Как видно из приведенных выше характеристик в реальных условиях эксплуатации, для каждой нагрузки турбины в зависимости от состояния системы конденсации пара будет своё оптимальное значение вакуума в конденсаторе, которое зависит от следующих факторов:
- температуры циркуляционной воды на входе в конденсатор;
- расхода циркуляционной воды;
- расхода пара в конденсатор;
- величины присосов воздуха и качества работы эжекторной установки;
- чистоты поверхностей конденсации.
Второй вид характеристики более удобен для практического использования. Если в условиях эксплуатации минимальный температурный напор Jк больше нормативного, это свидетельствует об ухудшении работы конденсатора. Причинами могут быть загрязнение трубок, увеличение присосов воздуха, ухудшение работы эжекторов.
На ТЭС чаще меряют не абсолютное значение давление в конденсаторе, а величину вакуума, по отношению к атмосферному давлению.
При определении вакуума учитываются поправки на шкалу прибора, на отметку его установки и на другие факторы, предусмотренные правилами по проведению тепловых испытаний паровых турбин. В условиях эксплуатации вакуум на ТЭС чаще всего определяют в процентах от барометрического давления:
V = pвак / pбар ´100 %. (8.25)
В процессе эксплуатации ведётся постоянный контроль за работой конденсатора путём измерения следующих параметров:
-Вакуум в конденсаторе рвак;
-Барометрическое давление рбар;
-Температура циркуляционной воды на входе tц1;
-То же на выходе tц2;
-Температура пара на входе в конденсатор tп как правило, она равна температуре насыщения при давлении в конденсаторе t);
-Температура конденсата на выходе из конденсатора tк;
-Давление пара перед соплами пароструйных эжекторов или давление воды перед соплами водоструйных эжекторов;
-Давление циркуляционной воды до и после конденсатора;
-Солесодержание конденсата, мг-экв/кг;
-Содержание растворённого кислорода в конденсате мкг/кг.
Анализ этих величин позволяет судить о режиме работы конденсатора и имеющихся в его работе отклонениях, Общепринятым методом контроля является регулярное сравнение фактических эксплуатационных показателей его работы с нормативными показателями. К таким показателям в первую очередь относится давление pк в конденсаторе, а также – нагрев воды в нём Dtц=tц2 –tц1 и минимальный температурный напор Jк= tк –tц2.
Повышение рк по сравнению с нормативной характеристикой при одинаковых режимах указывает на то, что турбоагрегат работает с перерасходом теплоты или при данном расходе пара его мощность будет ниже нормативной. Для определения причин ухудшения вакуума можно воспользоваться характеристиками Jк = f (Dк, tв1) и Dtц = f (Dк, Gцв). Увеличение Jк свидетельствует об уменьшении коэффициента теплопередачи в конденсаторе, вызванном большими присосами воздуха в вакуумную систему турбины или загрязнением поверхности охлаждения или комбинацией этих причин или ухудшением работы эжекторной установки.
Увеличение Dtц указывает на недостаток расхода охлаждающей воды через конденсатор и уменьшение кратности охлаждения.
Воздух и другие неконденсирующиеся газы попадают в конденсатор с паром и через неплотности в вакуумной системе турбины и конденсатора. При этом основное количество газов в конденсаторе представляет собой воздух, проникающий через неплотности элементов турбоустановки и конденсатора, находящихся под вакуумом.
Следует отметить, что с понижением нагрузки присосы воздуха в конденсатор увеличиваются, что связано с двумя причинами:
а) увеличение числа элементов регенеративной системы турбины оказавшимися под вакуумом;
б) ухудшение условий отсоса воздуха из конденсатора в связи с уменьшением плотности парового потока в конденсаторе.
Проникновение воздуха в вакуумную систему приводит к следующим негативным последствиям:
1.Существенно снижается коэффициент теплопередачи в конденсаторе;
2. Происходит переохлаждение конденсата, что приводит к снижению экономичности турбоустановки ввиду необходимости дополнительного подогрева конденсата в системе регенерации паром отборов;
3. Возникает перегрузка системы отсоса воздуха;
4. При переохлаждении конденсата происходит насыщение конденсата растворённым кислородом, что приводит к последующей коррозии конденсатного тракта.
Кроме разрушения конструкционных материалов в процессе коррозии происходит также вынос продуктов коррозии в проточную часть турбины и занос поверхностей нагрева котла в основном окислами железа и меди.
Присосы воздуха нормируются, в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации (ПТЭ).
Величина нормативных присосов определяется по выражению:
Gв=8+0,065 N, (8.26)
где Gв - присосы воздуха, кг/ч;
N - электрическая мощность турбины в МВт.
Существуют нормы присосов воздуха в конденсаторы:
Мощность турбины, МВт Нормы присоса воздуха кг/час
100 15
200 20
300 30
500 40
800 60
Воздушная плотность конденсатора может быть оценена по скорости изменения вакуума в нём при отключении эжектора:
Dp / Dt кПа/мин
Плотность:
0.13 – 0.26 хорошая
0.39 – 0.52 удовлетворительная
> 0.52 неудовлетворительная
С помощью пароструйных эжекторов можно определить величину присосов воздуха в конденсатор путём непосредственного измерения количества отсасываемого воздуха. Для водоструйных эжекторов это делают косвенным путём по характеристике эжектора.
При проведении испытаний с дозированными впусками воздуха в конденсатор и по изменению вакуума определяют, как работает эжекторная группа.
Большую сложность представляет поиск мест присосов воздуха в вакуумную систему турбины. В основном используют два способа: на работающей турбине, под нагрузкой, используют галоидные течеискатели, а на неработающей турбине применяют метод опрессовки.
Принцип действия галоидных течеискателей основан на свойстве платины испускать ионы в раскалённом состоянии. Эмиссия ионов резко возрастает, когда в среде, в которой находится платина, присутствуют галоидосодержащие газы (фреон, четырёххлористый углерод и другие).
Для поиска места присоса производится местная обдувка поверхностей элементов вакуумной системы фреоном-12 из баллона, а на выхлопе эжектора ставят датчик прибора, который резко изменяет свои показания при появлении фреона в выхлопе эжектора.
На остановленной турбине поиски мест присосов производят путём опрессовки системы:
· гидравлической (заполнение системы водой и поиск протечки);
· воздушной (нагнетание в ЧНД турбины воздуха от компрессора под давлением 0.02 – 0.03 МПа выше атмосферного, а места поиска неплотностей смачивают мыльным раствором).