Способ работы теплофикационного турбоагрегата



Способ работы теплофикационного турбоагрегата
Способ работы теплофикационного турбоагрегата

 


Владельцы патента RU 2473815:

Рудницкий Виктор Александрович (RU)
Козлов Евгений Викторович (RU)
Маняхин Юрий Иванович (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике. Способ работы теплофикационного турбоагрегата включает подачу свежего пара в ступень высокого давления, с использованием отработанного пара этой ступени в ступенях, предназначенных для использования пара с менее высокими параметрами, при конечном срабатывании пара в ступени низкого давления. При отборе пара в систему отопления определяют объем пара, отбираемого на нужды отопления, и обеспечивают подачу в теплофикационный турбоагрегат дополнительного объема свежего пара в таком же объеме, при этом дополнительный объем свежего пара подают в ступень низкого давления, после приведения его температуры и давления в соответствие с параметрами отработанного пара предшествующей ступени, подаваемого в данный момент в ступень низкого давления, для чего используют быстродействующую редукционно-охладительную установку, которую, предпочтительно, размещают в непосредственной близости от турбоагрегата. Изобретение позволяет повысить фактическую электрическую мощность теплофикационных турбогенераторов ТЭЦ в отопительный период. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для использования на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) при эксплуатации теплофикационных турбин, предпочтительно при прохождении зимнего максимума. Изобретение может быть использовано при проведении модернизации теплофикационных турбин или при их изготовлении в заявленном варианте.

Известен способ работы теплофикационной турбины с одноступенчатым подогревом сетевой воды с заменой в отопительный период ротора низкого давления (РНД) на «зимний ротор», который с целью изменения количества ступеней (например, вместо трех ступеней - одна) представляет собой или частично «разлопаченный» штатный ротор низкого давления или специально созданный ротор с числом ступеней, меньшим, чем у РНД (см. Левин И.И. Использование промежуточного вала турбины противодавления для изготовления «зимнего ротора» теплофикационной турбины. Ж-л «Электрические станции», 1970, №8, с.63).

Этот способ неприемлем для теплофикационных турбин с двухступенчатым подогревом сетевой воды, так как приводит к снижению их экономичности из-за нарушения оптимального распределения нагрузок между двумя ступенями подогрева сетевой воды. Недостатком использования такого способа является также и то, что в теплофикационных турбинах большой мощности уменьшение количества ступеней в цилиндре низкого давления связано со снижением надежности работы из-за возможной перегрузки оставшихся ступеней.

Известен способ работы теплофикационного турбоагрегата путем перехода от режима с пропуском пара из цилиндра высокого давления через ресивер в цилиндр низкого давления на режим противодавления цилиндра высокого давления установкой заглушек на входе в цилиндр низкого давления и замены ротора последнего (SU №102178, F01K 17/02, 1955). Однако замена ротора цилиндра низкого давления (ЦНД) на промежуточный гладкий вал уменьшает вследствие уменьшения массы удельную нагрузку на опорные подшипники ЦНД. Это приводит к снижению давления на опоры цилиндра низкого давления, что может быть источником появления низкочастотной вибрации ротора турбоагрегата на смазочной пленке. Замена ротора цилиндра низкого давления промежуточным гладким валом без дисков, размеры которого выбраны из условия сохранения критической частоты вращения валопровода и величины напряжения на кручение, связана с уменьшением массового момента инерции. Снижение массового момента инерции связано с увеличением частоты вращения при сбросе электрической нагрузки. В связи с этим вероятность срабатывания автомата безопасности при сбросе электрической нагрузки и промежуточном гладком вале цилиндра низкого давления по сравнению с облопаченным ротором цилиндра низкого давления будет значительно выше. Срабатывание защиты по увеличению частоты вращения связано с остановом турбины, что снижает экономичность ТЭЦ и ухудшает условия эксплуатации. При отказе зашиты вращающиеся элементы турбоагрегата, в том числе облопаченные части высокого давления, будут испытывать значительную перегрузку, что снижает надежность работы турбины.

Известен также способ работы теплофикационного турбоагрегата, включающий подачу свежего пара в ступень высокого давления, с использованием отработанного пара этой ступени в ступенях, предназначенных для использования пара с менее высокими параметрами, при конечном срабатывании пара в ступени низкого давления (см. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции, М.-Л., издательство «ЭНЕРГИЯ», 1967 г., 400 с.)

