Эксплуатационные затруднения в работе сооружений и оборудования

6.2.1. Причинами осложнений при эксплуатации водозаборных сооружений являются:

неустойчивость речного русла, в результате чего может произойти отход основного потока от места расположения водоприемных сооружений;

большое количество взвешенных насосов в речной воде, что при отсутствии промежуточного отстойника вызывает забивание водоприемных и водоочистных устройств песком;

периодическое появление глубинного льда, в связи с чем покрываются льдом очистные решетки и сети и закупориваются, таким образом, входные окна водоприемников;

засорение водоприемных устройств плавающими предметами, щепой, водорослями и др.;

обрастание самотечных труб и других металлических частей ракушками, а также заиление самотечных труб;

несовершенство и неудовлетворительная работа затворов на входных окнах и трубах водоприемника.

6.2.2. В результате загрязнения водоочистных сооружений и оборудования, недостаточности сечения трактов водоснабжения, наличия в них воздуха в верхней части трубопровода и работы последнего неполным сечением часто происходит снижение уровня воды на водозаборе и повышение гидравлического сопротивления в подводящих магистралях. Загрязнение водоочистных сооружений вызывает увеличение высоты всасывания и напора насоса вследствие понижения уровня на стороне всасывания из-за потерь напора на всасывающем тракте.

Загрязнение напорных и сливных водоводов и оборудования с обрастанием циркуляционных трактов, загрязнением трубных досок и труб конденсаторов, сеток шарикоочистки, разбрызгивающих сопл, недоиспользование высоты сифона, заниженные диаметры трубопроводов приводят к увеличению напора и уменьшению подачи насосов.

6.2.3. Воздух в циркуляционные тракты попадает следующими путями:

остается в возвышенных частях водовода во время заполнения системы водой;

подсасывается через неплотности на участках, находившихся под разрежением;

вносится в сливные водоводы вместе с водой от вспомогательного оборудования.

6.2.4. Высота сифона уменьшается, как правило, вследствие повышенного гидравлического сопротивления сливных водоводов, неполного открытия их запорной арматуры, наличия воздуха в верхней части сливной водяной камеры конденсатора, увеличения уровня воды над переливным порогом сифонного сооружения при увеличении сбрасываемого расхода воды.

6.2.5. Для систем с прямоточным водоснабжением должно приниматься во внимание сезонное изменение уровня воды в реках, для систем с водохранилищами-охладителями — периодические предпаводковые сработки уровня в процессе водообмена. Это изменение может достигать 5-7 м, что существенно сказывается на положении рабочей точки по напорной характеристике насоса.

6.2.6. Для центробежных насосов неудовлетворительное состояние тракта циркуляционного водоснабжения с существенным увеличением напора, который должен создавать насос, может привести к выходу рабочей точки насоса за пределы оптимальной рабочей зоны, рекомендованной заводом, связанное с этим уменьшение подачи насоса вызовет снижение его КПД, ухудшение вакуума в конденсаторе турбины и соответствующее снижение экономичности турбогенератора и электростанции в целом, однако не приведет к существенному снижению надежности работы насоса.

6.2.7. Для насосов осевого и диагонального типов изменение напора за пределы рекомендованной заводом зоны характеристики может привести не только к потере экономичности турбины и электростанции в целом, но и к переходу режима насоса на нерабочую часть характеристики, что связано с резким уменьшением подачи насоса, с появлением стука, шума, вибрации, пульсации давления на выходе из насоса и колебания нагрузки. При продолжительной работе в таком режиме насос выходит из строя из-за поломок лопастей, повреждения направляющих подшипников и др.

6.2.8. Подача насосов уменьшается вследствие неудовлетворительного технического их состояния в основном из-за:

самопроизвольного сворачивания лопастей в результате повреждений механизма их поворота (повреждения гнезда, клапана подачи масла в маслопроводы, утечек в соединениях маслопроводов, протечек масла в гидроприводе, механических поломок в кинематике одной-двух лопастей, повреждений пружин, плохой притирки клапанов);

неодинакового положения лопастей рабочего колеса (отклонения углов более 0°30');

износа лопастей, камеры рабочего колеса (одновременно наблюдается снижение давления, развиваемого насосом);

увеличенного по сравнению с заводскими значениями зазора между камерой и рабочим колесом;

низкого качества изготовления лопастей, камеры рабочего колеса; задиров на обтекателе вала;

некачественного изготовления резиновых подшипников;

снижения напряжения на выводах электродвигателя насоса по сравнению с номинальным.

