Турбонасосные установки для подачи питательной воды в паровые котлы
Назначение:
Турбонасосная установка предназначена для подачи питательной воды в паровые котлы на нефте- и газоперерабатывающих, химических и нефтехимических, металлургических др. предприятий.
Описание конструкции:
Турбонасосный агрегат конструктивно состоит из одноступенчатого шнекоцентробежного насоса и трехступенчатой турбины, скомпонованных на одном валу и расположенных консольно относительно гидростатических опор.
Корпус опор располагается между насосом и турбиной, а на консолях вала, соответственно, расположены рабочее колесо насоса и турбины трех ступеней.
Насос состоит из шнекоцентробежного колеса, корпуса насоса с двухзавитковой спиральной улиткой. Шнек (расположенный на входе в рабочее колесо) обеспечивает высокие кавитационные качества насоса, а двухзавитковая спиральная улитка радиальную разгруженность во всем диапазоне изменения режимов работы турбонасоса. Уплотнения рабочего колеса щелевые.
Разгрузка от осевых усилий обеспечивается дросселированием утечки жидкости в торцовой щели тыльной стороны колеса, которая (утечка) затем сбрасывается совместно с утечкой из гидростатического подшипника.
Узел турбины состоит из корпуса подвода пара с сопловым аппаратом, трехступенчатой турбины и корпуса выхлопного. Между турбинами к выхлопному корпусу крепятся спрямляющие аппараты.
Ротор турбонасоса опирается на два гидростатических подшипника, расположенных в корпусе опор. Охлаждение осуществляется перекачиваемой средой, предварительно охлажденной в теплообменнике системы турбонасосной подачи воды.
Для разгрузки ротора от осевых сил в ТНА выполнен автомат осевой разгрузки ротора. Учитывая, что на номинальном режиме осевая сила на роторе всегда направлена в сторону турбины, на основном диске крыльчатки выполнена пята, которая настроена с зазором 0,50,1 мм относительно корпуса насоса.
Кроме этого, в насосе предусмотрен ограничитель хода ротора в сторону насоса в виде пяты, установленной на пилонах на входе в насос.
Запуск ТНА осуществляется после подачи давления вы гидростатические опоры от постороннего источника и всплытия ротора.
Особенности:
- Турбонасосный агрегат выполнен в моноблочном исполнении - это позволяет исключить утечки перекачиваемой жидкости и пара, а также упрощает агрегат, позволяя отказаться от лишних деталей и узлов, существенно уменьшает его габариты и массу;
- За счет высокой частоты вращения ротора агрегата относительно традиционных многоступенчатых электронасосных агрегатов обеспечены минимальные габаритные размеры турбонасосного агрегата при одинаковых параметрах;
- Применение в качестве привода паровой турбины существенно сокращает энергопотребление. Электроэнергия расходуется только на управляющие агрегаты (задвижки) и систему управления и контроля агрегата;
- В качестве рабочей жидкости в гидростатических подшипниковых опорах скольжения агрегата используется перекачиваемая жидкость (водный конденсат). В связи с этим для разделения полости опор от полостей турбины и насоса не требуется применять дорогостоящие высокооборотные торцовые уплотнения;
- Ротор агрегата разгружен от осевых сил автоматом осевой разгрузки, который работает на перекачиваемой среде. Это позволяет отказаться от применения высокоскоростного и сложного осевого подшипника скольжения;
- Отсутствие трения между деталями ротора и статора в подшипниковых опорах и автомате осевой разгрузки за счет разделения трущихся поверхностей жидкостной пленкой практически полностью исключает износ деталей, увеличивается время между регламентными работами, сокращается время на ремонт агрегата;
- Агрегат оснащен системой вибродиагностики работы подшипниковых опор, позволяющей динамически отслеживать работу узла.
Технические характеристики:
Наименование параметра |
Значения показателя |
Насос |
|
Напор, м |
580±5% |
Расход, м3/час |
100 |
Номинальная частота вращения ротора, с-1 (об/мин) |
170 (10200) ±3% |
Давление воды на входе в систему, МПа (кгс/см2) |
0,07 – 0,09 (0,7 – 0,9) |
КПД, %, не менее |
50 |
Критический кавитационный запас, м, не более |
5 |
Турбина |
|
Давление пара перед турбиной, МПа (кгс/см2) |
3,5…3,9 (35…39) |
Давление пара за турбиной, МПа (кгс/см2) |
0,45…0,6 (4,5…6) |
Температура пара перед турбиной, °С |
380 – 450 |
Температура пара за турбиной, °С |
200 – 360 |
Мощностной КПД, %, не менее |
35 |
Турбонасос |
|
Допустимые утечки по торцовым уплотнениям, см3/мин, не более |
25 |
Среднеквадратичное значение виброскорости, измеренное датчиками, мм/с: Хороший уровень, режим не ограничен Удовлетворительный, режим не более 100 час. Неудовлетворительный, режим не более 1 часа Аварийный, САУК выдает АВД |
Менее 4 4- 7 7- 10 Более 13 |