Способ устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов с несколькими смесительными камерами
METHOD FOR TROUBLESHOOTING THE OPERATION OF NOZZLES OF WATER JET EJECTORS WITH SEVERAL MIXING CHAMBERS

Область техники
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано, в частности, для устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов, содержащих несколько смесительных камер, на тепловых электростанциях (ТЭС).
Уровень техники
На ТЭС используются различные водоструйные эжекторы с целью поддержания вакуума в деаэраторах и конденсаторах паровых турбин, а также с целью создания пускового вакуума в турбинах, насосных системах и многоступенчатых эжекторных установках. При этом важными задачами являются поддержание сопел водоструйных эжекторов в работоспособном состоянии и своевременное выявление и устранение неисправностей в их работе.
Известен принятый в качестве прототипа заявляемого изобретения способ устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов, заключающийся в том, что к приемной камере эжектора подключают манометр, после чего в процессе работы эжектора осуществляют измерение давления всасывания с помощью указанного манометра, и при увеличении давления всасывания по сравнению с нормативным значением осуществляют очистку сопел эжектора (РД 34.30.402-94 от 28.12.1994, Методические указания по испытаниям, выбору производительности, наладке и эксплуатации водоструйных эжекторов конденсационных установок паровых турбин тепловых электростанций, пункты 6.2, 6.8.1 (далее - [1])).
Недостаток известного из [1] способа устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов заключается в невозможности выявления с помощью манометра, подключенного к приемной камере водоструйного эжектора, содержащего несколько смесительных камер, в какой именно из смесительных камер имеется неисправность в работе сопел, установленных на входе в каждой из указанных камер. Данное обстоятельство вызывает необходимость в дополнительном обследовании сопел каждой из смесительных камер в отдельности.
Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение возможности выявления и устранения неисправностей в работе сопел каждой из нескольких смесительных камер водоструйного эжектора в отдельности, а техническим результатом - обеспечение возможности измерения температуры внешней поверхности боковой стенки каждой из нескольких смесительных камер на середине длины ее выходной части, выступающей из приемной камеры водоструйного эжектора, с целью выявления и устранения неисправностей в работе сопел каждой из смесительных камер в отдельности.
Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата обеспечивается тем, что способ устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов, заключается в том, что к водоструйному эжектору, содержащему установленные внутри его приемной камеры как минимум две смесительные камеры со сквозными отверстиями в их боковых стенках для прохождения эжектируемой среды, на входе в каждую из которых установлено как минимум одно сопло, а на выходе - диффузор, присоединяют датчики температуры путем их прикрепления к внешней поверхности боковой стенки каждой из указанных смесительных камер на середине длины ее выходной части, выступающей из приемной камеры. После чего в процессе работы водоструйного эжектора с помощью указанных датчиков температуры осуществляют измерение усредненной по заданному промежутку времени температуры внешней поверхности боковой стенки каждой из смесительных камер на середине длины ее выходной части, выступающей из приемной камеры. При отклонении значения усредненной по заданному промежутку времени температуры внешней поверхности боковой стенки как минимум одной из смесительных камер на середине длины ее выходной части, выступающей из приемной камеры, от заданного значения температуры на заданную величину отклонения осуществляют останов работы эжектора с последующим устранением неисправностей сопел в каждой из смесительных камер, у которой измеренное значение усредненной по заданному промежутку времени температуры внешней поверхности боковой стенки на середине длины ее выходной части, выступающей из приемной камеры, отклоняется от заданного значения температуры на заданную величину отклонения.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Поступающая в приемную камеру водоструйного эжектора эжектируемая паровоздушная смесь попадает в каждую из нескольких смесительных камер эжектора через сквозные отверстия в их боковых стенках, откуда она уносится водой, поступающей через сопла в каждую из нескольких смесительных камер. При этом в процессе работы эжектора температура боковых стенок его смесительных камер должна находиться на требуемом уровне в случае отсутствия неисправностей эжектора. Путем прикрепления датчиков температуры к внешней поверхности боковой стенки каждой из указанных смесительных камер на середине длины ее выходной части, выступающей из приемной камеры, осуществляется измерение усредненной по заданному промежутку времени температуры внешней поверхности боковой стенки каждой из смесительных камер в отдельности. При отсутствии неплотностей у эжектора и отсутствии неисправностей насоса, перекачивающего воду, поступающую через общий раздающий коллектор в сопла каждой из смесительных камер, отклонение значения усредненной по заданному промежутку времени температуры внешней поверхности боковой стенки как минимум одной из смесительных камер на середине длины ее выходной части, выступающей из приемной камеры, от заданного значения температуры на заданную величину отклонения свидетельствует о неисправности сопел как минимум одной из смесительных камер. Установка датчиков