Акустический метод выявления присосов воздуха в вакуумную систему паротурбинных установок ТЭС

Е. А. Барат; С. Н. Ленев; Юрий Анатольевич Радин

doi:10.34831/EP.2022.1094.9.008

Акустический метод выявления присосов воздуха в вакуумную систему паротурбинных установок ТЭС

Е. А. Барат, С. Н. Ленев, Юрий Анатольевич Радин

Аннотация

Недостаточная плотность вакуумных систем паровых турбин -- одна из основных причин ухудшения вакуума в их конденсаторах, значительно влияющего на мощность и экономичность паротурбинных установок, а также ухушения качества теплоносителя, влияющего на надёжность трубных систем регенеративных подогревателей. Уже при расходах воздуха свыше 50_--_60_кг/ч пароструйный эжектор, отсасывающий воздух из конденсатора, переходит в зону перегрузки и не может поддерживать абсолютное давление в конденсаторе в области допустимых значений.

Наличие нескольких зон повышенных присосов делает преимущественным использование переносных средств измерения величины присосов, для обнаружения которых, как наиболее распространённых на практике, используют методы, основанные на применении инертных газов, инфракрасной термографии, акустические методы.

Экспериментальное исследование различных зон паровой турбины (ПТ), работающих под разрежением, на наличие присосов было проведено на восьми турбоустановках типов ПТ-70-130/13, ПТ-65/75-130/13, Т-110/120-130 и Т-290/335-240 филиалов ПАО «Мосэнерго» с использованием акустико-эмиссионной аппаратуры и инертных газов. Измерения проводились в местах наиболее вероятного обнаружения присосов: в области люков и атмосферных предохранительных клапанов цилиндра низкого давления (ЦНД), мембран и уплотнения вала паротурбинной установки (ПТУ), в каналах термопар, фланцевых соединениях запорной арматуры и т.д.

Использование такого акустического прибора позволяет формировать карты присосов в вакуумные системы паротурбинных установок различной мощности для разработки на их основе технических решений по устранению присосов и алгоритмов диагностики состояния вакуумной системы паровых турбин.

Ключевые слова

паровая турбина, акустический метод, присосы, вакуумная система, Мосэнерго, уплотнения вала, фланцевое соединение.

Полный текст:

PDF

Литература

Щегляев, А.В. Паровые турбины [Текст] / А.В. Щегляев. – М.: Энергия, 1976. – 365 с.

Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации [Текст]. -- М., 2003.

Соколов, Е.Я. Струйные аппараты [Текст] / Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. -- М.: Энергия, 1970. -- 280 с.

Lieberman, N.P. Troubleshooting Vacuum Systems: Steam Turbine Surface Condensers and Refinery Vacuum Towers [Text] / N.P. Lieberman. -- Wiley-Scrivener, 2013. – 280 p.

Fayard, E.H. Case Studies: Plant Performance Improvements Through the Use of Innovative Condenser Cleaning Technology and Leak Detection Inspection [Text] / E.H. Fayard // ASME 2008 Power Conference. -- Lake Buena Vista, Florida, USA. – 2008. -- July 22–24. – (DOI: 10.1115/POWER2008-60133).

Ying, Guo. A New On-Line Method of Measuring Air Leakage Rate of Steam Turbine Vacuum System [Text] / Guo Ying, Wang Xuetong, Zhou Guangshun // IEEE 2012 PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC). -- Shanghai, China. -- 2012. – (DOI: 10.1109/appeec.2012.6307634).

Гулей, А.Б. Оценка зависимости температуры дымовых газов на выходе из топки парового котла ТП-81 от нерасчетных присосов воздуха через неплотности в ограждении топки [Текст] / А.Б. Гулей, Е.П. Ключка // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. -- 2014. -- № 4 (122). -- С. 39 -- 51.

Володин, Ю.Г. Снижение присосов и перетоков воздуха при эксплуатации котлоагрегатов типа ТГМ-84 [Текст] / Ю.Г. Володин, Р.Р. Ханнанов, Р.Ш. Маннапов // Сб. научных трудов Международной научно-технической конференции «Инновации в строительстве глазами молодых специалистов». -- 2014. -- С. 77 -- 79.

Shempelev, A. The influence of air inflow in the vacuum system of a cogeneration steam turbine plant on its energy performance [Text] / A. Shempelev, P. Iglin // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 643. – (DOI: 10.1088/1757-899X/643/1/012126).

Шарапов, В.И. Способы обнаружения мест разгерметизации теплоэнергетического оборудования, работающего под вакуумом [Текст] / В.И. Шарапов, М.М. Замалеев, Е.В. Кудрявцева // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. -- 2015. -- № 3 -- 4. -- С. 3 -- 10.

Баева, М.Н. Влияние присосов воздуха в газотурбинный тракт котлов и вакуумную систему паровых турбин на КПД паросиловой установки [Текст] / М.Н. Баева, Р.А. Ильин // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии. XVIII Бенардосовские чтения: материалы Международной научно-технической конференции. -- 2015. -- С. 118 -- 121.

De Jonge, A. On-Stream Tightness Testing of Vacuum Process Installations [Electronic resource] / André de Jonge // Proceedings of 9th European Conference on NDT. -- Berlin. -- 2006 (ECNDT-2006). – (https://www.ndt.net/article/ecndt2006/doc/Tu.2.6.3.pdf).

Fried, B. Comparing Leak Detection Methods for Power Generation Condensers [Electronic resource] / Fried B. // Process Cooling, 2015. – (https://www.process-cooling.com/articles/88004-comparing-leak-detection-methods-for-power-generation-condensers).

NASA Facilities Maintenance and Operations Management (Appendix F Predictive Testing & Inspection) [Electronic resource]: NPR 8831.2F. -- 2015. – (https://nodis3.gsfc.nasa.gov/displayDir.cfm? Internal_ID=N_PR_8831_002F_&page_name=AppendixF).

Nowak, M. Acoustic Emission Method for Solving Problems in Double-Bottom Storage Tanks [Electronic resource] / M. Nowak, I. Baran, J. Schmidt, K. Ono // Journal of Acoustic Emission. – 2009. – 27. – P. 272 -- 280. – (https://www.ndt.net/article/jae/papers/27-272.pdf).

Dong-Hyun, K. 3D boiler tube leak detection technique using acoustic emission signals for power plant structure health monitoring [Text] / K. Dong-Hyun, Y. Bo-Suk, L. Sang-Bum // IEEE 2011 Prognostics and System Health Management Conference (PHM-2011 Shenzhen). -- Shenzhen, China, 2011. – (DOI: 10.1109/phm.2011.5939498).

Шиманский, С.Б. Акустический метод обнаружения течи с помощью высокотемпературных микрофонов [Текст] / С.Б. Шиманский, Б.П. Стрелков, А.Н. Ананьев, A.M. Любишкин, Т. Ииджима, X. Мочидзуки, И. Касаи, К. Йокота, Д. Каназава // Атомная энергия. -- 2005. -- Т. 98, № 2. -- С. 98 – 105. – (DOI: 10.1007/s10512-005-0175-9).

Капелович, Б.Э. Эксплуатация паротурбинных установок [Текст] / Б.Э. Капелович. – М.: Энергоатомиздат, 1985. -- С. 216 -- 219.

Поиск вакуумных присосов турбин и конденсаторов АЭС, ТЭЦ [Электронный ресурс]: Презентация компании «Диагност». – (URL: http://www.myshared.ru/slide/42756/).

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.1094.9.008