FUNKČNÍ SCHÉMA PÁRA VODA PRO PARNÍ TURBÍNU S PŘÍSLUŠENSTVÍM SVOČ FST 2009 Petr Sváta Waltrova 12, 318 00 Plzeň Česká republika ABSTRAKT Příspěvek vychází z diplomové práce, koncipované jako nabídkový podklad pro teplárnu Komořany. Významnou částí diplomové práce je schéma pára voda, které je zpracováno v grafickém programu AutoCad 2008. Práce je zaměřena hlavně na techniku, způsob grafického vyjádření a také postupy jak pracovat na schématu v použitém grafickém programu. Dokumentace je zároveň doplněna technickým popisem parní turbíny a jejího příslušenství, které je součástí energetického vybavení teplárny Komořany. Práce navrhuje systém zapojení turbiny a jejího příslušenství, který je obvyklý daný výkon, možnosti prostředí, ve kterém bude zařízení pracovat a také na požadavcích zákazníka. KLÍČOVÁ SLOVA Schéma, turbína, příslušenství, pára, voda ÚVOD Práce je vytvořena na základě zadání ze Škody Power. Úkolem bylo vytvoření schématu pára voda pro turbínu 160MW pro teplárnu v severočeském městě Komořany. Vytvoření schématu podléhá pravidlům a standartům, které jsou platná pro tvorbu schémat ve společnosti Škoda Power. VLASTNÍ TEXT PŘÍZPĚVKU TECHNICKÝ POPIS A ROZSAH ZAŘÍZENÍ Parni turbina Dvoutělesová kondenzační parní turbína s přihříváním páry, s pěti neregulovanými odběry a radiálním výstupem páry do kondenzátoru, včetně: VT rychlozávěrné a regulační ventily s hydraulickými servopohony ST záchytné a rychlozávěrné ventily s hydraulickými servopohony protáčecí zařízení s elektromotorem s možností ručního protáčení systém ucpávkové a komínkové páry včetně regulačních ventilů s elektropohonem a potřebným potrubím s armaturami kompletní systém odvodnění s odvodňovači, sběračem kondenzátu, potřebným potrubím a armaturami základové šrouby a vyrovnávací podložky kompletní systém mazacího oleje o Hlavní olejové čerpadlo poháněné od hřídele turbíny o Najížděcí olejové čerpadla o Nouzové olejové čerpadlo o Zvedací olejové čerpadlo o Filtr mazacího oleje o Olejové chladiče deskového typu 2 x 100% o Hlavní olejová nádrž se síty o Sběrná olejová nádrž s přečerpávacím zařízením o Ventilátor pro odsávání olejových par s elektromotorem o Redukční a pojistné ventily na výtlaku oleje o Termostatický regulátor teploty oleje o Kompletní olejové potrubí včetně armatur hřídelová spojka mezi TG a generátorem tepelné izolace turbosoustrojí. - 1 -
Tato část práce popisuje kondenzační turbinu 160 MW s přihříváním a s odběry pro regenerační ohříváky. Tepelný cyklus zahrnuje: kondenzátor, kondenzátor komínkové páry, 3 NT ohříváky, odplyňovač s napájecí nádrží a 2 VT ohřívák. Parní turbina je osvědčené konstrukce, použité části jsou dlouhodobě ověřené standardní moduly. KONDENZAČNÍ SYSTÉM Povrchový vodou chlazený kondenzátor Kondenzátor slouží ke kondenzaci páry přiváděné z turbíny. Je přizpůsoben na zpracování všech médií dle požadavků systému. Kondenzát je řízeně odváděn z kondensátoru. Kondenzátor je umístěn příčně pod turbínou, na pružinových podpěrách s muzikusem pevně přivařeným k turbíně. Kondenzátor je navžendle standartů v souladu s HEI Standarts for Steam Surfaře Condersers. Teplosměnná plocha je tvořena přímými trubkami, na obou stranách zaválcovanými do trubkovnic. Trubkovnice jsou přímo přivařeny k plášti. Každá trubkovnice je opatřena přirubou, ke které je přišroubovaná vodní komora. Kondenzátor je dělený na vodní straně, což umožňuje odstavení jedné jeho poloviny. Ve spodní části kondenzátoru je sběrač kondenzátu, s retenční kapacitou 3 minuty plného průtoku. Kondenzátor je přizpůsoben pro instalaci kontinuálního čištění trubek. Obrázek 1 : Povrchový kondenzátor - 2 -
Kondenzátní čerpadla Hlavní kondenzátní čerpadla slouží k čerpání kondenzátu ze sběrače kondenzátu přes nízkotlakový regenerační systém do napájecí nádrže. Podávací čerpadla slouží k přečerpávání topného kondenzátu z NTO 1 do hlavního řádu. SYSTÉM REGENERACE Kondenzátor komínkové páry (KKP) Výměník slouží ke kondenzaci páry z parovzdušné směsi vznikající v posledních sekcích dělených ucpávek turbíny. Vzduch spolu nezkondenzovaným zbytkem páry jsou odsávány z výměníku ventilátorem do atmosféry. Výměník je vertikální konstrukce s vodní komorou nahoře a bočním vstupem páry. Teplosměnná plocha je tvořena vlásenkami na obou koncích zaválcovaná do trubkovnice. Plášť je uzavřen plochým dnem, vodní komora je opatřena přírubou, ke které je přišroubováno odimatelné ploché víko. Obrázek 2 : Kondenzátor komínkové páry - 3 -
