Оценка эффективности внедрения сотовых надбандажных уплотнений

Эффективность установки сотовых уплотнений подтверждена отчетами тепловых испытаний, выполненных на ряде станций ОАО «ОГК-1», ОАО «ОГК-2», ОАО «Мосэнерго», ОАО «Татэнерго» и других энергосистем, в том числе, серией сравнительных тепловых испытаний, проведенных специалистами ОАО «Фирма ОРГРЭС» и МФ ОАО «Южный ИЦЭ» на турбоагрегатах К-800-240, К-300-240 и Т-250/300-240 ОАО «ОГК-1» и ОАО «Мосэнерго».

Применение сотовых надбандажных уплотнений обеспечивает повышение внутреннего относительного КПД цилиндра для различных типов турбин на 0,6-1,7% от нормативного значения.

Для определения изменения протечек пара через надбандажные уплотнения используется  методика, заключающаяся в определении значений относительного внутреннего КПД цилиндра по результатам опытов на режимах с включенной и отключенной регенерацией до и после реконструкции проточной части. Оценка эффективности реконструкции основывается на исследованном факте, определяющем, что часть высокотемпературных протечек через надбандажные уплотнения при включенной регенерации сбрасывается в соответствующие подогреватели, что приводит к снижению температуры пара после цилиндра, следовательно, рассчитанная величина относительного внутреннего КПД цилиндра будет выше, чем аналогичные значения в опытах с отключенной регенерацией. Таким образом, по разнице температур пара за ЦВД в опытах с включенными и отключенными ПВД можно судить о величине суммарных протечек через надбандажные уплотнения, т.е. об их эффективности.

Для минимизации погрешностей конечного результата, испытания проводятся по единой технической программе, разработанной на основании РД 34.20.581-96 «Методика оценки технического состояния паротурбинных установок до и после ремонта», с использованием одних и тех же средств изменений.

С отчетной документацией, результатами испытаний турбин с установленными сотовыми уплотнениями можно ознакомиться в разделе Документы и публикации  



Результаты тепловых испытаний т/а К-300-240 ст.№4 Каширской ГРЭС

В 2004г. в период капитального ремонта п/т К-300-240 ст.№4 Каширской ГРЭС на 3-12 ст. ЦВД были установлены сотовые надбандажные уплотнения НПП "АРМС". Для оценки эффективности модернизации в 2004-2010г. выполнено 3 этапа сравнительных тепловых испытаний (до, после модернизации и через 6 лет эксплуатации перед выводом в капремонт), основные результаты представлены ниже. 

 

Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины К-300-240, ст.№4 (I-II этапы испытаний)
Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины К-300-240, ст.№4 (I этап испытаний, 2004г.)

 Анализ результатов I этапа испытаний показал, что расхождение значений относительного внутреннего КПД ЦВД в опытах с включенной и отключенной регенерацией до реконструкции (I этап) составляет от 1,0% до 1,5%, в то время как в  опыте после реконструкции  (II этап)  оно  близко к нулю.

 

Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины К-300-240, ст.№4 (III этап испытаний)

Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины К-300-240, ст.№4 (II-III этапы испытаний, 2004-2009г.)

1 - после установки сотовых уплотнений (II этап испытаний); 2 - после шести лет эксплуатации сотовых уплотнений (III этап испытаний)

Анализ результатов III этапа и сравнение с результатами, полученными во II этапе, позволяет сделать вывод о том, что расхождение значений относительного внутреннего КПД  ЦВД в опытах с включенными и отключенными ПВД практически отсутствует, из чего можно сделать заключение: за шесть лет эксплуатации не произошло существенного увеличения протечек через надбандажные сотовые уплотнения. Вместе с тем, зафиксировано незначительное снижение  КПД ЦВД на 1,5÷2% в абсолютных величинах, причинами которого явились эрозионный износ лопаток регулирующей ступени, а также механические повреждения рабочих и направляющих лопаток в проточной части ЦВД.

Результаты представленных тепловых испытаний подтверждают, что применение сотовых надбандажных уплотнений в проточных частях позволяет повысить относительный внутренний КПД ЦВД за счёт снижения перетоков пара в уплотнениях, при этом, в течение межремонтного периода сохраняются стабильными термодинамические характеристики цилиндра.