Недостаток этого решения - существенные колебания развиваемой электрической мощности:

- в «летнем» режиме (при отсутствии отбора пара в систему отопления) турбоагрегат работает всеми ступенями (цилиндрами), как разновидность конденсационного турбоагрегата с ухудшенной экономичностью из-за более низких показателей проточной части в конденсационном режиме работы. При этом турбоагрегат может развивать номинальную электрическую мощность, условно равную 100%;

- в «зимнем» режиме работы (при прохождении отопительного сезона, т.е. при наличии отбора пара в систему отопления, особенно, при прохождении зимнего максимума нагрузок ТЭЦ) через головную часть турбоагрегата проходит максимальное количество пара. Однако его электрическая мощность составляет 75-80% от номинальной, т.к. расход пара через ступень низкого давления минимален (только вентиляция). Основной поток пара «срабатывается» на ступени высокого давления, ступени среднего давления и уходит «отрабатывать» в промышленный и теплофикационный отборы на сетевые бойлера турбоагрегата и собственные нужды ТЭЦ. Кроме того, в «зимнем» режиме работы теплофикационный турбоагрегат не может участвовать в регулировании электрической нагрузки будучи полностью загруженным по тепловой нагрузке, работая в области своих наилучших технико-экономических характеристик.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение фактической электрической мощности теплофикационных турбогенераторов в период прохождения отопительного сезона.

Технический результат, получаемый при решении поставленной технической задачи, выражается в повышении фактической электрической мощности теплофикационных турбогенераторов ТЭЦ во время отопительного сезона, особенно в самый важный период работы - зимний максимум, когда отбор пара в систему отопления особенно велик. Кроме того, обеспечивается возможность использования теплофикационных турбогенераторов для регулирования электрической нагрузки ТЭЦ и энергосистемы пропорционально «возможностям» дополнительного потока пара.

Поставленная задача решается тем, что способ работы теплофикационного турбоагрегата, включающий подачу свежего пара в ступень высокого давления, с использованием отработанного пара этой ступени в ступенях, предназначенных для использования пара с менее высокими параметрами, при конечном срабатывании пара в ступени низкого давления, отличается тем, что, при отборе пара в систему отопления, определяют объем пара, отбираемого на нужды отопления, и обеспечивают подачу в теплофикационный турбоагрегат дополнительного объема свежего пара в таком же объеме, при этом, дополнительный объем свежего пара подают в ступень низкого давления, после приведения его температуры и давления в соответствие с параметрами отработанного пара предшествующей ступени, подаваемого в данный момент в ступень низкого давления, для чего используют быстродействующую редукционно-охладительную установку, которую, предпочтительно, размещают в непосредственной близости от турбоагрегата. Кроме того, суммарный расход дополнительного объема свежего пара и отработанного пара через ступень низкого давления не превышает его максимальный расход через эту ступень в конденсационном режиме работы теплофикационного турбоагрегата.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом существенные признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «при отборе пара в систему отопления, определяют объем пара, отбираемого на нужды отопления» позволяют получить информацию о количестве дополнительного объема пара, необходимого для ввода в ступень низкого давления для компенсации, объема, отобранного на нужды отопления, и тем самым, обеспечения полного задействования ступени низкого давления для генерирования электрической мощности.

Признаки, указывающие, что «обеспечивают подачу в теплофикационный турбоагрегат дополнительного объема свежего пара в таком же (т.е. замеренном) объеме», обеспечивают возможность выработки дополнительного количества электроэнергии за счет полного задействования ступени низкого давления (фактически не используемой в зимнее время) для генерирования электрической мощности.

Признаки, указывающие, что «дополнительный объем свежего пара подают в ступень низкого давления», включают в работу по генерированию электроэнергии ступень низкого давления, именно ту, которая, являясь недогруженной, способна воспринять этот дополнительный объем пара.

Признаки, указывающие, что дополнительный объем свежего пара подают в ступень низкого давления «после приведения его температуры и давления в соответствие с параметрами отработанного пара предшествующей ступени, подаваемого в данный момент в ступень низкого давления», что соответствует проектным техническим требованиям для данной ступени турбины и обеспечивает оптимальные условия обтекания проточной части ступени низкого давления и (как следствие) максимальную выработку дополнительной электрической энергии.

