6 технология консервации осушенным воздухом
6.1 Некоторые особенности консервации осушенным воздухом
Контакт воды с поверхностью металла исключается путем тщательного дренирования системы.
В незагрязненной атмосфере при постоянной температуре и относительной влажности ниже 100 % металл, имеющий чистую поверхность, устойчив к коррозии. На практике, однако, вследствие естественных колебаний температуры (а значит, относительной влажности) и наличия гигроскопических примесей в атмосфере и на поверхности металла значение относительной влажности должно быть много меньше 100 %.
Во многих случаях для того, чтобы предотвратить коррозию, достаточно понижения относительной влажности воздуха до 60 %. Наличие в воздухе даже незначительных концентраций гигроскопической пыли или других примесей уменьшает «пороговую» величину влажности ниже 50 %. При наличии на консервируемых металлических поверхностях различных отложений (например, из-за сильно загрязнённой атмосферы) или рыхлых продуктов коррозии процесс стояночной коррозии ускоряется, вследствие чего относительную влажность воздуха в консервируемом объёме следует поддерживать не выше 35–45 %
Понижение относительной влажности воздуха во внутреннем объёме консервируемого оборудования и поддержание ее ниже 40 % на весь период простоя достигается путём постоянной или периодической продувки внутренних каналов и полостей воздухом, имеющим пониженную влажность. Если в системе после дренирования остается влага, то она будет ассимилирована проходящим сухим воздухом.
6.2 Технология консервации
Основные операции по консервации паротурбинной установки осушенным воздухом изложены (в общем виде) в нормативном документе «РД 153-34.1-30.-502-00 Методические указания по организации консервации теплоэнергетического оборудования воздухом» и в документе компании Siemens IIG - №: 79 60 74. Ниже приводятся выдержки из этих документов с некоторыми сокращениями применительно к конкретному составу оборудования блока ПГУ.
Согласно РД 153-34.1-30.-502-00:
Консервация осушенным воздухом является наиболее совершенным и надёжным способом. Применение подогретого воздуха требует более строгого контроля за влажностью воздуха на выходе из контура консервации, сопряжено с опасностью выпадения влаги на некоторых поверхностях, где возможно охлаждение воздуха, а также связано с повышенными энергетическими затратами.
Выбор технологии консервации (осушенный или подогретый воздух) и соответственно типа источника воздуха (ВОУ (воздухоосушительная установка), ВНУ (воздухонагревательная установка), эжекторная установка) зависит от возможностей электростанции по приобретению готовых установок или изготовлению их собственными силами (наличие вентиляторов, калориферов, турбовоздуходувок, эжекторов).
При необходимости консервации оборудования осушенным подогретым воздухом следует оснастить ВОУ электрокалорифером, чтобы обеспечить в контуре консервации температуру воздуха на 5-10 °С выше температуры окружающей среды.
При выборе места установки ВОУ или ВНУ целесообразно по возможности выявлять в цехе места с наименьшей относительной влажностью атмосферного воздуха, например, в районе отопительных радиаторов. Следует также учесть, что, обычно, чем выше отметка помещения, тем ниже влажность воздуха.
Можно предусматривать как один контур консервации турбоустановки (компрессор, кольцевая камера сгорания, проточная часть турбины, выхлопной диффузор) с единым источником воздуха соответствующей производительности и напора, так и несколько контуров с раздельными источниками воздуха для различных узлов турбоустановки.
В последнем случае, однако, немаловажным фактором является возможность (либо отсутствие) герметизации этих узлов.
При консервации оборудования с помощью ВОУ схема консервации должна предусматривать как разомкнутый, так и замкнутый контуры.
- при разомкнутой схеме консервации осушенный воздух подается по воздуховодам во внутренние полости объекта консервации, ассимилирует водяные пары и выводится вместе с ними наружу в помещение цеха, либо непосредственно в атмосферу через дренажи и сдувки. Схема позволяет легко контролировать проток воздуха и его влажность на выходе из любых точек системы консервации.