температуры на середине длины выходной части каждой из смесительных камер, выступающей из приемной камеры, обусловлена необходимостью равноудаленного расположения датчиков температуры от приемной камеры, в которую поступает паровоздушная смесь, и выходной камеры с диффузорами, в которые поступает паровоздушная смесь вместе с поступающей через сопла водой из смесительных камер эжектора. Поскольку, несмотря на отсутствие прокачки воды через неисправные сопла одной из смесительных камер будет осуществляться теплообмен между паровоздушной смесью, находящейся в приемной камере эжектора, и начальным участком части указанной смесительной камеры, выступающей из приемной камеры, а также будет осуществляться теплообмен между паровоздушной смесью вместе с водой, находящимися в выходной камере с диффузорами, и конечным участком части указанной смесительной камеры, выступающей из приемной камеры, таким образом, оказывая влияние на температуры внешней поверхности боковой стенки на начальном и конечном участках части указанной камеры, выступающей из приемной камеры. В случае выявления неисправности сопел в как минимум одной из смесительных камер, прежде всего, осуществляют останов эжектора с последующей чисткой указанных сопел, через открытый люк обслуживания раздающего коллектора с помощью щетки. После чистки сопел осуществляют повторный пуск эжектора. В случае не устранения неисправности сопел после их чистки через открытый люк обслуживания снова осуществляют останов эжектора с последующим демонтажем плоских пластинок с неисправными соплами, установленными на входе смесительных камер, и устранением неисправности указанных сопел.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен водоструйный эжектор в аксонометрической проекции с присоединенными к нему датчиками температуры. На фиг. 2 изображен водоструйный эжектор в аксонометрической проекции с отсоединенным раздающим коллектором и без диффузоров. На фиг. 3 изображен вид сверху водоструйного эжектора с отсоединенным раздающим коллектором и без диффузоров. На фиг. 4 изображен вид водоструйного эжектора с отсоединенным раздающим коллектором и без диффузоров в сечении А-А. На фиг. 5 изображен вид водоструйного эжектора с отсоединенным раздающим коллектором и без диффузоров в сечении Б-Б. На фиг. 6 изображена схема работы водоструйного эжектора с присоединенными к нему датчиками температуры.
Описание позиций чертежей
1 - раздающий коллектор;
2 - трубопровод для подвода паровоздушной смеси;
3 - трубопровод для подвода воды;
4 - люк обслуживания;
5 - приемная камера;
6 - цилиндрические части для подвода воды;
7 - цилиндрические части для приема паровоздушной смеси;
8 - выходные цилиндрические части;
9 - дистанционирующие элементы;
10 - датчики температуры;
11 - цилиндрические пластинки;
12 - сопла;
13 - продольные отверстия;
14 - круглые отверстия;
15 - диффузоры;
16 - регулятор.
Осуществление изобретения
Ниже приведен частный пример конструкции водоструйного эжектора, содержащего несколько смесительных камер, с прикрепленными к нему датчиками температуры и осуществления способа устранения неисправностей в работе сопел указанного водоструйного эжектора.
В данном примере водоструйный эжектор содержит выполненный из нержавеющей стали AISI-316 цилиндрический раздающий коллектор 1, содержащий трубопровод для подвода воды 3 и люк обслуживания 4. При этом раздающий коллектор 1 присоединен с помощью фланцевого соединения с уплотнением к выполненной из нержавеющей стали AISI-316 приемной камере 5 эжектора, содержащей трубопровод для подвода паровоздушной смеси 2. Причем эжектор также содержит четыре смесительные камеры, выполненные из нержавеющей стали AISI-316. Каждая из указанных смесительных камер разделена на последовательные части: цилиндрические части для подвода воды 6, цилиндрические части для приема паровоздушной смеси 7 и выходные цилиндрические части 8. Четыре смесительные камеры продеты через цилиндрические отверстия в торцевых стенках приемной камеры 5 и приварены к ним. При этом цилиндрические части для подвода воды 6 расположены внутри раздающего коллектора 1, цилиндрические части для приема паровоздушной смеси 7 расположены внутри приемной камеры 5, а выходные цилиндрические части 8 являются выходными частями смесительных камер, выступающими из приемной камеры 5. Причем указанные выходные цилиндрические части 8, выступающие из приемной камеры 5, продеты в цилиндрические отверстия выполненных из нержавеющей стали AISI-316 дистанционирующих элементов 9, выполненных в виде плоских пластинок, и приварены к ним. Датчики температуры 10 прикреплены к внешней поверхности боковой стенки каждой из указанных четырех смесительных камер на середине длины ее выходной части, представляющей собой выходную цилиндрическую часть 8, выступающую из приемной камеры 5, по одному датчику температуры 10 на каждую из указанных стенок. В качестве датчиков температуры использовались четыре датчика ТПС 308-100/5000-100М/В-4-П. Четыре цилиндрические пластинки 11, выполненные из нержавеющей стали AISI-316, прикручены с помощью болтов к торцевым стенкам цилиндрических частей для подвода воды 6. При этом каждая из указанных четырех цилиндрических пластинок 11 содержит по девять сопел 12, выполненных в виде сквозных цилиндрических отверстий. Каждая из цилиндрических частей для приема паровоздушной смеси 7 содержит продольные отверстия 13 и круглые отверстия 14. При этом к концу каждой из выходных цилиндрических частей 8, выступающих из приемной камеры 5, с помощью фланцевого соединения прикреплен диффузор 15, соединенный с выходной камерой (на фиг. не показана) (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5).