Признаки, указывающие, что для корректировки параметров дополнительного объема пара перед его вводом в ступень низкого давления «используют быстродействующую редукционно-охладительную установку», обеспечивают четкую синхронизацию параметров пара, продуцируемого из свежего и отработанного пара, поступающего с предшествующей ступени турбогенератора, и, тем самым, способствуют стабильной работе турбогенератора.

Признаки, указывающие, что названную редукционно-охладительную установку «размещают в непосредственной близости от турбоагрегата», повышают точность и оперативность регулирования, снижая его инерционность.

Признаки второго пункта формулы изобретения задают величину дополнительного расхода свежего пара через ступень низкого давления.

На фиг 1. схематически показан теплофикационный турбоагрегат в варианте использования дополнительного котлоагрегата; на фиг 2. схематически показан теплофикационный турбоагрегат в варианте использования модернизированного по теплопроизводительности котлоагрегата.

На чертежах показаны котлоагрегаты: штатный 1, дополнительный 2 и модернизированный 3, паропровод 4 подачи свежего пара, ступени турбоагрегата - высокого давления 5, среднего давления 6 и низкого давления 7, трубопроводы 8 и 9, соответственно для отвода отработанного пара высокого давления и среднего давления, быстродействующая редукционно-охладительная установка (БРОУ) 10, электрогенератор 11, отборы пара 12 и 13, соответственно, промышленный и теплофикационный, конденсатор 14, регулирующий клапан 15, расходомеры 16.

Теплофикационный турбоагрегат может быть реализован в варианте с использованием дополнительного котлоагрегата (в том числе обычно используемого в качестве резервного), устанавливаемого на ТЭЦ в процессе модернизации или в варианте использования модернизированного по теплопроизводительности котлоагрегата конкретного теплофикационного турбоагрегата

В качестве узлов и агрегатов теплофикационного турбоагрегата и его контрольно-измерительных средств используют известные устройства и приборы сходного назначения, удовлетворяющие по своим рабочим характеристикам конкретным условиям. При этом в отличие от известных технических решений ТЭЦ и конкретный теплофикационный турбоагрегат известным образом оснащают паропроводом 4, обеспечивающим дополнительную подачу объема пара от дополнительного котлоагрегата 2 (или модернизированного 3 штатного котельного агрегата) через БРОУ 10 в ступень низкого давления 7. Возможным вариантом решения этого вопроса является установка на ТЭЦ (или использование существующих) специальных котлов низкого давления. Выбор варианта реконструкции котельного парка ТЭЦ производят на основании соответствующего технико-экономического обоснования. Для варианта использования модернизированного котлоагрегата 3, паропровод 4 к ступени низкого давления 7 реконструируется для обеспечения подачи в нее дополнительного потока пара с установкой дополнительного регулирующего клапана 15, обеспечивающего отбор заданного количества пара.

Соответственно, реконструируется система управления турбоагрегата (на чертежах не показана), в том числе комплекс его контрольно-измерительных приборов, обеспечивающих контроль расхода пара, его параметры по каждой ступени и т.п.

Заявленный способ реализуется следующим образом.

В «летнем» режиме (при отсутствии отбора пара в систему отопления) теплофикационный турбоагрегат работает всеми ступенями 5, 6 и 7, как разновидность конденсаторного турбоагрегата, развивая номинальную электрическую мощность, условно равную 100%. Дополнительные котельные мощности не используются, т.е. если имеется дополнительный котлоагрегат, его не задействуют. Если используется модернизированный котлоагрегат, то его используют на 75-80% производительности.

При отборе пара в систему отопления определяют объем пара, отбираемого на нужды отопления (объем теплофикационного отбора пара, для чего используют соответствующие расходомеры 16), и включают в работу дополнительные котельные мощности с таким расчетом, чтобы компенсировать теплофикационный отбор пара. При этом, если имеется дополнительный котлоагрегат, его запускают в работу, а если используется модернизированный котлоагрегат 3, то его производительность поднимают в соответствующей степени и доводят до уровня 100% при прохождении периодов отопительного сезона с отрицательными температурами наружного воздуха. Подача дополнительного объема пара в теплофикационный турбоагрегат обеспечивает поддержание (сохранение) номинальной электрической мощности на уровне 100%.

При этом через ступени высокого давления 5 и среднего давления 6 турбоагрегата, как и в «летнем» режиме, проходит максимальное количество исходного пара (порядка 75-80% от общего объема). Основной поток пара «срабатывается» на этих ступенях, а также отбирается в промышленный и теплофикационный отборы пара, через отборы 12 и 13, соответственно, а также используется на нужды электростанции.