- при замкнутой схеме воздух из консервируемого оборудования вновь возвращается на всасывание осушителя воздуха, поэтому замкнутая схема сложнее в реализации. Кроме того, если в начальный период консервации в отдельных элементах оборудования возможно наличие капельной влаги, то из оборудования в осушитель при замкнутой схеме будет возвращаться воздух с относительной влажностью около 100%. При такой начальной влажности осушитель воздуха вряд ли будет выдавать осушенный воздух с требуемыми параметрами, что замедлит консервацию. Поэтому замкнутая схема консервации требует более тщательного предварительного дpениpования системы. Однако, в тот период времени, когда относительная влажность воздуха внутри консервируемого оборудования уже снижена до необходимого значения и требуется лишь поддержание достигнутых параметров, замкнутая схема экономичнее.
Источники воздуха заводского изготовления обычно оснащаются воздухопроводами для подключения к консервируемому оборудованию.
При изготовлении подводящих воздухопроводов своими силами следует предусматривать опоры и подвески на несущих конструкциях цеха, а также тепловую изоляцию, если температура поверхности их может превышать 45 °С. Конечные участки воздухопроводов должны иметь цилиндрические участки для присоединения к соответствующим фланцам впускных штуцеров.
Для подвода воздуха от источников воздуха к консервируемому оборудованию, перетока его от одной части оборудования к другой следует максимально использовать штатные трубопроводы и арматуру.
Непосредственно в местах впуска воздуха в оборудование предусматривается установка впускных штуцеров (временных или постоянных).
Для обеспечения эффективной вентиляции консервируемых объемов оборудования в конце консервируемых участков необходимо предусматривать выпуск воздуха. Для этого могут быть использованы штатные дренажи, открывающиеся в воронку, воздушники, трубопроводы отсоса воздуха, концевые уплотнения или специально устанавливаемые вентиляционные штуцера Dу = 40100 мм с запорной арматурой.
Количество и расположение линий выпуска воздуха определяются конкретной схемой консервации и составом консервируемого оборудования.
Постоянные впускные и вентиляционные штуцера, запорная арматура или заглушки к ним должны быть рассчитаны на рабочие параметры оборудования.
Схема консервации должна быть оборудована следующими КИП (контрольно-измерительными приборами) и органами управления:
- ключами управления электродвигателями;
- амперметрами для измерения тока электродвигателя вентиляторов;
- дифференциальными манометрами на стороне нагнетания источника воздуха (предел измерений 04 кПа);
- дифференциальными манометрами для измерения давления в контуре консервации (предел измерений 02,5 кПа);
- термопарами или термометрами для измерения температуры воздуха и металла оборудования;
- термогигрометром для измерения температуры и относительной влажности воздуха (переносный и стационарный);
- системой автоматического включения и отключения установок осушки и подогрева воздуха по сигналу от термогигрометра.
Аэродинамический и тепловой расчёты схемы консервации (параметры источника воздуха или эжекторной установки, сечения воздухопроводов, впускных и выпускных штуцеров) выполняются, исходя из условий обеспечения в контуре консервации объёмной часовой кратности циркуляции воздуха не менее 7 и давления – не менее 0,6 кПа (0,006 кг/см2 или 60 мм вод. ст).
При проектировании схем консервации целесообразно, помимо анализа опыта консервации различного оборудования на других электростанциях, оснащения схемы контрольно-измерительными приборами, предусмотреть возможность контроля за качеством процесса в период внедрения способа на объекте с помощью индикаторов коррозии. Это позволит при внедрении принятой технологии скорректировать расчётные технологические параметры консервации (значение относительной влажности воздуха в контуре, температура нагрева воздуха, периодичность включения и отключения источников воздуха и т.п.) для повышения эффективности процесса.
Обязательное условие консервации воздухом – эффективное дренирование оборудования и трубопроводов в процессе подготовки к консервации.