Подача насосов уменьшается также из-за недостатков в работе вращающихся сеток. Общими недостатками всех типов вращающихся сеток является ненадежность работы транспортных роликовых цепей, промывочных и очистных устройств.

У всех сеток при срабатывании шарнирных соединений цепей происходит их удлинение и провисание, что при несвоевременной подтяжке приводит к появлению свободных проходов воды в плоскости боковых уплотнений, ширина которых достигает 100 мм и более.

У сеток типа Т и ТН велики зазоры между секциями (10-15 мм на вертикальных участках и 20-25 мм на поворотах). У этих сеток применен принцип самоуплотнения секций. При износах шарнирных соединений возникает перекос секций, что приводит к их заклиниванию и нарушению самоуплотнения.

У сеток типа ТЛ эти недостатки отсутствуют благодаря жесткому креплению секций к транспортным цепям, но они требуют более эффективной работы промывочных и очищающих устройств, так как неудаленный с поверхности сетки мусор переносится в камеру чистой воды. Кроме того, на нижнем повороте по всей ширине сетки имеется зазор для прохода воды помимо сеточного полотна.

Существенно снимает надежность работы сеток применение деревянных рам для крепления полотен сит, которые быстро выходят из строя.

6.2.9. Возможными причинами превышения напора насоса над расчетными значениями являются:

засорение трубных досок и трубной системы конденсаторов, что приводит к увеличению их гидравлического сопротивления. При расчетном гидравлическом сопротивлении конденсатора 3,5-6 м вод. ст. увеличение напора насоса при загрязнении конденсатора, особенно засорения трубных досок, может достигать 2-3 м вод. ст.;

повышенное сопротивление водоочистных систем на входе воды в аванкамеру насосов, что связано с несвоевременной чисткой сороудерживающих устройств;

недоиспользование сифона в системах прямоточного водоснабжения и с водохранилищами-охладителями из-за неполного открытия запорного крана на сливе и скапливания воздуха в сливных водяных камерах конденсаторов с вертикальным разделением на первый и второй ход водяных камер и с нижним подводом и отводом охлаждающей воды, например конденсаторов турбин К-300-240 ЛМЗ.

Максимальное значение теоретического сифона в зависимости от отметок водяной точки сливной камеры конденсатора и уровня в сифонном колодце может составлять 8-8,5 м; однако, по указанным выше причинам нередко разрежение составляет 5-6 м вод. ст., что соответственно на 2-3 м вод. ст. увеличивает напор, который должен развивать насос.

6.2.10. В связи с изменением гидрологических условий источника водоснабжения могут изменяться и пределы сезонного изменения уровня воды в источнике, что из-за увеличения геодезической высоты подъема воды приводит к увеличению напора, который должен развивать насос. При этом может оказаться необеспеченным также допустимый кавитационный запас на входе в насос, предусмотренный заводской характеристикой насоса.

6.2.11. При наличии в схеме циркуляционного водоснабжения градирен повышенное гидравлическое сопротивление тракта часто вызывается загрязнением трубопроводов водораспределительной системы и сопл, уменьшением их проходного сечения, а также неполным открытием задвижек на напорных водоводах.

6.2.12 Причиной повышенного гидравлического сопротивления тракта циркуляционной воды может быть наличие в охлаждающей воде взвешенных частиц, ила, органических веществ. Выпадение взвешенных частиц на различных участках водовода (на поворотах, в местах отводов) приводит к сужению сечения и увеличению гидравлического сопротивления.

6.2.13. В работе градирен имеются следующие недостатки:

неудовлетворительное состояние оросительного устройства — отсутствие или поломка щитов, выпадение деревянных, асбестоцементных или пластмассовых блоков, отклонение асбестоцементных листов от строго вертикального положения, отступления в конструкции оросителя от проекта, образование карбонатных отложений на листах оросителя, уменьшающих расстояние в свету между ними. Наиболее часто встречающимся дефектом является наличие проемов в периферийной зоне оросителя, примыкающего к вытяжной башне, шириной до 2 м по всему периметру из-за не установленных при строительстве или реконструкции градирен блоков, либо разрушения оросителя в этих местах в результате обледенения. Последнее имеет место при отсутствии либо неисправности противообледенительного устройства, или, что часто имеет место, несвоевременного прикрытия воздухо-входных окон в холодное время года и поступления холодного воздуха в подоросительное пространство;

