Установки редукционно - охладительные

В процессе эксплуатации современных тепловых электростанций главенствующим является вопрос надежности системы защиты энергоблоков в переходных и аварийных режимах работы.

При этом особая роль отводится арматуре, входящей в состав редукционно-охладительных (РОУ), охладительных (ОУ) и редукционных (РУ) установок, от надежности и быстродействия которой зависит качество работы установки в целом.

Область применения установок РОУ, ОУ и РУ чрезвычайно широка. Установки этого класса обеспечивают работоспособность технологических процессов на металлургических, нефтеперерабатывающих, химических и пищевых предприятиях - там, где для технологических нужд в значительных объемах применяется пар низкого давления с температурой, близкой температуре насыщения, при использовании которого теплообменное оборудование работает с более высоким КПД. При этом чаще всего требуется обеспечить высокую точность регулирования температуры пара.

Поэтому вполне естественно, что требования к конструированию, изготовлению и комплектации установок у заказчика оправдано высоки.

Редукционно-охладительные установки (РОУ) предназначены для снижения давления и температуры пара. Давление и расход пара регулируются дроссельным (регулирующим клапаном), температура - изменением количества охлаждающей воды, впрыскиваемой через сопло в охладитель пара или через специальную трубку в дросcельно-охладительной решетке узла шумоглушителя

Охлаждающая вода, испаряясь за счет тепла, отбираемого от пара, охлаждает его до заданной температуры. В зависимости от соотношения расходов острого пара и впрыскиваемой охлаждающей воды, а также их первоначальной температуры обеспечивается необходимая температура охлажденного пара на выходе из охладителя. В зависимости от рабочих параметров охладители пара отличаются размерами и числом форсунок (сопел).

При больших перепадах давлений, с целью уменьшения шума во время работы, установки снабжаются дополнительными ступенями дросселирования. В зависимости от величины давления острого и редуцированного пара в качестве дополнительных ступеней дросселирования устанавливаются один или несколько узлов шумоглушителей с дроссельной и дроссельно-охладительной решетками.

Заданные значения давления и температуры редуцированного пара поддерживаются автоматически электронными регуляторами путем воздействия на регулирующие клапаны паровой и водяной.

Кроме того, для регулирования температуры пара предусмотрен вентиль игольчатый с ручным приводом.

Для полного перекрытия (открытия) потока охлаждающей воды для РОУ и ОУ предусмотрены вентили запорные.

В целях предупреждения повышения давления сверх заданного каждая установка снабжается импульсно-предохранительным устройством, состоящим из предохранительного и импульсного клапанов.

Количество импульсно-предохранительных устройств зависит от производительности установки и параметров пара.

В соответствии с назначением в редукционных установках пар проходит расчетное количество ступеней дросселирования: клапан регулирующий и узлы шумоглушителей до получения требуемых заказчику параметров давления пара с незначительным снижением температуры (за счет дросселирования).

В охладительных установках осуществляется снижение температуры пара аналогично РОУ. Охладители пара ОУ отличаются от охладителей пара РОУ конструкцией впрыскивающих устройств (сопел), их расположением и размерами, что обеспечивает оптимальные скорости пара и перемешивание впрыскиваемой воды и пара, исключает попадание воды на стенку трубы.

При проектировании редукционно-охладительных установок (РОУ) по требованию заказчика значительное время тратится на выбор элементов, обеспечивающих заданных параметры, и на проверку работы установки при допустимых отклонениях ее параметров. Приближенные методики проектирования по нормативам основаны на выборе элементов установки из заданной номенклатуры. Так как элементная база (регулирующие клапаны, шумоглушители, охладители и т.п.) не всегда обеспечивают оптимальные параметры редуцирования и охлаждения пара, вопрос обеспечения выходных параметров установки, ее надежности и шумовых характеристик остается открытым.

Применяемые на Барнаульском котельном заводе методика и программное обеспечение позволяет повысить точность принятия проектных решений и значительно сократить время проектирования.

При проектировании РОУ по исходным данным рассчитывается наилучший вариант компоновки ступеней дросселирования и охлаждения и предлагается список допустимых вариантов элементов.

В связи с тем, что выбранные элементы РОУ отличаются от "идеальных", распределение теплофизических параметров по ее ступеням также будет отличаться от рассчитанных перед проектированием. При этом возможно, что выходные параметры установки, заданные заказчиком, не будут обеспечены. Поэтому для проверки результатов проектирования в программном комплексе предусмотрен проверочный расчет.

В проверочном расчете используются аналитические зависимости, позволяющие определять фактические значения теплофизических параметров на всех ступенях установки с учетом выбранных элементов РОУ и возможности регулирования расхода пара и воды. В отличие от приближенных зависимостей, используемых при проектировочном расчете, в проверочном расчете учитывается изменение как давления, так и температуры при дросселировании, а также изменение энтальпии при изменении скорости рабочей среды. Рассчитывается также и характер течения пара в элементах, позволяющий сделать выводы о шумовых параметрах установки, качестве распыления воды и т.п. Проверочный расчет производится как при номинальном значении производительности установки, так и при пониженной производительности для проверки надежности работы установки.

На БКЗ проектируются и изготавливаются редукционно-охладительные (РОУ), редукционные установки (РУ), охладительные установки (ОУ) на низкие, средние и высокие параметры пара.

В этом направлении работа ведется в тесном контакте с "БелВНИПИЭнергопроект", "ОмскВНИПИЭнергопроект" и другими институтами и комплектующими предприятиями. Совместно с кафедрами Алтайского государственного технического университета сформирована лаборатория по определению гидравлических характеристик и ведутся разработки методики и программного обеспечения для выполнения теплогидравлических расчетов РОУ, струйных аппаратов и энергетической арматуры.