9. Внедрение пара высоких и сверхвысоких параметров

    Глава из книги "Мосэнерго за 40 лет" под редакцией М.Я. Уфаева, А.П. Немова, Я. М. Островского и Г. С. Сафразбекяна 1958 года выпуска.


Внедрение высоких и сверхвысоких пара­метров пара в энергетику Советского Союза началось на электростанциях Мосэнерго. В мае 1930 г. была пущена первая в Советском Союзе ТЭЦ высокого давления — ТЭЦ № 8 Мосэнерго. В котельной были установлены четыре котла на давление пара 60 ат с тем­пературой перегретого пара 425° С. В машин­ном зале была установлена турбина мощно­стью 3 850 квт на начальные параметры пара 56 ата и 400° С и противодавление 5,5 ата с отдачей отработавшего пара тепловым потре­бителям. Питание котлов предусматривалось производить смесью конденсата, возвращаемо­го с производства (60%), и дистиллята испа­рительной установки.

Несмотря на небольшую мощность уста­новки и сравнительно невысокую начальную температуру пара, ТЭЦ № 8 явилась базой для изучения и освоения в эксплуатации ря­да станционных элементов, связанных с по­вышенными начальными параметрами пара,— питательных насосов, арматуры, водяных эко­номайзеров, собственно котла, а также вопро­сов водоподготовки и водных режимов котлов.




4.3.jpg




Схема прямоточного котла ТЭЦ № 9 системы Рамзина.

1—нижняя радиационная часть; 2—верхняя радиационная часть; 3—пылевые горелки; 4— конвективный перегреватель; 5—водяной экономайзер; 6—промежуточный перегреватель; 7—трубчатый воздухоподогре­ватель; 8—водяной экономайзер низкого давления; 9—растопочный бак; 10— регенеративные подогреватели, 11—в сеть высокого давления; 12—в сеть низкого давления; 13—в растопочный бак.




Следующим крупным шагом на пути внед­рения пара высоких параметров был пуск в эксплуатацию в 1933 г. ТЭЦ № 9 Мосэнерго с начальными параметрами пара у котлов 130 ата и 500° С. Первоначально электростан­ция предполагалась как экспериментальная установка Всесоюзного теплотехнического института, но впоследствии ввиду ее большо­го значения для теплоснабжения прилегающе­го района она была передана в систему Мос­энерго. На ТЭЦ № 9 было установлено уникаль­ное по тому времени оборудование высоких параметров пара: котлы системы Леффлера производительностью по 150 т/ч, предвключенная турбина с начальным давлением пара 125 ат, мощностью 24 тыс. квт. На ТЭЦ был установлен первый советский прямоточный котел высокого давления системы проф. Рамзина производительностью 200 т/ч, изготов­ленный из отечественных материалов на Нев­ском заводе имени В. И. Ленина.

Монтаж сложного оборудования ТЭЦ про­изводился собственными силами строитель­ства. На строительстве имелся лишь один иностранный шеф-инженер — представитель Витковицких заводов, поставлявших котлы Леффлера. Представители других фирм вы­зывались лишь для пуска и наладки некото­рых особенно сложных частей оборудования и для приемо-сдаточных испытаний.

При монтаже оборудования высокого дав­ления впервые в союзной энергетике были при­менены новые способы соединения труб кот­лов и паропроводов. Котельные трубы и тру­бы паропроводов, работающие при давлении 130 ат и ниже, смонтированы при помощи автогенной и термитной сварки. В период освоения и наладки оборудова­ния ТЭЦ встретился ряд серьезных трудно­стей как из-за дефектов поставленного обо­рудования, так и из-за отсутствия необходи­мого эксплуатационного опыта в освоении пара высоких параметров.

Котлы Леффлера и прямоточный котел име­ли много аварий из-за разрывов труб водяно­го экономайзера, повреждений труб радиаци­онной части и перегревателей, прогара обму­ровки прямоточного котла. Часто выходили из строя сальники центробежных питатель­ных насосов, работающих при, температуре питательной воды 210° С. Была выявлена сильная ползучесть метал­ла паропроводов и пароперегревателей, изготовленных из углеродистой стали, вследствие чего температура острого пара, была ограни­чена до 440—450° С. Большие осложнения в работу. ТЭЦ вносили неплотности запорной и дроссельной арматуры. Парения и утечки были велики и вызывали потери тепла на станции до 8%.

