Пуск в работу питательного электронасоса после ремонта (стр. 5 из 14)
Например, насосы консольного типа обозначаются как К-120-15, т.е. насос консольный, производительностью 120 м3 / час и напором 15 атм.
Напор одноступенчатых центробежных насосов, серийно выпускаемых российской промышленностью, достигает 120 м. вод. ст. (1,2 МПа; 12 атм).
В свою очередь серийные многоступенчатые насосы развивают напор до 2500 м. вод. ст. (25 МПа; 250 атм) и более.
Параметры же центробежных насосов специального изготовления, как одноступенчатых, так и многоступенчатых, могут быть значительно выше.
Что касается КПД, то в зависимости от конструктивного исполнения он меняется в широких пределах — от 0,85 до 0,90 у крупных одноступенчатых насосов и 0,55—0,60 у высоконапорных многоступенчатых.
Столь низкий к.п.д. многоступенчатых высоконапорных насосов связан с гидравлическими потерями в проточной части насоса и особенно с высоким трением разгрузочного стального диска гидравлической пяты в системе осевой разгрузки насоса.
В свою очередь трение этого монолитного чугунного диска толщиной 30-40 мм и диаметром около 300 мм при скорости вращения почти 50 об/сек в замкнутом водяном объеме (в камере гидропяты) приводит к заметному нагреву воды в насосе, температура которой учитывается в тепловом цикле Ренкина.
Также известно, что потребляемая мощность насоса при нулевой подаче, т.е. при закрытой выходной задвижке (это холостой ход насоса), не падает до нуля и составляет около 30-40% от номинальной мощности электродвигателя. Вот эта мощность также превращается в энергию теплоты, которая способна повысить температуру питательной воды до эффекта "запаривания" насоса, при котором механическому воздействию подвергаются рабочие колеса, разгрузочное устройство, опорные подшипники, уплотнения вала насоса и в итоге может привести к аварийному выходу насоса из работы. Повышение температуры питательной воды ∆t в без расходном режиме определяется по формуле:
∆t = 632N (1-h) / 1000Q(о С), (20)
где:
N – мощность электродвигателя, кВт;
h - к.п.д. насоса;
Q – подача насоса, кг/с.
Из уравнения (20) следует, что с понижением подачи насоса Q повышается температура питательной воды.
Иногда этим способом повышения температуры питательной воды пользуются машинисты при пуске энергоблоков, что, конечно, является не экономично и не рационально с точки зрения надежности насосного агрегата. Из [15], стр. 68, следует, что максимально допустимое повышение температуры воды достигает 11 оС и основывается на том предположении, что лишь теплота, обусловленная гидравлическими потерями внутри насоса, способствует повышению температуры питательной воды в насосе на эту величину. Вообще-то предел повышения температуры воды в насосе чаще всего произвольный. Например, для насосов, не имеющих разгрузочных устройств (линия рециркуляции), иногда для поддержания минимального расхода через приоткрытую напорную задвижку, допускается повышение температуры до 30 оС во избежание его "запаривания".
Но в любом случае, работа центробежного насоса, особенно многоступенчатого, в безрасходном режиме не допустима более трех минут.
На современных крупных электростанциях мощность электродвигателей привода питательных насосов достигает нескольких тысяч киловатт. Отсюда можно представить насколько быстро и высоко может подняться температура питательной воды при нулевом расходе, когда эти тысячи киловатт электрической энергии будут преобразованы в тепловую энергию.
Но как бы там не было, центробежные насосы отличаются от других насосов уникальным свойством саморегулирования и возможностью принудительного регулирования в широком диапазоне их производительности и напора. Под саморегулированием понимается самостоятельное изменение режима работы с изменением сопротивления сети, что особенно важно для питательных насосов с электроприводом и маневренности энергоблоков. Это свойство ЦБН широко применяется при эксплуатации насосов, особенно при включении их в параллельную работу на общую гидравлическую сеть, как при плановом включении, так и при аварийном автоматическом включении резерва (АВР). В следующем разделе мы рассмотрим варианты включения питательной насосной установки в схему электростанции.