 

Технический отчет по результатам тепловых испытаний турбины ЛМЗ типа К-300-240 ст. № 4  Каширской ГРЭС 1-й этап
Технический отчет по результатам тепловых испытаний турбины ЛМЗ типа К-300-240 ст. № 4 ГРЭС-4 АО «Мосэнерго» проведённых до и после установки в 3-12 ступенях ЦВД надбандажных сотовых уплотнений производства ФГУП НППП "Мотор"

Объект: Каширская ГРЭС (ОАО "ОГК-1") паровая турбина К-300-240 ЛМЗ ст.№4

Исполнитель: ОАО «ИЦ ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС»

скачать (файл pdf, 3,4 Мб)

 

Технический отчет по результатам тепловых испытаний турбины ЛМЗ типа К-300-240 ст. № 4  Каширской ГРЭС 2-й этап
Технический отчет по результатам тепловых испытаний турбины ЛМЗ типа К-300-240 ст. № 4  Каширской ГРЭС – филиала ОАО «ОГК-1» проведённых через пять лет после установки надбандажных сотовых уплотнений

Объект: Каширская ГРЭС (ОАО "ОГК-1") паровая турбина К-300-240 ЛМЗ ст.№4

Исполнитель: ОАО «ИЦ ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС»

скачать (файл pdf, 6.4 Мб)

 

Отчет по результатам эксплуатации паровых турбин К-300
Технический отчет по результатам эксплуатации надбандажных сотовых уплотнений 3-12 ступеней ЦВД турбины К-300-240 ст.№ 4 Каширской ГРЭС филиала ОАО «ОГК-1».

Объект: Каширская ГРЭС (ОАО "ОГК-1") паровая турбина К-300-240 ЛМЗ ст.№4

скачать (файл pdf, 6.3 Мб)


Результаты тепловых испытаний т/а Т-250/300-240 ст.№8 ТЭЦ-21 ОАО «Мосэнерго»

В 2012г. в период капитального ремонта п/т Т-250/300-240 ст.№8 ТЭЦ-21 ОАО «Мосэнерго» на 2-12 ст. ЦВД были установлены сотовые надбандажные уплотнения НПП "АРМС". Для оценки эффективности модернизации были проведены сравнительные тепловые испытания (до, после модернизации), основные результаты представлены ниже. 

 

Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины Т-250/300-240, ст.№8 до и после установки сотовых надбандажных уплотнений
Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины Т-250/300-240, ст.№8 до и после установки сотовых надбандажных уплотнений
1, 2 – соответственно, режим с отключенными и включенными ПВД (I этап испытаний); 3, 4 – соответственно, режим с отключенными и включенными ПВД (II этап испытаний);
расход свежего пара приведен к номинальным значениям давления (240 кгс/см²) и температуры (540ºС) свежего пара.

Как следует из приведенных зависимостей, прирост внутреннего относительного КПД ЦВД турбины отмечается во всем диапазоне паровых нагрузок, зафиксированных при проведении испытаний. При этом величина прироста увеличивается с ростом расхода свежего пара. При паровой нагрузке, близкой к максимальной (910 т/ч) прирост внутреннего относительного КПД ЦВД составляет 1,68%, что соответствует приросту мощности, приблизительно на 1,5 МВт. Сопоставление значений внутреннего относительного КПД ЦВД на режимах с включёнными и отключёнными ПВД, до и после модернизации показало, что расхождение указанных величин уменьшилось с 1,1%  до 0,2% соответственно, что подтверждает повышение экономичности за счет увеличения плотности ЦВД.

 

Технический отчет по результатам тепловых испытаний турбины Т-250/300-240 ст. № 8  ТЭЦ-21 Мосэнерго
Технический отчет по результатам тепловых испытаний паровой турбины производства ЗАО "УТЗ" типа Т-250/300-240 (ст. №8) ТЭЦ-21 - филиала ОАО «Мосэнерго»  до и после установки надбандажных сотовых уплотнений  2-12 ступеней ЦВД 

Объект: ТЭЦ-21 (ОАО "Мосэнерго") паровая турбина Т-250/300-240 УТЗ ст.№8

Исполнитель: Московский филиал ОАО «Южный инженерный центр энергетики»

скачать (файл pdf, 3,4 Мб)


Результаты тепловых испытаний т/а К-800-240 ст.№ 1 Пермской ГРЭС

В 2012г. в период капитального ремонта п/т К-800-280-5 ст.№ 1 Пермской ГРЭС на 3-10 ст. ЦВД были установлены сотовые надбандажные уплотнения НПП "АРМС". Для оценки эффективности модернизации были проведены сравнительные тепловые испытания (до, после модернизации), основные результаты представлены ниже. 

 

Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины К-800-240-5, ст.1 до и после установки сотовых надбандажных уплотнений
Изменение внутреннего относительного КПД ЦВД турбины К-800-240-5, ст.1 до и после установки сотовых надбандажных уплотнений
зависимости 1, 2 соответствуют I и II этапам испытаний;
расход свежего пара приведен к нормальным условиям: давление 101,325кПа и температура ОºС

Анализ представленных графиков показывает стабильный прирост относительного внутреннего КПД во всем диапазоне расхода свежего пара, но наиболее значительное его приращение 1,28%  (около 3,8МВт) зафиксировано на номинальных режимах работы турбоагрегата (N=800МВт; G=2500т/ч).