В результате осуществления ряда рекон­структивных мероприятий по котлам: замены металла трубопроводов, работающих при вы­сокой температуре пара, на легированные ста­ли^ переделки сальниковых уплотнений пита­тельных насосов, замены части импортной арматуры высокого давления на арматуру, изготовленную из отечественных материалов отчасти в мастерских электростанции, и сокра­щения числа фланцевых соединений, ТЭЦ № 9 к 1946—1947 гг. превратилась в надеж­но работающую электростанцию высокого давления и стала неуклонно улучшать свои технико-экономические показатели.

Опыт, накопленный на ТЭЦ № 9 по пару высоких параметров, был единственным в Советском Союзе собственным эксплуатаци­онным опытом, на котором базировались со­ветские энергетики, работники научно-иссле­довательских организаций, заводов энергети­ческого машиностроения и проектных органи­заций при разработке конструкций, изготов­лении и внедрении отечественного оборудова­ния на высокие параметры пара.

Особое значение имел опыт ТЭЦ № 9 в подборе различных марок сталей для обору­дования высоких параметров пара, разработ­ки правил эксплуатации оборудования высо­кого давления и контроля за ползучестью ме­талла трубопроводов. На ТЭЦ № 9 выросли квалифицированные кадры эксплуатационно­го и ремонтного персонала, опыт которого использовался на других станциях.

Широкое внедрение пара высоких параме­тров (100 ата и 500° С) в энергетику Совет­ского Союза и на электростанциях Мосэнерго началось в четвертом послевоенном пятилетии восстановления и развития народного хозяй­ства. Пятилетний план на 1946—1950 гг. в об­ласти энергетики предусматривал восстановле­ние и строительство электростанций на базе применения новейшей техники и широкого внедрения пара высоких параметров. Высокие темпы наращивания энергетических мощно­стей потребовали укрупнения единичных мощ­ностей основных агрегатов электростанций. К началу пятилетки благодаря накопленно­му опыту эксплуатации оборудования высо­ких параметров, развитию отечественной ме­таллургии и энергомашиностроения энерго­машиностроительные заводы приступили к се­рийному выпуску мощных котлов и турбин высокого давления.



44.jpg

Удельные расходы топлива на выработку электроэнергии по ТЭЦ № 9.










Большинство головных образцов отечест­венного оборудования высокого давления было установлено на станциях системы Мосэнер­го, где раньше, чем на других электростан­циях Советского Союза, приступили к широ­кому внедрению пара высоких параметров. В системе Мосэнерго были установлены и проходили промышленное опробование и от­работку первые отечественные турбины Ле­нинградского металлического завода типа ВК-Ю0 и ВК-50 на начальные параметры 90 ата и 480—500° С, котлы ТП-230 с барабанно-шаровыми и с шахтными мельницами, прямоточные котлы 67СП с шахтными мель­ницами, питательные насосы, подогреватели высокого давления и арматура Венюковского арматурного завода.

Внедрение высокого давления на электро­станциях системы Мосэнерго шло в направ­лении расширения существующих электро­станций блоками высокого давления, строи­тельства новых электростанций и надстройки старых станций низкого и среднего давления предвключенными турбинами. К настоящему времени из 16 тепловых электростанций Мос­энерго без Черепетской ГРЭС высокое давле­ние пара внедрено на 12 электростанциях. Суммарнаямощность установленных котлов и турбин высоких и сверхвысоких параметров на 1 января 1957 г. составляла соответствен­но 63,8 и 67,8% от общей установленной мощ­ности (рис. 4-5).

На электростанциях системы установлены главным образом современные барабанные и прямоточные котлы высокого давления оте­чественного изготовления — котлы типов ТП-230-1, ТП-230-2, ТП-170, ПК-Ю, 51СП и 67СП. Котлы высокого давления работают на всех видах топлива, сжигаемого в системе: на мазуте, газе, торфе, тощих углях с малым вы­ходом летучих и подмосковном угле.




45.jpg

  Ввод установок высоких и сверхвысоких параметров пара.

  1-установленная мощность турбин высокого давления и сверхвысокого давления, 2- то же котлов.








