Для начала стоит определить, что вакуум — это давление ниже атмосферного. И глубина этого вакуума (то есть, насколько давление в сосуде ниже атмосферного) является величиной, которая определяет эффективность работы тепловой машины. Потому что в такой тепловой машине, как турбина, срабатывается теплоперепад и перепад давления пара — от давления острого пара на входе в турбину до давления в конденсаторе на выходе из турбины. Чем больше будет этот перепад давления, тем большую эффективность покажет турбина. Поэтому правильные параметры вакуумной системы очень важны для полноценной работы оборудования.
Места присосов воздуха
Вакуум может ухудшаться из-за попадания воздуха внутрь вакуумной системы через неплотности. В этом случае важно определить места присосов воздуха и устранить их.
Таких мест может быть много. Например, узлы, где ротор турбины проходит через корпус цилиндра. Эти места имеют специальные уплотнения, для того, чтобы поддержать вакуум в конденсаторе. Такие уплотнения бывают чаще всего лабиринтного типа - это целая система сложных колец, препятствующих проникновению воздуха в вакуумную систему, обычно с подачей уплотняющего пара и отсосом избыточного пара от уплотнений. Но поскольку эта конструкция бесконтактная и по определению в ней есть зазоры, воздух так или иначе будет попадать в вакуумную систему. Наша задача - ограничить приток этого воздуха в объеме, не более чем допустимый по регламенту для эффективной работы оборудования.
Могут быть и другие места присосов: трещины в сварных швах корпуса, неплотные сальники и прокладки, ослабленный крепеж и сотни других участков, которые способны санкционировать нештатный присос или присос воздуха в вакуумную систему. Это ухудшает вакуум, и турбина теряет эффективность и мощность.
Именно поэтому мы уделяем серьезное внимание выявлению мест присосов и плотности вакуумной системы, эта важная часть работы выведена в отдельное направление нашей деятельности.
Инженерные методы: возможности и недостатки
Как определить объем воздуха, проникающего в вакуумную систему? Для этого есть специальные инженерные методы исследования и расчетов. Они разработаны как для водоструйных эжекторов, так и для пароструйных эжекторов.
- Раньше практиковался метод поиска мест присосов воздуха в вакуумную систему по отклонению пламени свечи. Но из-за пожароопасности использования открытого пламени позже этот метод был запрещён к применению.
- В настоящее время часто используется способ определения неплотности методом налива воды в вакуумную систему. Но и этот способ применим только на остановленном оборудовании.
- Существует метод паровой опрессовки вакуумной системы, но он не получил широкого распространения из-за сложности реализации.
Идеального вакуума не бывает, мы находимся не в космосе. В реальности вакуум — это ограниченная физическая величина, она нормируется, и мы должны поддерживать ее нормативные параметры, чтобы турбина работала полноценно и без нареканий.
«Русь-Турбо» владеет методикой, позволяющей точно рассчитать, сколько килограмм воздуха за единицу времени попадает в вакуумную систему, затем сравнить с паспортными данными турбины и сделать выводы о том, достаточно ли плотная система или она нуждается в реконструкции. Одно из преимуществ методики в том, что она дает возможность определять присосы на работающем оборудовании и разных режимах эксплуатации.
Собственная эффективная технология
Наша методика — полноценный рабочий инструмент, активно применяемый нами на ряде объектов, и обеспечивающий значительную эффективность работы турбин. Эта технология безвредна для человека, пожаробезопасна и позволяет быстро визуализировать рисковые места. По нашей статистике, регулярно несколько раз в год мы выполняем подобные работы и безошибочно определяем плотность вакуумных систем на разных станциях.
Приведу пример из практики ООО «Русь-Турбо». На одной из электростанций заказчик уверенно заявил, что точно знает, где есть присосы, но говорить об этом специалист отказался, дескать, эта задача должна быть решена нами. Мы согласились и начали работу, определили места присосов и дали рекомендации заказчику. Потом выяснилось, что мы нашли присосы совершенно в других местах, а там, где изначально указывал заказчик, не было никаких проблемных очагов. Отсюда можно сделать вывод: такие места нельзя определить просто “на глаз”.
В целом, понятие «присосы воздуха» — очень важная характеристика работы турбины. Если в конденсаторе отсутствует нужный уровень вакуума, то турбину вообще невозможно пустить в работу. А если турбину все-таки удалось пустить, но в процессе работы выявлены очень большие присосы по разным причинам, в итоге мы получим недовыработку энергии — ресурс, выброшенный «в трубу», а также серьёзные побочные эффекты, например, быстрый износ турбинных лопаток, в результате того, что они пострадали от капельной эрозии.
Подытоживая, стоит отметить, что определение мест присосов воздуха — основа основ в работе станции. Глубина вакуума конкретной турбины должна регламентироваться, а состояние вакуумной системы — тщательно поддерживаться и контролироваться соответствующими подразделениями. Как правило, руководители станций самостоятельно решают этот вопрос. Но не у всех получается успешно. Тогда обращаются к нам.
Олег Дмитриев, генеральный директор ООО «Русь-Турбо»