Понижение относительной влажности воздуха во внутреннем объёме консервируемого оборудования и поддержание ее ниже 60% на весь период простоя достигается путем постоянной или периодической вентиляции внутренних поверхностей осушенным атмосферным воздухом производственного помещения.
Схема консервации должна обеспечивать подачу воздуха во все участки консервируемого оборудования.
Критерием надежности консервации подогретым воздухом служит значение относительной влажности воздуха на выходе контуров консервации.
При использовании осушенного воздуха для вытеснения влажного воздуха из объёма консервируемого оборудования на первом этапе контур может быть разомкнутым до понижения значения влажности на выходе до требуемого. После этого выход из контура консервации замыкается на воздухоочистительную установку.
Консервация турбоустановки воздухом производится при выводе оборудования в резерв на срок 7 сут. и более.
При разгружении турбины перед вводом её в длительную (свыше 30 дн.) консервацию следует по возможности выполнить промывку, используя соответствующую технологию.
Непосредственно после отключения турбогенератора от сети в процессе остывания произвести дренирование турбоустановки.
После остывания турбины и отключения валоповоротного устройства убедиться в надёжном отключении турбоустановки от действующей части тепловой схемы, провести повторное дренирование консервируемых объёмов.
Произвести подключение к турбоустановке установки по осушке или подогреву воздуха, сняв заглушки с впускных штуцеров. Открыть арматуру впускных и вентиляционных штуцеров, дренажей и воздушников, предназначенных для вентиляции консервируемого объёма. Подготовить к включению установку осушки воздуха.
Заглушить все отверстия на корпусе турбины. Уплотнить заглушенные отверстия имеющимся в наличии уплотнительным материалом (например, при помощи мягкой резины и клея). Продуть в течении 5÷7 мин. гибкие рукава Dу = 100 мм, подводящие воздух ко входу компрессора и выходу корпуса ГТ в пределах системы циркуляции, для удаления из них пыли и мелкого механического мусора;
Непосредственно перед пуском ВОУ необходимо перекрыть основной (рабочий) канал входного воздуха на воздухозаборник.
Включить в работу ВОУ и выполнить осушку турбины по разомкнутой схеме с целью уменьшения относительной влажности во внутреннем объёме. В этом режиме влажный воздух вытесняется в атмосферу через концевые уплотнения, вентиляционные штуцера на трубопроводах и т.п.
Ход сушки контролируется один раз в смену по показаниям переносного измерителя влажности (термогигрометр), зонд которого помещается в поток воздуха на выходе из различных участков схемы.
Следить за относительной влажностью в консервируемом контуре на выходном воздушном отверстии. Для этого нужно снимать показания с гигрометра и производить записи каждые 24 часа.
В соответствии с документом компании Siemens IIG - №: 79 60 74
Осушение воздуха при окончании послемонтажной сборки турбоагрегата предполагает искусственную циркуляцию. Влажный воздух извлекается, а сухой воздух подается в машину в соответствующих местах. Для высушивания машины после её доставки на участок, так и после ввода в действие используются сушилки горячего воздуха Munters.
Перед подключением сушилок Munters выполните испытание на функционирование. Очистите насадки фильтра, установленные наверху воздухозаборных клапанов регенерированного воздуха (путем их встряхивания), и затем поставьте на место. (Используемая обычно стандартная насадка фильтра соответствует классу 3, как указано в DIN 24185, часть 2).
Т.к. консервация для поставки не подразумевает долговременное высушивание воздуха, дальнейшая сушка во время сборки на месте должна быть проведена при помощи осушителя газов (осушителя газов MLT 800 TiSB компании MUNTERS).
Установка осушителя газов MBA10AT001 (Временная):
1. Соединить осушитель газов и гибкие рукава Dу = 100 мм через отверстия внутренних изоляционных (фанерных) крышек на входе компрессора и выходе корпуса турбины в пределах системы циркуляции (см. рис. 6.2.1).