низкая гидравлическая нагрузка из-за нарушения технологического режима работы, недостаточная поверхность охлаждения из-за неудовлетворительного состояния оросителя, его несовершенной конструкции, а также несоответствия условий работы градирни обслуживающему его теплосиловому оборудованию;

неравномерное распределение воды по площади орошения вследствие отсутствия либо засорения сопл в отдельных зонах, их несовершенной конструкции; несоответствие фактического напора воды конструкции сопла; дефекты при проектировании и монтаже трубопроводов водораспределения, включая отметку их установки; наличие неорганизованных течей. При лотковом водораспределении — из-за перекоса лотков и неравномерного их заполнения водой; неудовлетворительной центровки разбрызгивающих тарелочек относительно сливных насадок; засорения насадков и лотков;

наличие неплотностей в вытяжной башне, что вызывает частичный срыв тяги;

обледенение воздуховходных окон из-за отсутствия либо неудовлетворительного состояния или конструкции противообледенительного устройства. Наиболее характерным недостатком является отсутствие механизмов фиксации поворотных щитов, что летом из-за их отступления от строго горизонтального положения приводит к частичному прикрытию воздуховходных окон, а это ограничивает поступление наружного воздуха в градирню, ухудшая охладительный эффект; отсутствие водоотводящего козырька;

недостаточное охлаждение вентиляторными градирнями вследствие установки лопастей вентиляторов на угол, отличающийся от заводской характеристики, заниженной частоты вращения, неудовлетворительной конструкции вентиляторов.

6.2.14. В работе водохранилищ-охладителей имеются следующие недостатки:

зарастание водной растительностью, что приводит к образованию застойных зон и ухудшает охлаждающую способность. Кроме того, водная растительность, попадая к водозаборным сооружениям, забивает очистные сетки водоприемников и загрязняет поверхность трубы конденсаторов турбин. Интенсивность зарастания водохранилищ зависит от их глубины, колебания горизонтов воды, видов грунта, химического состава воды и температурного режима;

нарушения в работе струенаправляющих и струераспределительных сооружений, формирующих транзитный поток, что в значительной степени сокращает площадь активной зоны и, соответственно, использование площади водохранилища в качестве охладителя;

неправильное распределение расходов теплой воды по сбросным клапанам, в результате чего нарушается неравномерность тепловой нагрузки на различных зонах водохранилища-охладителя. Это происходит в основном при останове отдельных турбин в ремонт либо реконструкцию без перераспределения сброса воды в каналы от оставшихся работающих агрегатов;

заиление водохранилищ-охладителей в результате переработки берегов волновым воздействием, смыва почвы с прибрежных зон, отложений влекомых водой частиц;

размещение в зоне транзитного потока садкового рыбного хозяйства, что способствует его зарастанию верхней водной растительностью и уменьшению активной зоны;

проектные недоработки в части расположения водосбросных, водозаборных и струенаправляющих сооружений, ошибки в выборе схем циркуляции, недостаточная проработка вариантов расположения водохранилища-охладителя;

нарушения в работе глубинных водозаборов в части забора нижних холодных слоев воды без подсоса верхних слоев более теплой воды с выбором оптимальной скорости, учитывающей возможность заиления и засорения входных окон, щелей, а также к снижению уровня воды на стороне всасывающих насосов.

6.2.15. В работе брызгальных устройств имеют место следующие недостатки:

недостаточное давление воды перед соплами из-за изменения режима работы насосов;

большой перепад температур воды из-за увеличения тепловой нагрузки и недостаточной подачи насосов;

неудовлетворительная компоновка сопл из-за завышенной плотности орошения;

неудачное расположение брызгального бассейна по отношению к господствующему летом ветру, расположенным вблизи зданиям и сооружениям, рельефу местности;

большая ширина бассейна при правильном его расположении;

недостаточные воздушные коридоры между соплами по длине и ширине бассейна;

неудовлетворительная конструкция или низкое качество изготовления разбрызгивающих сопл;

загрязнение сопл или коррозия их внутренних поверхностей, искажающая форму водяного факела.

На практике приходится сталкиваться обычно с одновременным действием нескольких из указанных причин. Поэтому при разработке мероприятий по улучшению работы охладителей следует в первую очередь добиваться необходимого эффекта путем применения простейших из них, дающих часто весьма положительные результаты, и лишь затем переходить к мероприятиям, связанным с серьезной реконструкцией охладителей и системы технического водоснабжения, требующим, как правило, больших капитальных вложений и материальных затрат.