровня вибрации в насосе применены опорные подшипники скольжения с самоустанавливающимися сегментными колодками.

Кроме того, для этого насоса была отработана проточная часть (рабочие колеса и направляющие аппараты), что позволило увеличить экономичность насоса на 6 %.

Все эти меры способствовали повышению экономичности, надежности и ресурса насоса. Длительный опыт эксплуатации на минских ТЭЦ-4 и ТЭЦ-5, Приднепровской ТЭС, а также на тепловых электростанциях Китая и Ирана подтвердил эффективность и правильность конструктивных усовершенствований.

ВЫВОДЫ

Перечисленные усовершенствования питательных насосов двухкорпусного исполнения апробированы на тепловых и атомных электростанциях Украины, России, Беларуси и стран дальнего зарубежья. Длительный положительный опыт эксплуатации подтвердил высокую эффективность насосов, что позволяет значительно повысить надежность работы насосного оборудования и существенно снизить затраты на его обслуживание.

Таблица

Параметры работы насосов

Наименование

показателя

Типоразмер насоса

ПЭ 380-185/200-2

ПЭ 580-185/200-2

ПЭ 720-185/2

ПЭ 600-300

Подача номинальная, м3

380

580

720

600

Напор при номинальной подаче, м

2 030

2 190*

3 000 (синхр.)

2 030

2 190*

3 000 (синхр.)

2 030

3 000 (синхр.)

3 290

6 300

Температура перекачиваемой питательной воды, °С

165

165

165

165

* В числителе указано значение для барабанного котла, в знаменателе – для прямоточного.

Андрей РУДЕНКО, кандидат технических наук, директор НТЦ – генеральный конструктор АО «Сумский завод «Насосэнергомаш» (Группа ГМС),
Анатолий ИЛЬЧЕНКО, главный конструктор проекта ОАО «ВНИИАЭН» (Группа ГМС),
Сергей ДМИТРЕНКО, главный конструктор АО «Сумский завод «Насосэнергомаш» (Группа ГМС)

Литература

1. Variable Speed Pumping. A Guide to Succesful Applications. Europump and Hydraulic Institute – p. 5.

2. Боярко Н. Н., Недоспасов В. П. Сумские муфты не требуют смазки // Насосы, трубопроводная арматура, маркетинг, производство, экология. – 1998. – № 4.

3. Ильченко А. Я., Елин В. К. Модернизация пускорезервного электронасоса блоков 300 МВт и турбоустановок Т 250 240 // Насосы, трубопроводная арматура, маркетинг, производство, экология. – 1998. – № 3.

АО «Сумский завод «Насосэнергомаш» (Группа ГМС)

Привокзальная пл., 1, г. Сумы, 40011, Украина

Тел.: +38 (0542) 78-04-44

Факс: +38 (0542) 78-04-45

E-mail: info@nempump.com

www.grouphms.ru, www.nempump.com

ИНН 098077520391

Контакты

Беларусь: 220121, г. Минск
а/я 72
Тел.: +375 (17) 385-94-44,
385-96-66

Факс: +375 (17) 392-33-33
Gsm: +375 (29) 385-96-66 (Vel)

Е-mail: energopress@energetika.by
E-mail отдела рекламы:
reklama@energetika.by

© ОДО Энергопресс, 2003—2009. Все права защищены.
Мониторинг состояния сайта
Создание сайта Атлант Телеком