2. Проверить временное соединение осушителя газов на корпусе турбины.
Обозначенные соединения:
- Выходное отверстие сухого воздуха осушителя газов с входным отверстием компрессора;
- Входное отверстие технологического воздуха осушителя газов с выходным отверстием турбины.
3. Следить за относительной влажностью в корпусе турбины на выходном воздушном отверстии, снимать показания и производить записи каждые 24 часа.
Рисунок 6.2.1 – Схема циркуляции осушенного воздуха для консервации ГТ
Установка осушителя газов MBA10AT001 на турбине внутреннего сгорания (постоянная):
- Отключить временно подключенный осушитель газов.
- Убрать гибкие рукава временной установки из выходов с фанерными крышками на входе компрессора и выпускного отверстия турбины в корпусе турбины.
- Снова уплотнить первоначально уплотненные соединяющиеся отверстия.
- Убрать гибкие рукава, установленные для соединения с осушителем газов.
- Переместить осушитель газов на его предназначенное место слева от газовой турбины в районе соединительного патрубка для отбора технологического воздуха и подачи сухого воздуха.
- Присоединить рукава одним концом к патрубкам осушителя газов, другим – к каналу воздухозаборника. Плотно зажать хомутами.
Согласно документу Siemens MBL Система впуска воздуха
Подсоединение осушителя Munters к оборудованию ГТ на постоянной основе осуществляется в позиции 3.1.38, в соответствии с перечнем сборочных деталей системы впуска воздуха: «№ ПОЗ. 3.1.38: Соединение сушилки MUNTERS».
6.3 Анализ предложений РД 153-34.1-30.-502-00 и компании Siemens
Согласно РД 153-34.1-30.-502-00, при использовании осушенного воздуха для вытеснения влажного воздуха из объёма консервируемого оборудования на первом этапе контур может быть разомкнутым до понижения значения влажности на выходе до требуемого. После этого выход из контура консервации замыкается на воздухоочистительную установку.
Такая технология с использованием схемы замкнутого контура предлагается, прежде всего, исходя из экономических соображений, особенно актуальных в случае использования для консервации оборудования подогретого воздуха. По этим же соображениям рекомендуется минимальное избыточное давление в консервируемом контуре на уровне 0,6 кПа или 60 мм вод. ст.
На практике, эта технология не обеспечивает достаточную защиту лопаток газовой турбины от стояночной коррозии. Более того, при работе по замкнутому контуру возникает опасность подсоса в уплотнения влажного наружного воздуха, в особенности при несвоевременном пополнении контура воздухом для консервации.
Для устранения указанного недостатка необходимы постоянное пополнение воздухом замкнутого контура консервации и хотя бы периодическое повышение в нём избыточного давления в целях обеспечения протока консервирующего воздуха через уплотнения турбины.
Технология Siemens не предлагает использование замкнутого контура консервации, за исключением послемонтажной осушки оборудования, исходя из тех соображений, что экономические затраты на производство осушенного воздуха не велики и поэтому нет необходимости в дополнительном усложнении схемы консервации (для осушителя MLT 800 TiSB фирмы Munters предусмотрен режим пониженного энергопотребления – раздел 5.1).
Подача осушенного воздуха по этой технологии производится по одному разомкнутому контуру: проток воздуха через воздухозаборник, компрессор, кольцевую камеру сгорания, проточную часть турбины и выхлопной диффузор. Избыточное давление в контуре не регламентируется. Для защиты уплотнений турбины от стояночной коррозии из-за возможного проникновения в них влажного наружного воздуха следует, как и в первом случае при обсуждении технологии РД 153-34.1-30.-502-00, предусмотреть периодическое повышение избыточного давления в консервируемом контуре. Если такая мера окажется недостаточной для защиты уплотнений от стояночной коррозии, следует рассмотреть возможность использования для этой цели консервации азотом.
|