Большинство установленных турбин вы­соких параметров пара — мощные конденса­ционные и теплофикационные турбины отечественного производства типов В К-100, ВК-50, ВР-25, ВТ-25 и ВПТ-25. Установленные в послевоенные годы в не­большом количестве турбины высокого дав­ления иностранных фирм (14 турбин суммар­ной мощностью 357 тыс. квт) представляют собой в основном турбины с противодавлени­ем или с регулируемым отбором пара сред­ней мощности на начальное давление пара от 55 до 70 ата. Значительная часть этих турбин была приспособлена по противодавлению или давлению отборного пара для надстройки или расширения существующих станций.

Первая крупная послевоенная установка высокого давления была пущена на Стали­ногорской ГРЭС. По проекту восстановления и расширения Сталиногорской ГРЭС, выпол­ненному Проектно-конструкторским бюро Мос­энерго, были установлены на электростанции два конденсационных турбогенератора мощ­ностью по 100 тыс. квт. В ноябре 1946 г. был пущен первый турбогенератор, а в конце 1948 г. второй турбогенератор и последний, пятый по счету, котел высокого давления. Тур­бины высокого давления Ленинградского ме­таллического завода типа ВК-Ю0-2 с началь­ными параметрами пара 90 ата и 480° С яви­лись первыми в мире быстроходными одновальными турбинами высокого давления такой мощности. Для питания котлов помимо им­портных турбонасосов были установлены пита­тельные насосы ЛМЗ типа ПЭ-150-150 с элек­троприводом.

В котельной были установлены четыре котла типа Шихау производительностью по 220 т/ч на начальные параметры пара 100ата и 500° С и один из первых изготовленных Та­ганрогским заводом котлов типа ТП-230-1 с барабанно-шаровыми мельницами. Установленное на Сталиногорской ГРЭС отечественное оборудование высокого давле­ния было в подавляющем большинстве пер­выми головными образцами. Полученный опыт при опробовании и освоении в работе турбин ВК-ЮО-2, котла ТП-230-1, питатель­ных электронасосов ПЭ-150-150 и подогревате­лей типа БИП-350 имел большое значение для повышения надежности этих видов обо­рудования, которые начали выпускаться оте­чественными заводами серийно и поставлять­ся для других электростанций Советского Союза.

В 1948—1949 гг. введен в работу блок вы­сокого давления на ТЭЦ № 15: два турбоге­нератора мощностью по 50 тыс. квт с турби­нами типа ВК-50 и три котла типа ТП-230-1 с шахтными мельницами. Установленное на ТЭЦ № 15 оборудование высокого давления полностью, за исключением РОУ 100/30 и двух временно установленных питательных турбонасосов, было изготовлено на отечествен­ных заводах. Котел ТП-230-1 с шахтно-мельничной топкой был первым котлом высокого давления этого типа, изготовленным Таганрог­ским котельным заводом. На трубопроводах высокого давления установлена арматура Венюковского арматурного завода.

В 1949—1951 гг. на ТЭЦ № 12 введен блок высокого давления, включавший два рекон­струированных импортных котла производи­тельностью по 180 т/ч, котел ПК-10 Подоль­ского завода и две теплофикационные турби­ны с начальными параметрами пара 70 ата и 490° С мощностью 40 и 22 тыс. квт.

В связи с ростом тепловой нагрузки в 1950—1952 гг. расширена ТЭЦ № 8 путем установки двух турбин мощностью 7,15 и 6 тыс. квт с противодавлением на начальные параметры пара 60 ата и 485° С и трех кот­лов производительностью по 65 т/ч.

Для увеличения тепловой мощности ГЭС № 1 в 1951 г. установлены турбины с про­тиводавлением на начальные параметры 76 ата и 475° С и два котла высокого давления про­изводительностью по 105 т/ч.

На двух электростанциях системы в по­слевоенные годы проведена надстройка путем установки предвключенных турбин и котлов высокого давления. В 1949 г. на ГРЭС име­ни Классона пущена предвключенная ради­альная турбина мощностью 12 тыс. квт с па­раметрами пара 106 ата и 450° С. Отрабо­тавший пар предвключенной турбины ис­пользуется после промежуточного перегре­ва для питания паром существующих турбин с параметрами пара 16 ата и 350° С. Уста­новка предвключенной турбины на ГРЭС имени Классона привела к снижению удель­ного расхода топлива на выработку электро­энергии на 100—120 г/квт-ч. 