Дополнительный объем пара (в период прохождения периодов отопительного сезона с отрицательными температурами наружного воздуха) по паропроводу 4 попадает в БРОУ 10, где его давление и температура приводятся в соответствие с аналогичными параметрами отработанного пара, поступающего в ступень низкого давления 7 из ступени среднего давления 6, при этом быстродействие БРОУ обеспечивают точную синхронизацию названных параметров, что исключают возможность «запирания» ступени низкого давления подаваемым в нее паром. При прохождении «зимнего» максимума объем дополнительного пара составляет порядка 25-20% от общего объема пара, поступающего в турбоагрегат.

Отработанный на этой ступени пар сбрасывается в конденсатор 14, где известным образом охлаждается, при этом конденсат возвращается в систему питания котлоагрегатов водой (на чертежах не показано).

Далее все повторяется.

Кроме того, в «зимнем» режиме работы теплофикационный турбоагрегат может участвовать в регулировании электрической нагрузки ТЭЦ и энергосистемы пропорционально «генерирующим возможностям» дополнительного потока пара.

Предлагаемое техническое решение позволяет за счет описанной в заявке модернизации установленных теплофикационных турбогенераторов ТЭЦ на 20-25% поднять фактическую электрическую мощность установленных ТЭЦ в самый важный период работы - зимний максимум. Для практической реализации такого крупномасштабного мероприятия необходимо, соответственно, на 25-30% увеличить установленную мощность котельного парка ТЭЦ либо за счет его реконструкции с расширением, либо за счет модернизации с ростом установленной единичной мощности котлов.

Для таких ТЭЦ становится возможным привлечение котлов низкого давления к выработке электрической энергии. Для этого варианта реконструкции необходимо провести соответствующую реконструкцию системы химводоочистки ТЭЦ и питать котлы низкого давления конденсатом котлов высокого давления.

1. Способ работы теплофикационного турбоагрегата, включающий подачу свежего пара в ступень высокого давления, с использованием отработанного пара этой ступени в ступенях, предназначенных для использования пара с менее высокими параметрами, при конечном срабатывании пара в ступени низкого давления, отличающийся тем, что при начале отбора пара в систему отопления определяют объем пара, отбираемого на нужды отопления, и обеспечивают подачу в теплофикационный турбоагрегат дополнительного объема свежего пара в таком же объеме, при этом дополнительный объем свежего пара подают в ступень низкого давления после приведения его температуры и давления в соответствие с параметрами отработанного пара предшествующей ступени, подаваемого в данный момент в ступень низкого давления, для чего используют быстродействующую редукционно-охладительную установку, которую предпочтительно размещают в непосредственной близости от турбоагрегата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарный расход дополнительного объема свежего пара и отработанного пара через ступень низкого давления не превышает его максимальный расход через эту ступень в конденсационном режиме работы теплофикационного турбоагрегата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при модернизации теплофикационных турбинных установок. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования на тепловых электростанциях. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования на тепловых электростанциях. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. .

Изобретение относится к области энергетики, а именно к парогазовым энергоустановкам

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях

Изобретение относится к турбиностроению и теплоэнергетике и может быть использовано при разработке и эксплуатации паровых турбин для парогазовых установок (ПГУ) бинарного типа с котлами-утилизаторами