Глава 2. Питательные установки тепловых электростанций
2.1 Включение питательного насоса в тепловую схему электростанции
Нам известно, что питательный насос нагнетает питательную воду из деаэратора, повышая её давление до Р п.н..=(1,25-1,3) Р0, где Р0 – давление острого пара перед турбиной, с учётом сопротивления питательного тракта и поверхностей нагрева парового котла. На современных электростанциях применяются несколько схем включения питательных насосов, но мы рассмотрим только две из них, наиболее применяемые.
1. Одноподъёмная схема, в которой питательный насос подаёт воду с конечным расчетным давлением через ПВД к питательному узлу парового котла:
Рис. 13. Принципиальная одноподъёмная схема включения питательного насоса
Данная схема применяется на энергоблоках мощностью до 200 МВт.
Достоинства этой схемы:
1. относительная простота регулировки расхода питательной воды питательным насосом.
Особенность: подогреватели высокого давления (ПВД) работают под очень высоким давлением, создаваемого питательным насосом. Из-за высокого перепада давлений на ПВД к ним предъявляются высокие требования к надёжности работы и повышенные капитальные затраты на ее обеспечение, связанные с увеличением толщины стенки корпуса теплообменника.
2. Двухподъёмная схема, при которой питательные насосы первого подъёма прокачивают воду через ПВД к питательным насосам второго подъёма, подающим воду в паровой котёл:
Рис. 14. Принципиальная двухподъёмная схема включения питательного насоса
Данная схема может применяться на энергоблоках мощностью 300 МВт и выше.
Достоинства этой схемы:
1. выполнение ПВД на меньшее давление, определяемое тем, что давление воды на входе в насосы второго подъёма должно для предотвращения кавитации несколько превышать давление насыщения при температуре воды перед насосами, поэтому требования к надёжности ПВД несколько меньше, чем в одноподъёмных схемах.
Недостатки:
1. пониженная надёжность питательных насосов второго подъёма, перекачивающих воду с высокой конечной её температурой;
2. усложнение и удорожание питательной установки;
3.повышенный расход электроэнергии на перекачку воды с более высокой температурой;
4. необходимость синхронизации насосов I и II подъёма и сложность их регулирования, т.к. питательный насос второго подъёма работает на горячей воде, которая при понижении давления мгновенно вскипит.
1.2. Привод питательных насосов
Существует два варианта приводов питательных насосов:
1) электрический;
2) турбинный.
Электрический привод питательных насосов
Достоинства:
1)простота конструкции (синхронный или асинхронный электродвигатель);
2) высокая надёжность.
Недостатки:
1) ограничена единичная мощность двигателя до 9000 кВт;
2) ограниченные возможности по регулировке расхода питательной воды.
Турбинный привод питательных насосов
Достоинства:
1) возможность регулирования частоты вращения, а также подачи воды в широком диапазоне;
2) компактность;
3) независимость от электрического питания.
Выбор электродвигателя ПН осуществляется на основе теплового и экономического сравнения вариантов.
В связи с этим мощность питательного насоса определяется по формуле:
, (21)где:
Q п.в.. – расход питательной воды, кг/с;
- перепад давления воды в питательном насосе, кг/см2; 
-средняя температура питательной воды на выходе из ПН, оС; 
- КПД насоса; 
- КПД гидромуфты (если она есть).Условием тепловой экономичности турбинного или электрического привода служит следующее соотношение:
(22)Коэффициенты полезного действия преобразования и передачи энергии при турбоприводе и электроприводе соответственно равны:
(23) 
, (24)где
- внутренние относительные КПД главной и приводной турбин; 
и 
- механические КПД главной и приводной турбин; 
- коэффициент дросселирования при транспорте пара в тракте приводной турбины; 
- КПД генератора; 
- КПД электрического трансформатора и электрической сети собственных нужд;