В 1953 г. на ТЭЦ № 11 пущена предвклю­ченная турбина ВР-25-1 Харьковского турбо­генераторного завода с начальными парамет­рами пара 90 ата и 500° С. Отработавший пар с температурой около 370° С использует­ся для питания паром теплофикационных тур­бин среднего давления. В 1956 г. установле­на турбина ВПТ-25. Обе турбины снабжают­ся паром от трех прямоточных котлов типа 51СП и 67СП.

Помимо расширения действующих электро­станций с установкой на них блоков и надстроек высокого давления, как это сделано на ГРЭС имени Классона и Сталиногорской, ГЭС № 1, ТЭЦ № 8, 11, 12 и 15, в системе Мосэнерго был сооружен ряд электростанций полностью на высоком давлении пара. В очень сжатые сроки была сооружена крупнейшая тепловая электростанция системы Мосэнерго — Щекинская ГРЭС. Щекинская ГРЭС расположена вблизи мест добычи подмосковного угля.

Первая очередь электростанции, имеющая шесть конденсационных турбогенераторов мощ­ностью по 35 тыс. квт и шесть котлов произво­дительностью по 160 т/ч с шахтными мельни­цами, с параметрами пара у котлов 63 ат и 500° С, была введена в эксплуатацию в те­чение одного года с июня 1950 г. по июнь 1951 г.

В Москве сооружены две новые ТЭЦ с ус­тановкой на них отечественных теплофикаци­онных турбин высокого давления типа ВТ-25-4 и котлов ТП-170 и ТП-230-2. К числу этих электростанций относятся пущенная в 1952 г. ТЭЦ № 20 и пущенная в 1955 г. ТЭЦ № 16.

Накопленный опыт проектирования, изготовления и эксплуатации оборудования высокого давления (100 ата и 510°С), а также успехи отечественной металлургии сделали в можным переход на более высокие начальные параметры пара.



46.jpg

 Турбина СВК-150-1 Черепетской ГРЭС









47.jpg


Тепловая схема блока Черепетской ГРЭС

Первая в Советском Союзе электростанции на сверхвысокие параметры пара — Черепетская ГРЭС — полностью на отечественном оборудовании, была сооружена в системе Moсэнерго. Черепетская ГРЭС расположена, близ угольных шахт Подмосковного бассейна з р. Черепеть..Сооружение этой электростанции началось в конце 1949 г., первый турбогенератор введен в декабре 1953 г.




Установленные на Черепетской ГРЭС турбины ЛМЗ типа СВК-150 являются самыми мощными турбинами отечественного изготовления и работают паром с начальными параметрами 170 ата и 550°С. Турбины – конденсационные трехцилиндровые с промежуточным перегревом пара до 520°С, с семью регенераторными отборами для подогрева питательной воды до 225°С. Котлы Черепетской  ГРЭС – барабанные типа ТП-240 с шаровыми мельницами, изготовлены Таганрогским заводом «Красный котельщик». Параметры пара после пароперегревателя 175 ата и 555°С, после промежуточного пароперегревателя 525°С.

Для питания котлов установлены питательные агрегаты Ленинградского металлического заво­да производительностью по 280 т/ч, состоящие из главного насоса ПГ-220-280 на 6000 об/мин, предвключенного насоса ПП-60-280 на 3000 об/мин, зубчатого редуктора и электро­двигателя типа АТМ-3500-2. Подогреватели высокого давления расположены на нагнета­нии предвключенного насоса и работают при давлении с водяной стороны 60 ат. Восполнение потерь питательной воды про­изводится обессоленной химически очищенной водой от химводоочистки, включающей в себя, кроме обычного оборудования, дополнитель­ные анионитовые фильтры для замены содер­жащихся в воде анионов на группу ОН.

Первоначальная схема Черепетской ГРЭС предусматривала резервный котел, в связи с чем предполагались горизонтальные связи по острому и промежуточному пару. Впоследст­вии резервный котел из схемы был изъят и паропроводы острого и промежуточного пара реконструированы на чисто блочную схему.



Назад к списку очерков