Остановка
Надежность может понизиться не только вследствие частых остановок и последующих пусков оборудования из-за влияния такого режима на малоцикловую долговечность, но и вследствие несоблюдения правил принудительного (ускоренного) расхолаживания, которое обычно применяется при остановках.
Существенное влияние на маневренность энергооборудования ТЭС оказывают характеристики естественного остывания основных его элементов (
Так, при остановке парового котла на период более суток он при естественном остывании практически полностью теряет аккумулированную теплоту, несмотря на меры по консервации его пароводяного и газовоздушного трактов, а температура самых горячих его узлов (выходные пакеты пароперегревателя, ширмы) становится меньше 120—140 °С уже через 40—48 часов после остановки. Для современных мощных паровых турбин характерны еще большие промежутки времени, в течение которых происходит их естественное остывание после остановки. Это вызвано значительной металлоемкостью корпусов и других деталей турбины, имеющих большие габариты и толщину, а также внедрением более совершенной тепловой изоляции с высокой теплоемкостью и улучшенной конструкцией. Значительную роль играют высокие параметры пара, при которых турбина работает под нагрузкой, а также конструктивное исполнение ее корпусов, например двухстенное, при котором особенности теплообмена между внутренней и наружной стенкой способствуют увеличению продолжительности остывания. Эти особенности объясняются ограниченностью передачи теплоты к наружной стенке за счет теплопроводности. При этом основную роль начинает играть теплообмен за счет излучения и конвекции, который значительно менее эффективен.
В результате естественное остывание турбин от номинальной рабочей температуры до верхней границы «холодного» состояния (150 °С) продолжается довольно долго. Так, ЦВД турбины К-200-130 остывает от 4 до 5 суток, ЦВД турбины К-300-240 — 7—8 суток, ЦСД той же турбины — 80 часов и т. д.
На рисунках ниже показан ход охлаждения элементов котла, элементов турбины и паропроводов после их остановки. Для иллюстрации темпов остывания в таблице приводятся температуры элементов турбины в различные моменты после ее остановки.
Неравномерное остывание отдельных узлов остановленного оборудования приводит к необходимости применения специальных схем и режимов, чтобы исключить чрезмерные температурные напряжения в энергооборудовании при его последующем пуске. С одной стороны (чтобы «смягчить» недопустимое рассогласование температур отдельных элементов котлов и в особенности турбин), применяют средства, влияющие на темп остывания: высококачественную тепловую изоляцию с включением в ее конструкцию элементов, аккумулирующих теплоту, терморегуляторы для поддержания заданных температур и др.
С другой стороны, используют технологические приемы, сближающие температурный режим сопряженных деталей оборудования при рассогласовании их исходных температур: предварительный прогрев более остывших элементов, тонкое регулирование температуры и расхода пара, поддержание оптимальной разности температуры пара и металла.
Существуют большие возможности для сближения характеристик остывания элементов оборудования и для расширения диапазона предпусковых состояний без предварительного прогрева отдельных участков схем.
Технология остановки энергооборудования зависит от причины остановки и от того теплового состояния, в котором оно будет находиться во время простоя (более подробно об этом читайте в статье —
Оборудование не расхолаживают и, наоборот, стремятся сохранить его температурное состояние, прибегая к тепловой консервации, в тех случаях, когда выводят его в горячий резерв или когда необходимы внеплановые ремонтные работы, не связанные с тепловым состоянием оборудования.
Наконец, при внешних авариях в энергосистеме, вызвавших действие технологических защит по остановке блока, например при отключении его генератора, стремятся сохранить блок в работе, переводя его в режим питания собственных нужд или в режим холостого хода и расчете теплозащитных характеристик здания.