20

Protectiile circuitului combustibil - gaze naturale: 1) Presiune scazuta a gazului natural

Rol: Protectia instalatiei in cazul stingerii accidentale a flacarii

Consecinte: Pierderi de vieti omenesti, stingerea flacarii la arzatoarele pe gaz, acumulare de gaze naturale in focar

Frecventa de aparitie: Medie

2) Presiunea minima a gazelor naturale aferente Grupei I: Rol: Protejarea arzatoarelor pe gaze aferente Grupei I impotriva presiunii scazute a

gazelor naturale

Consecinte: Stingerea flacarii la arzatoarele pe gaz a Grupei I rezultand reducerea corespunzatoare a sarcinii cazanului

Frecventa de aparitie: Medie

3) Presiunea minima a gazelor naturale aferente Grupei II:

Rol: Protejarea arzatoarelor pe gaze aferente Grupei II impotriva presiunii scazute a gazelor naturale

Consecinte: Stingerea flacarii la arzatoarele pe gaz a Grupei II rezultand reducerea corespunzatoare a sarcinii cazanului

Frecventa de aparitie: Medie

4) Presiunea minima a gazelor naturale aferente Grupei III: Rol: Protejarea arzatoarelor pe gaze aferente Grupei III impotriva presiunii scazute a

gazelor naturale

Consecinte: Stingerea flacarii la arzatoarele pe gaz a Grupei III rezultand reducerea corespunzatoare a sarcinii cazanului

Frecventa de aparitie: Medie

In cazul in care ventilele de izolare gaze ale arzatoarelor unei grupe conduce la

deschiderea aerisirii corespunzatoare.

3. Turbina cu abur

Subsistemul are rolul de a capta energia aburului sub forma unui moment de rotatie.

Functionarea acesteia depinde de existenta elementelor specializate care furnizeaza

transferul energiei sub forma de abur catre turbina. Apa din cazan este adusa la o anumita

presiune si temperatura pentru functionarea turbinei conform specificatiilor tehnice.

3.1 Prezentare generala

Turbina cu abur este compus din trei corpuri : CIP - Corpul de nalt presiune, CMP - Corpul de medie presiune i CJP - Corpul de joas presiune.

21

Dup trecerea aburului prin cazan, acesta este direcionat catre ventilul de nchidere rapid, iar mai apoi ctre ventilele de reglare ale CIP (Corpul de nalt presiune).

n incinta CMP (Corpul de medie presiune) se face destinderea aburului si astfel se ajunge din regim de nalt presiune la unul de joas presiune.

Exista o diferenta intre aburul pentru termoficarea industriala si cea urbana. Prima are

o presiune mai ridicata (13 3 ata) iar cea de-a doua, mai scazuta, avand valoarea de 1,2 (+1,3; -0,5) ata.

O parte din aburul prezent este reciclat n sensul recirculrii acestuia pentru alimentarea suprancalzitoarelor (PIP1, PJP3). De asemenea, este prevazut o conduct care direcioneaz abur pentru alimentarea Degazorului de 6 ata.

n cadrul CJP (Corpul de joas presiune), aburul continu destinderea pn la presiune condensatorului.

Circuitul de ungere si reglaj

Transportarea uleiului de ungere pana in stuturile de legatura ale lagarelor turbinei si

generatorului se face cu ajutorul acestui circuit.

Componentele circuitului:

Pompa principala de ulei

Electropompa de curent continuu

Electropompa de curent alternativ

Armaturi

Racitoare de filtre de ulei

Electropompa de pornire

Electropompa de pornire IP (Inalta Presiune) asigura uleiul de ungere a lagarelor

turbinei si generatorului precum si uleiul de reglaj pentru actionarea virorului,

servomotoarelor.

Pompa principala de ulei asigura intotdeauna uleiul de ungere si reglare. Aceasta se

amorseaza doar in cazul turbinei, cand aceasta ajunge la 2900 rot/min.

In cazul opririi turbinei sau in timpul functionarii in viror, uleiul necesar ungerii

lagarelor este asigurat de catre electropompa de ungere de curent alternativ. Daca nu exista

tensiune alternativa, ungerea lagarelor se realizeaza de catre pompa de ungere de curent

continuu.

3.2 Protectia turbinei

Protecia elementelor componente are rolul de a asigura funcionarea n parametrii normali a proceselor, precum i de a preveni pierderile materiale sau de viei omeneti n urma situaiilor periculoase care pot s apar datorit modificrilor aduse intenionat sau nu asupra proceselor i elementelor constitutive.

22

In functie de gravitatea evenimentului care se produce, exista diferite strategii de

combatere a consecintelor ce pot sa apara. De cele mai multe ori este urmata o structura

formata din : Detectie, Alarma si Protectie.

Detectia defectiunilor reprezinta primul pas in protejarea intregului sistem si a proceselor

tehnice existente. O data cu identificarea unei anormalitati, procesul sau componenta afectata

trebuie readusa in parametrii normali de functionare pentru prevenirea avariilor sau

destabilizarea sistemului.

Alarma are rolul de a avertiza operatorii in legatura cu comportamentul anormal care

poate sa apara in cazul diferitelor evenimente neasteptate. Exista mai multe tipuri de alarme in

functie de scopul in care sunt folosite. De cele mai multe ori, alarmele trebuie sa fie oprite de

catre operator printr-o actiune specifica. Prin aceasta modalitate se certifica faptul ca

operatorul a luat la cunostiinta defectiunea aparuta.

Actiunea principala pe care o poate realiza un sistem de protectie si comanda este aceea

de a izola partea ansamblului tehnologic care a intampinat probleme pentru ca restul

componentelor centralei termoenergetice se continue functionarea. Ideea de baza a acestor

sisteme este ca ele nu pot realiza oprirea completa a semnalelor eronate ci doar pot limita

zona de influenta a acestora.

Cele mai importante caracteristici ale sistemului de actionare sunt reprezentate de:

Fiabilitate: circuitele de comanda in cazul sistemului de protectie trebuie sa ramana

inactive perioade lungi de timp pana cand are loc o avarie, dar atunci

cand se intampla, este vital ca circuitul sa raspunda corect si in cel mai scurt timp

Selectivitate: fiecare circuit trebuie sa opereze doar in conditiile unei avarii si doar

pentru actiuni specifice

Sensibilitate: echipamentul de comanda trebuie sa fie suficient de sensibil pentru a

sesiza momentul exact in cazul in care procesul tehnologic controlat iese din

parametrii normali de functionare

Viteza: pentru realizarea actiunilor necesare in cazul unei situatii cu risc ridicat de

avarii, circuitele de actionare trebuie sa posede o coordonare bine definita, realizata la viteze

indeajuns de ridicate

Protectia elementelor constitutive si a stabilitatii sistemului are un rol central in

functionarea normala a oricarei instalatii sau complex de instalatii tehnologice. Obiectivele

principale ale acesteia sunt prevenirea sau minimizarea avariilor, mentinerea sigurantei pentru

operatorii umani, cresterea stabilitatii sistemului si a proceselor tehnologice.

Sistemul de protectieare rolul de a declansa oprirea automata a turbinei in cazul unor

conditii de lucru considerate periculoase de catre personalul specializat.

Protectia turbinei este realizata cuajutorul unor circuite logice, care actioneaza asupra

VIR-ului (Ventil de Inchidere Rapida), cu scopul de a intrerupe alimentarea cu abur de la

cazan.

Exista doua moduri in care o turbina poate fi oprita prin declansarea VIR-

ului:

1) Declansarea VIR-ului (Ventil de Inchidere Rapida) cu impuls mecanic :

23

Exista doua metode:

a) Prin apasarea unui buton de declansare (Localizat in partea din fata a turbinei, pe cutia lagarului 1)

b) Realizata automat de catre percutoarele (dispositive de siguranta la ambalarea turbinei) localizate pe arborele masinii, in cazul in care se depaseste turatia

maxim admisa

2) Oprirea VIR (Ventil de Inchidere Rapida) prin intermediul bobinei de declansare (se poate face manual sau automat) in urmatoarele cazuri:

Nivel colector ulei > MAX

Temperatur abur dreapta > MAX

Nivel detector lichid > MAX

Temperatur abur dreapta < MIN

Presiune diferentiala ulei > MAX

Deplasare axial > MAX

Puritate sczuta hidrogen

Dilatare relativ > MAX

Buton de avarie neacionat

Turaie turbin > MAX

Vibraii turbin > MAX

Presiune ulei ungere < MIN

Temperatur abur stnga > MAX

Vid condensator sczut

Temperatur abur stnga

24

Frecventa de aparitie: Mica

2) Temperatur crescut abur la intrarea n turbin

Cauze: Functionarea necorespunzatoare a sistemului de injectie al cazanului produce cresterea temperaturii aburului, afectand componentele turbinei

Efecte: a) frecri n labirinii de etanare i de randament, cu efecte similare ca n

cazul scderii temperaturii si dilatarea relativ pozitiv mrita, ce produce mpingeri axiale anormale

b) schimbarea structurii materialului componentelor turbinei, cu efect direct asupra duratei de via normat a acesteia

Frecventa de aparitie: Mica

3) Vid nrutait n condensator

Cauze: a) debit de ap de rcire la condensator insuficient b) neetaneiti la condensatorul turbinei i la circuitele care vin n

condensator (purje, condensat, etc)

c) funcionare defectuoas a instalaiei de meninere a vidului d) evile schimbtoare de cldur din condensator prezinta depuneri pe

interior

Consecinte : Inclzirea CJP (Corp de Joasa Presiune) al turbinei, fapt ce conduce la dezalinierea arborilor rotorici i n final la apariia de vibraii

Frecventa de aparitie: Foarte mica

4) Presiune ulei ungere sczut

Cauze: Numai la spargerile conductei de ulei

Efecte: Frecri ntre componentele rotorice i statorice ale turbinei i apariia de vibraii, avarierea lagrelor turbogeneratorului

Frecvena de apariie: Foarte mic

5) Deplasare axial maxim

Cauze: a) In situaiile de variaii brute de sarcin (ncrcri / descrcri cu viteze

peste limita admis); b) In cazul depunerilor de sruri n circuitele turbinei datorit parametrilor

chimici necorespunztori ai aburului (pH, conductivitate, SiO2, Fe i O2);

25

Consecinte: Consumarea compoziiei lagrului axial, respectiv, consumarea jocurilor axiale rotor / stator, avnd ca efect apariia de frecri n lagrele axiale ale turbinei

Frecventa de aparitie: Foarte mica

6) Dilatarea relativ

Cauze: a) La pornirea turbinei, cnd rotorul se dilat spre plus (spre viror) peste

valorile normale (din cauza sensibilitatii mai ridicate a acestuia in

comparatie cu carcasa)

b) La scderi brute de temperatur rotorul se rcete primul, carcasa ramnnd mai cald, rezultnd dilatri spre minus (spre VIR);

Consecine: ambele situaii conduc la apariia de frecri n labirinii turbinei;

Frecvena de apariie: Mic

7) Vibraiile

Cauze: a) Descresteri brute sau lente ale temperaturii aburului, respectiv a

rotorului turbinei

b) Ruperea de buci din paletele turbinei; c) Din cauza funcionrii incorecte a sistemului de purje poate aparea o

incalzire neuniforma a turbinei

Efecte: In aceste cazuri apar fie dezechilibrri ale rotorului, fie ncovoierea acestuia, ceea ce conduce la vibraii i respectiv frecri n turbina i la posibilitatea distrugerii lagrelor acesteia

Frecventa de aparitie: Mica

8) Turaia turbinei Cauze:

a) Aruncri de sarcin fr ca sistemul de reglaj s acioneze corect

b) Blocri organe de protecie ale turbinei cnd calitatea aburului nu este corespunztoare chimic, n acest caz pot aprea depuneri de saruri n zona tijelor ventilelor i a segmenilor de etanare, care pot bloca

c) Inchiderea complet a organelor de reglare i protecie. Pentru evitarea acestei situaii, tubina este prevzut cu o schem de ncercare a proteciilor, care verific periodic mobiliatea organelor de reglare i protecie.

Consecinte: distrugerea turbogeneratorului i posibile vtmri corporale

Frecvena de apariie: foarte mic.

26

9) Nivel crescut n colectorul de ulei hidrogen Cauze: etanri slbite ale circuitului de rcire a generatorului

Consecinte: deteriorare izolaie electric generator

Frecvena de apariie: mic

10) Nivel maxim ulei n detectorul de lichid Cauze: prezena umezeal crescut n hidrogen

Consecinte: nrutirea procesului de rcire a generatorului i deteriorarea izolaiei electrice a acestuia

Frecvena de apariie: Mic

11) Presiune diferenial maxim ulei hidrogen Cauze: Diferena de presiune ntre uleiul de etanare i hidrogen se menine cu

un regulator. Presiunea uleiului de etanare trebuie meninut mai mare fa de cea a hidrogenului, ntr-o proporie de 0,18 0.25

Consecinte: In afara aceastor limite este posibil ieirea hidrogenului n exteriorul carcasei generatorului, existnd pericol de explozie sau ptrunderea uleiului de etanare n carcasa generatorului, fapt ce conduce la degradarea instalaiei electrice

Frecvena de apariie: Mic

12)Puritate sczut hidrogen Consecinte: Deteriorarea izolaiei electrice a generatorului i rcirea

ineficient a generatorului;

Frecvena de apariie: Mic

13) Protecia electric a generatorului Rol: Acest semnal cuprinde toate defectele pe parte electric ale generatorului;

Consecinte: Distrugerea prilor interne mecanice i electrice ale generatorului;

Frecvena de apariie: Foarte mic

O parte din protectiile prezentate se implementeaza in logica de comanda pentru

protejarea turbinei impotriva functionarii in regimuri nerecomandata si prevenirea avariilor.

Activarea protectiei turbinei se realizeaza atunci cand cel putin unul din semnalele

DEC_GEN_ELEC_PROT (Protectie electrica) sau PRES_MAX_PRZ_PROT (Presiunea

maxima admisa pentru priza este depasita) sau cel rezultat din logica protectiilor generale

devine activ (primeste valoarea 1).

Fig.3.2.a Logica simplificata protectie turbina