Экспериментальные данные достаточно хорошо корреспондируются с расчетными значениями увеличения внутреннего относительного КПД ЦВД на 0,5÷0,7%, полученными специалистами СКБ «Турбина» при газодинамических расчетах протечек через сотовые надбандажные уплотнения для радиальных зазоров, установленных при сборке проточной части ЦВД т/а К-800-240 ст. № 1 в диапазоне δ=1,0÷1,2мм.

Таким образом, исходя из суммарного увеличения внутреннего относительного КПД ЦВД на 1,28%, около половины полученного прироста следует отнести к эффекту от выполненной модернизации надбандажных уплотнений, а оставшийся прирост достигнут за счет проведенных типовых ремонтных мероприятий на ЦВД в период выполнения капитального ремонта.

 

Технический отчет по результатам тепловых испытаний паровой турбины ЛМЗ типа К-800-240-5 (ст. № 1) Пермской ГРЭС
Технический отчет по результатам тепловых испытаний паровой турбины ЛМЗ типа К-800-240-5 (ст. № 1) Пермской ГРЭС - филиала  ОАО «ОГК-1»  до и после установки надбандажных сотовых уплотнений  3-10 ступеней ЦВД 

Объект: Пермская ГРЭС (ОАО "ОГК-1") паровая турбина К-800-240-5 ЛМЗ ст.№1

Исполнитель: Московский филиал ОАО «Южный инженерный центр энергетики»

скачать (файл pdf, 6,3 Мб)


Результаты тепловых испытаний сотовых концевых уплотнений

Установка концевых сотовых уплотнений широко применяется на паровых турбинах типов Р-50-130, Т-60/73-7,8, Т-100-130, ПТ-135-130, Т-250-240, эксплуатирующихся в ОАО «Мосэнерго», ОАО «Башкирэнерго», ОАО «Татэнерго» и других энергосистемах.

Оценка эффективности внедрения концевых сотовых уплотнений ЦСД-2 и ЦНД выполнена специалистами «Мосэнергоналадка» в 2003 году на т/а Т-250/300-240 ст.№5 ТЭЦ-23 ОАО «Мосэнерго».

 

Схема системы концевых уплотнений турбины Т-250/300-240
Схема системы концевых уплотнений турбины Т-250/300-240
1 – ЦВД; 2 - ЦСД-1; 3 – ЦСД-2; 4 – ЦНД; 5 – конденсатор; 6 – регулятор давления; 7 – вакуумные отсосы в сальниковый подогреватель;
8 – эжекторные отсосы в  сальниковый холодильник; 9 – пар от деаэратора 7ата; 10 – пар от коллектора собственных нужд; 11- пар из КУ ПТН

В ходе проведения испытаний зафиксированы следующие результаты:

  • прекращение присосов воздуха в вакуумную систему через концевые уплотнения (КУ) ЦНД и ЦСД-2 при сниженном на 0,1-0,15кг/см² по отношению к доремонтному уровню давления пара в коллекторе уплотнений;
  • снижение давления в конденсаторе на 0,005 кг/см², что обеспечило увеличение КПД блока на 0,17% на конденсационном режиме работы;
  • расширение рабочего диапазона относительных перемещений РНД и РСД-2 с устранением риска возможных задеваний на переходных режимах, приводящих к резкому возрастанию величины относительного укорочения роторов (на 1-1,5мм) со стабилизацией в процессе выбега за пределами допустимых значений (-4,5 мм для РСД-2; и -5,5 мм для РНД);
  • устранение обводнения масла вследствие нормализации работы эжекторов отсоса пара из КУ, при этом разрежение на всасе эжекторов возросло до уровня (-0,06)÷(-0,065) кг/см² против (-0,03) кг/см², до установки сотовых уплотнений, что существенно снизило пропаривание через выхлоп.

 

Отчет по результатам использования в эксплуатации паровых турбин ТЭЦ №23 ОАО Мосэнерго
Отчет по результатам использования в эксплуатации паровых турбин ТЭЦ №23 ОАО "Мосэнерго" систем концевых  уплотнений сотовой конструкции взамен уплотнений традиционного типа

Объект: ТЭЦ-23 (ОАО "Мосэнерго") паровая турбина Т-250/300-240 УТЗ ст.№5

Исполнитель: Мосэнергоналадка

скачать (файл pdf, 1.5 Мб)



Studio2d