Plášť i vodní komora jsou celosvařované konstrukce, vyrobené ze zkrouženého plechu. Dělící přepážka je zavařena do vodní komory. Plášť je vybaven inspekčními otvory, které dovolují prohlídku vnitřního prostoru. Nízkotlakový ohřívák 1 (NTO 1) Výměník je vertikální konstrukce s vodní komorou nahoře a bočním vstupem páry. Teplosměnná plocha je tvořena vlásenkami na obou koncích zaválcovanými do trubkovnic. Plášť je uzavřen plochým dnem, vodní komora je opatřena přírubou, ke které je přišroubováno odnímatelné ploché víko. Plášť i vodní komora jsou celosvařované konstrukce, vyrobené ze zkrouženého plechu. Dělící přepážka je zavařena do vodní komory. Nerezový narážecí plech je umístěn proti vstupnímu hrdlu páry. Plášť je vybaven inspekčními otvory, které dovolují prohlídku vnitřního prostoru. Dostatečný prostor je ponechán pro distribuci páry do svazku, čímž je minimalizována tlaková ztráta a zajištěno rovnoměrné zatížení. Nezkondezovatelné plyny jsou odsávány ze středu svazku. Parní strany výměníku je vybavena pojistným ventilem. Obrázek 3 : Nízkotlakový ohřívák 1 Nízkotlakový ohřívák číslo 2 a 3, je stejné konstrukce jen se změnou rozměrů. A to je z důvodu jiných průtočných množství - 4 -
Napájecí nádrž odplyňovač Napájecí nádrž s odplyňovačem slouží jako zásobník napájecí vody a k odplynění napájecí vody před jejím zavedením do kotle. Proces odplynění je realizován pomocí sprchy a zařízení pro rozvod páry pod vodní hladinou. Obrázek 4 : Napájecí nádrž s odplyňovačem Vysokotlaké ohříváky (VTO1, VTO2) Vysokotlakové ohříváky jsou zapojeny na výtlaku napájecích čerpadel. Jsou vybaveny dodatkovými plochami srážeče přehřátí páry a podchlazovačem kondenzátu. Ohřívák slouží pro ohřívání napájecí vody parou z odběrů turbíny. Je zařazen v trase napájecí vody na výtlaku napájecích čerpadel. Kondenzát topné páry je řízeně odváděn z výměníku. Když je dosažena havarijní hladina, ohřívák je odstaven a napájecí voda je vedena obtokem. Výměník je vyroben s použitím nejmodernější technologie zaručující vysokou kvalitu a spolehlivost. Vrtání otvorů v trubkovnici je prováděno jednobřitým dutým vrtákem za použití chlazení a vyplachování vrtaného otvoru. Hlavní části výměníku jsou svařovány pod tavidlem na svařovacím automatu. Výměník je vybaven přístroji pro místní měření a oba prostory výměníku jsou vybaveny pojistným ventilem. - 5 -
PRÁCE NA SCHÉMATU Pro přehlednost a větší čitelnost ze schématu, se používá barevného rozlišení čar, kterými se značí potrubí. Tohle barevné značení je standardizováno pro použití ve společnosti Škoda Power a.s. Všichni si asi dokážeme představit ten nepořádek a nepřehlednost, kdyby si každý projektant značil zařízení dle jeho uvážení. S tím je spojené i barevné značení armatur dle procházejícího média. Zde uvádím značení potrubí dle proudícího média: Pára (červená) Parovzdušná směs (fialová) Vzduch (tmavě modrá) Komínková pára (žlutá) Ucpávková pára (oranžová) Kondenzát (tyrkys) Napájecí voda (světle modrá) Demi voda (modrá) Chladící voda (zelená) Regulační signál (světle zelená) Obrázek 7 : Přehled použitých značení armatur a zařízení - 6 -
Obrázek 8 : Schéma pára-voda - 7 -
Každý projektant má své jedinečné postupy, jak vytvářet své projekty, protože AutoCad nabízí široké spektrum postupů a modifikací jak dosáhnout kvalitního výsledku. Když se podíváte na tahy myší a používané ikony dvou projektantů, vždy najdete rozdíly, které ale nemají vliv na finální podobu projektu. A právě to dělá práci projektantů tak zajímavou a kreativní. Každý si může vybrat svůj vlastní styl kreslení, který mu vyhovuje a dosahuje s ním největší efektivnosti práce. Samozřejmě se musí dodržovat určité standarty a pravidla a to hlavně co se týče barev a tloušťce čar, ale jinak je na projektantovi jak bude finální výkres vypadat a jak bude upraven. Ale samozřejmě, že je cílem dělat výkresy co nejvíc přehledné a co nejjednodušší. Podepsané výkresy jsou vždy vizitkou daného pracovníka, proto se každý snaží odvést co nejprofesionálnější práci. Pracoval jsem se speciální nadstavbou pro tvorbu schémat vytvořenou týmem pracovníku ve Škoda Power. Pro objasnění této nadstavby zde uvedu příklad jak s nadstavbou pracovat. Ukázka je uvedena z vkládání armatur. Pro vkládání armatur zvolíme ikonu s požadovanou armaturou a následně nám vyběhne okno ve kterém vyplníme požadavky na danou armaturu. Poté se vyplní tabulka s atributy dané armatury Obrázek 9. : Vkládání armatur do schématu ZÁVĚR A DOPORUČENÍ Funkční schéma pára-voda bylo vytvořeno dle pravidel a standartů používaných ve společnosti Škoda Power, pro kterou také daná práce je určena. Obsahuje technický popis zařízení a vybavení strojovny a je doplněný o rozměrové náčrtky. Správně vypracované schéma je opravdu malinkatou součástí celého projektu, ale na jeho vypracování jsou závislé další dokumentace a výkresy. PODĚKOVÁNÍ Rád bych tímto poděkoval za pomoc a odborné vedení spolupracovníkům Škody Power a.s. ze sekce projekty. LITERATURA Podklady a materiály poskytnuty ve Škoda Power a.s ---------------------------- - 8 -