Способ устранения неисправностей в работе сопел применительно к приведенному выше водоструйному эжектору осуществляется следующим образом.
В процессе работы эжектора через трубопровод для подвода воды 3 вода поступает в раздающий коллектор 1, после чего вода через сопла 12 поступает в цилиндрические части для подвода воды 6, из которых она попадает в цилиндрические части для приема паровоздушной смеси 7, размещенные внутри приемной камеры 5. При этом паровоздушная смесь поступает через трубопровод для подвода паровоздушной смеси 2 в приемную камеру 5 и затем попадает в цилиндрические части для приема паровоздушной смеси 7 через продольные отверстия 13 и круглые отверстия 14. Из цилиндрических частей для приема паровоздушной смеси 7 указанная паровоздушная смесь уносится водой через выходные цилиндрические части 8 и диффузоры 15 в выходную камеру.
В данном примере температура паровоздушной смеси в приемной камере составляла 35°С. Регистрируемая с помощью датчиков температуры 10, подключенных к регулятору 16, усредненная по выбранному промежутку времени температура внешней поверхности боковой стенки каждой из четырех смесительных камер на середине длины ее выходной цилиндрической части 8 составляла 7°С при исправной работе всех сопел 12. Таким образом, для данного режима работы заданное значение температуры внешней поверхности боковой стенки каждой из четырех смесительных камер на середине длины ее выходной цилиндрической части 8 составляет 7°С. При этом температура внешней поверхности боковой стенки каждой из четырех смесительных камер на середине длины ее выходной цилиндрической части 8 в процессе работы эжектора в данных условиях должна находиться в диапазоне 4÷10°С, то есть в данном случае заданная величина отклонения температуры от ее заданного значения составляет ±3°С. В процессе работы эжектора измеряемая с помощью датчика 10 температура внешней поверхности одной из боковых стенок выходной цилиндрической части 8 повысилась до 14°С, после чего был осуществлен останов эжектора путем переключения на запасную линию с установленным на ней запасным эжектором. После останова эжектора через люк обслуживания 4 с помощью щетки была произведена чистка сопел 12 цилиндрической пластинки 11, установленной на входе цилиндрической части для подвода воды 6 смесительной камеры, у которой температура внешней поверхности боковой стенки выходной цилиндрической части 8 на середине ее длины повысилась до 14°С. После завершения чистки вышеуказанных сопел 12 был осуществлен повторный пуск эжектора путем обратного переключения с запасной линии. В результате в процессе работы эжектора после его повторного пуска температура выходной цилиндрической части 8, у которой температура внешней поверхности боковой стенки на середине ее длины была повышена до 14°С, понизилась до 7°С. При этом в случае не устранения неисправности сопел 12 после их чистки следует снова осуществить останов эжектора с последующим демонтажем плоских цилиндрических пластинок 11 с неисправными соплами 12, установленными на входе цилиндрических частей для подвода воды 6, и устранением неисправности указанных сопел 12, путем их дополнительной чистки.
Установка датчиков температуры 10 на внешней поверхности боковой стенки каждой из указанных смесительных камер на середине длины ее выходной части, представляющей собой выходную цилиндрическую часть 8, выступающую из приемной камеры 5, обусловлена необходимостью равноудаленного расположения датчиков температуры 10 от приемной камеры 5, в которую поступает паровоздушная смесь, и выходной камеры с диффузорами 15, в которые поступает паровоздушная смесь вместе с поступающей через сопла 12 водой из смесительных камер эжектора. Поскольку, несмотря на отсутствие прокачки воды через неисправные, в данном случае засоренные, сопла 12 одной из смесительных камер будет осуществляться теплообмен между паровоздушной смесью, находящейся в приемной камере 5, и начальным участком выходной цилиндрической части 8, выступающей из приемной камеры 5, а также будет осуществляться теплообмен между паровоздушной смесью вместе с водой, находящимися в выходной камере с диффузорами 15, и конечным участком выходной цилиндрической части 8, выступающей из приемной камеры 5, таким образом, оказывая существенное влияние на температуры внешней поверхности боковой стенки на начальном и конечном участках выходной цилиндрической части 8, выступающей из приемной камеры 5.
Таким образом, приведенный выше пример осуществления способа устранения неисправностей в работе сопел 12 применительно к вышеуказанному водоструйному эжектору обеспечивает выявление и устранение неисправностей в работе сопел 12 каждой из смесительных камер в отдельности.
Промышленная применимость
Способ устранения неисправностей в работе сопел водоструйных эжекторов согласно заявляемому изобретению отвечают условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области теплоэнергетики.