Изобретение относится к области теплоэнергетики

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. В котле вырабатывают пар и направляют в турбину, затем пар конденсируют в конденсаторе, основной конденсат турбины удаляют из конденсатора по трубопроводу основного конденсата конденсатным насосом и направляют в регенеративные подогреватели низкого давления. Паровоздушную смесь удаляют по трубопроводу отвода паровоздушной смеси пароструйным эжектором в охладитель пара, где охлаждают исходной обессоленной водой, которую затем по трубопроводу исходной обессоленной воды отводят для деаэрации в вакуумный деаэратор добавочной питательной воды. Выделившийся из паровоздушной смеси воздух из охладителя пара удаляют в атмосферу. Конденсат отработавшего пара пароструйного эжектора из охладителя пара направляют по конденсатопроводу в вакуумный деаэратор добавочной питательной воды. Добавочную питательную воду деаэрируют в вакуумном деаэраторе добавочной питательной воды и подают насосом по трубопроводу добавочной питательной воды в трубопровод основного конденсата, например, за конденсатным насосом. Изобретение позволяет повысить экономичность работы тепловой электрической станции. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. В котле вырабатывают пар и направляют в турбину, затем пар конденсируют в конденсаторе, основной конденсат турбины удаляют из конденсатора по трубопроводу основного конденсата конденсатным насосом и направляют в регенеративные подогреватели низкого давления. Паровоздушную смесь удаляют по трубопроводу отвода паровоздушной смеси в охладитель паровоздушной смеси, а затем пароструйным эжектором отводят в охладитель пара, где охлаждают исходной обессоленной водой, которую затем по трубопроводу исходной обессоленной воды отводят для деаэрации в вакуумный деаэратор добавочной питательной воды. Выделившийся из паровоздушной смеси воздух из охладителя пара удаляют в атмосферу. Конденсат отработавшего пара пароструйного эжектора из охладителя пара и пара, выделившегося из паровоздушной смеси, из охладителя паровоздушной смеси направляют по конденсатопроводам в вакуумный деаэратор добавочной питательной воды. Добавочную питательную воду деаэрируют в вакуумном деаэраторе добавочной питательной воды и подают насосом по трубопроводу добавочной питательной воды в трубопровод основного конденсата, например, за конденсатным насосом. Изобретение позволяет повысить экономичность работы тепловой электрической станции. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. В котле вырабатывают пар и направляют в турбину, затем пар конденсируют в конденсаторе, основной конденсат турбины удаляют из конденсатора по трубопроводу основного конденсата конденсатным насосом и направляют в регенеративные подогреватели низкого давления. Добавочную питательную воду деаэрируют в деаэраторе подпиточной воды и подают насосом по трубопроводу добавочной питательной воды в трубопровод основного конденсата, например, за конденсатным насосом. Удаляемую из регенеративных подогревателей низкого давления паровоздушную смесь после пароструйного эжектора отводят в охладитель пара, где охлаждают добавочной питательной водой, которую затем по трубопроводу добавочной питательной воды отводят для деаэрации в деаэратор добавочной питательной воды. Выделившийся из паровоздушной смеси воздух из охладителя пара удаляют в атмосферу. Конденсат пара, выделившегося из паровоздушной смеси, из охладителя пара направляют по конденсатопроводу в деаэратор добавочной питательной воды. Изобретение позволяет повысить экономичность работы тепловой электрической станции. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. В способе работы теплофикационной паротурбинной установки производят генерацию пара в паровом котле, его расширение в турбине с одновременной выработкой электроэнергии и подогревом сетевой воды в зависимости от температурного графика тепловой сети и графика электрической нагрузки в основных сетевых подогревателях паром из теплофикационных отборов турбины или острым паром от редуционно-охладительной установки в дополнительных сетевых подогревателях при отключении основных сетевых подогревателей и снижении подачи пара на турбину. При подогреве сетевой воды в дополнительных сетевых подогревателях снижают подачу острого пара на редуционно-охладительную установку, подают редуцированный пар в струйный компрессор с одновременной подачей отборного пара из турбины на турбонасос. Производят смешивание редуцированного пара с инжектируемым паром из турбонасоса в струйном компрессоре и подают смешенный пар на дополнительный сетевой подогреватель. Также представлено устройство для осуществление способа. Изобретение позволяет увеличить экономичность и маневренность теплофикационной паротурбинной установки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях. Способ работы тепловой электрической станции характеризуется тем, что вырабатываемый в котле пар подают в турбину, паром отборов турбины нагревают сетевую воду в сетевых подогревателях, из сетевых подогревателей отводят паровоздушную смесь отдельным эжектором, а перед подачей в эжектор охлаждают редуцированным газом, который подают в горелки котла. Охлаждение паровоздушной смеси, отводимой из сетевых подогревателей, осуществляется редуцированным газом, который подают в горелки котла. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции за счет обеспечения более эффективного отвода паровоздушной смеси из сетевых подогревателей и подогрева редуцированного газа, который подают в горелки котла. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Тепловая электрическая станция содержит конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с воздуховодом, систему оборотного водоснабжения, которая включает градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком с разбрызгивающими соплами, которые, в свою очередь, выполнены в виде форсунки с распылительным диском, содержащей цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, а к корпусу, в его нижней части, посредством, по крайней мере, трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде сплошного диска. Изобретение позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх