Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой
Владельцы патента RU 2358123:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)
Теплоэлектроцентраль относится к области теплоэнергетики, а точнее к теплоэлектроцентралям с открытой теплофикационной системой для нужд горячего водоснабжения. В теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой установлена дополнительная паровая турбина с электрогенератором и поверхностным конденсатором, подключенная по острому пару к паропроводу промышленных отборов пара, поверхностный конденсатор включен в линию подпиточной воды теплосети между химводоочисткой и вакуумным деаэратором подпитки теплосети, электрогенератор дополнительной паровой турбины соединен шинопроводами через дополнительные электрические выключатели с электродвигателями питательных насосов. Изобретение позволяет повысить экономичность теплоэлектроцентрали и выработку электроэнергии на тепловом потреблении. 2 ил.
Теплоэлектроцентраль относится к области теплоэнергетики, а точнее к теплоэлектроцентралям с открытой теплофикационной системой для нужд горячего водоснабжения.
Известны теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой с подогревом сырой воды перед химводоочисткой во встроенных пучках конденсаторов теплофикационных паровых турбин и подогревателях сырой воды до температуры 28-30°С [В.И.Шарапов. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. - М.: Энергоатомиздт, 1996. Рис.8.2].
Для эффективного удаления диоксида углерода желателен дополнительный подогрев подпиточной воды перед вакуумными деаэраторами.
Известна также теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, содержащая теплофикационные паровые турбины с конденсаторами, имеющими встроенные пучки, химводоочистку, теплообменники подогрева подпиточной воды теплосети, вакуумные деаэраторы подпиточной воды, в линию подпиточной воды последовательно включены встроенные пучки конденсаторов теплофикационных паровых турбин, химводоочистка, теплообменник подогрева греющей воды вакуумных деаэраторов подпиточной воды, последний связан паропроводом с теплофикационным отбором паровой турбины; питательные насосы с асинхронными электродвигателями, подключенными шинопроводами через электрические выключатели к электрическому распределительному устройству собственных нужд [В.И.Шарапов. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. - М.: Энергоатомиздт, 1996. Рис.8.3].
Недостатками указанной теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой являются недостаточна высокая тепловая экономичность теплоэлектроцентрали и ограниченная выработка электроэнергии на тепловом потреблении.
Данная теплоэлектроцентраль принята за прототип изобретения.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков. Для устранения указанных недостатков прототипа в предполагаемом изобретении применена дополнительная конденсационная паровая турбина с электрогенератором. В конденсаторе дополнительной паровой турбины дополнительно подогревается перед вакуумными деаэраторами подпиточной воды химически очищенная подпиточная вода. От электрогенератора дополнительной паровой турбины осуществляется привод асинхронных электродвигателей питательных насосов. За счет изменения расхода пара из паропровода промышленных отборов имеется возможность изменения частоты вращения турбины и ее электрогенератора, что позволяет на частичных режимах теплоэлектроцентрали осуществлять экономичное частотное регулирование производительности и напора питательных насосов.
Технический результат достигается за счет того, что в теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, содержащей паровые турбины с промышленными и теплофикационными отборами пара, конденсаторы со встроенными пучками, паропровод промышленных отборов пара, химводоочистку, теплообменники подогрева подпиточной воды теплосети, вакуумные деаэраторы подпиточной воды, баки - аккумуляторы, сетевые подогреватели, питательные насосы с асинхронными электродвигателями; в линию подпиточной воды теплосети последовательно включены встроенные пучки конденсаторов теплофикационных паровых турбин, химводоочистка, теплообменник подогрева греющей воды вакуумных деаэраторов подпиточной воды, вакуумные деаэраторы подпиточной воды, баки - аккумуляторы; сетевые подогреватели соединены паропроводами с теплофикационными отборами паровых турбин, теплообменник подогрева греющей воды вакуумных деаэраторов подпиточной воды подключен к паропроводу промышленных отборов пара, асинхронные электродвигатели питательных насосов подключены шинопроводами через электрические выключатели к электрическому распределительному устройству собственных нужд, причем в теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой установлена дополнительная паровая турбина с электрогенератором и поверхностным конденсатором, подключенная по острому пару к паропроводу промышленных отборов пара, поверхностный конденсатор включен в линию подпиточной воды теплосети между химводоочисткой и вакуумным деаэратором подпитки теплосети, электрогенератор дополнительной паровой турбины соединен шинопроводами через дополнительные электрические выключатели с электродвигателями питательных насосов.
На фиг.1, показана блок-схема теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, на фиг.2 приведена ее принципиальная схема.
Блок- схема на фиг.1 состоит из двух блоков:
базовая теплоэлектроцентраль 1; блок дополнительной
паротурбинной установки 2.
На фиг.2 приведена принципиальная схема теплоэлектроцентрали.
На фиг.1 представлена блок-схема теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой. Базовая теплоэлектроцентраль 1 с открытой теплофикационной системой включает: паровые турбины 3 с промышленными и теплофикационными отборами пара и конденсаторами со встроенными пучками 6, котельные агрегаты 4, паропровод промышленных отборов пара 5, встроенные пучки 6 конденсаторов паровых турбин 3, питательные насосы 7, сетевые подогреватели 8, шинопроводы с электрическими выключателями 9, асинхронные электродвигатели 10 привода питательных насосов 7, химводоочистку 14, теплообменники греющей воды вакуумных деаэраторов 15, трубопровод подпиточной воды 16, вакуумные деаэраторы подпиточной воды 20, бак - аккумулятор 21, электрическое распределительное устройство собственных нужд 22.
Блок дополнительной паротурбинной установки 2 включает дополнительно: шинопроводы с электрическим выключателем 11, электрогенератор 12 и конденсационную паровую турбину 13 с конденсатором 17, трубопровод подвода подпиточной воды 18, трубопровод подогретой подпиточной воды 19.
Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой выполнена следующим образом. Котельные агрегаты 4 блока 1 связаны паропроводами острого пара с паровыми турбинами 3, имеющими промышленные и теплофикационные отборы пара и конденсаторы, снабженные встроенными пучками 6. Их промышленные отборы пара связаны с паропроводом промышленных отборов пара 5 и входом в дополнительную конденсационную паровую турбину 13 блока 2. Теплофикационные отборы пара паровых турбин 3 связаны паропроводами с сетевыми подогревателями 8 блока 1. В трубопровод подпиточной воды теплосети 16 последовательно включены встроенные пучки 6 конденсаторов паровых турбин 3, химводоочистка 14, вакуумные деаэраторы подпиточной воды 20, бак - аккумулятор 21. Питательные насосы 7 соединены трубопроводами с котельными агрегатами 4. Асинхронные электродвигатели 10 привода питательных насосов 7 присоединены шинопроводами с электрическими выключателями 9 к электрическому распределительному устройству собственных нужд 22 блока 1. Электрогенератор 12 дополнительной конденсационной паровой турбины 13 блока 2 связан дополнительными шинопроводами с электрическим выключателем 11 с электрическим распределительным устройством собственных нужд 22 блока 1. Конденсатор 17 дополнительной конденсационной паровой турбины 13 соединен трубопроводом подвода подпиточной воды 18 и трубопроводом подогретой подпиточной воды 19 с трубопроводом подпиточной воды 16 и вакуумным деаэраторам подпиточной воды 20.
Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой работает следующим образом: острый пар котельных агрегатов 4 расширяется с совершением работы в теплофикационных паровых турбинах 3 с промышленными и теплофикационными отборами пара, пар промышленных отборов направляется в трубопровод промышленных отборов 5, а пар их теплофикационных отборов используется для подогрева сетевой воды теплосети в сетевых подогревателях 8. Питательные насосы 7, приводимые от асинхронных электродвигателей 10, подают питательную воду в котельные агрегаты 4. Асинхронные электродвигатели 10 питатательных насосов 7 питаются электроэнергией через шинопроводы и электрические выключатели 9 от распределительного устройства собственных нужд 22 теплоэлектроцентрали. Отработавшим паром паровых турбин 3 во встроенных пучках 6 их конденсаторов производится подогрев сырой подпиточной воды. Из трубопровода подпиточной воды 16 полный или частичный расход подпиточной воды, предварительно очищенной в аппаратах химводоочистки 14, направляется по трубопроводу подвода подпиточной воды 18 в конденсатор 17 дополнительной паровой турбины 13, подогревается в ней и по трубопроводу подогретой подпиточной воды 19 поступает в вакуумные деаэраторы подпиточной воды 20. Греющим агентом в них является сетевая вода после сетевых подогревателей 8, нагреваемая в теплообменнике греющей воды вакуумных деаэраторов 15 паром из трубопровода промышленных отборов 5 паровых турбин 3. Подпиточная вода, деаэрированная в вакуумных деаэраторах подпиточной воды 20, подается в бак - аккумулятор 21 и далее направляется на вход сетевых подогревателей 8. Применение дополнительной конденсационной паровой турбины 13 с электрогенератором 12 позволяет при переменных режимах работы теплоэлектроцентрали отключать электрические выключатели 9 и осуществлять за счет изменения нагрузки и оборотов турбины 13 частотное регулирование и снижение потребляемой электрической мощности электродвигателей 10 питательных насосов 7.
В предлагаемом техническом решении в конденсаторе дополнительной паровой турбины производится дополнительный подогрев подпиточной воды теплосети перед вакуумными деаэраторами подпитки теплосети, повышается электрическая мощность теплоэлектроцентрали с увеличением дополнительной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Дополнительный подогрев подпиточной воды улучшает качество деаэрации и уменьшает расход греющей воды на вакуумные деаэраторы. В результате снижается расход электроэнергии на питательные насосы, а также появляется возможность дополнительного отпуска тепла внешним потребителям за счет уменьшения расхода греющей воды деаэраторов через сетевые подогреватели. Подключение дополнительного электрогенератора через дополнительные электрические выключатели к линии питания электродвигателей питательных насосов от электрического распределительного устройства собственных нужд позволяет, предварительно синхронизировав дополнительный электрогенератор, включить его в работу параллельно с электрогенераторами основных турбин тепловой электрической станции. При этом электродвигатели по меньшей мере двух питательных насосов, питаемых от линии собственных нужд и дополнительного электрогенератора, будут работать с постоянной оборотами и частотой электрического тока.
При переменных режимах работы теплоэлектроцентрали имеется возможность отключения по меньшей мере одного из электродвигателей питательных насосов от электрического распределительного устройства собственных нужд с их питанием от дополнительного электрогенератора. При этом изменением расхода пара на дополнительную конденсационную паровую турбину и ее оборотов может быть обеспечена требуемая частота электрического тока, вырабатываемого ее электрогенератором, и соответствующее изменение числа оборотов подключенных к нему электродвигателей привода питательных насосов с изменением их производительности и напора по перекачиваемой питательной воде.
Таким образом, предлагаемая теплоэлектроцентраль будет иметь более высокую электрическую мощность и тепловую экономичность за счет увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении в дополнительной конденсационной паротурбинной установке, частотного регулирования электродвигателей питательных насосов и снижения потребляемой ими электрической мощности.
Предлагаемое изобретение позволяет:
- повысить электрическую мощность теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой,
- повысить качество деаэрации подпиточной воды теплосети за счет ее дополнительного подогрева в конденсаторе дополнительной паровой турбины перед вакуумными деаэраторами;
- увеличить выработку электроэнергии теплоэлектроцентрали на тепловом потреблении за счет работы дополнительной турбины в конденсационном режиме на тепловом потреблении и повысить тепловую экономичность теплоэлектроцентрали;
- уменьшить расход греющей воды теплосети на вакуумные деаэраторы подпитки теплосети, частично подогретой в сетевых подогревателях теплоэлектроцентрали, увеличить отпуск тепла с сетевой водой внешним потребителям и снизить расход пара из трубопровода промышленных отборов на теплообменник подогрева греющей воды вакуумных деаэраторов подпиточной воды;
- снизить расход электроэнергии, затрачиваемой на привод питательных насосов.
Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, содержащая паровые турбины с промышленными и теплофикационными отборами пара, конденсаторы со встроенными пучками, паропровод промышленных отборов пара, химводоочистку, теплообменники подогрева подпиточной воды теплосети, вакуумные деаэраторы подпиточной воды, баки-аккумуляторы, сетевые подогреватели, питательные насосы с асинхронными электродвигателями; в трубопровод подпиточной воды теплосети последовательно включены встроенные пучки конденсаторов теплофикационных паровых турбин, химводоочистка, теплообменник подогрева греющей воды вакуумных деаэраторов подпиточной воды, вакуумные деаэраторы подпиточной воды, баки-аккумуляторы; сетевые подогреватели соединены паропроводами с теплофикационными отборами паровых турбин, теплообменник подогрева греющей воды вакуумных деаэраторов подпиточной воды подключен к паропроводу промышленных отборов пара, асинхронные электродвигатели питательных насосов подключены шинопроводами через электрические выключатели к электрическому распределительному устройству собственных нужд, отличающаяся тем, что в теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой установлена дополнительная паровая турбина с электрогенератором и поверхностным конденсатором, подключенная по острому пару к паропроводу промышленных отборов пара, поверхностный конденсатор включен в линию подпиточной воды теплосети между химводоочисткой и вакуумным деаэратором подпитки теплосети, электрогенератор дополнительной паровой турбины соединен шинопроводами через дополнительные электрические выключатели с электродвигателями питательных насосов.
