СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ Российский патент 2000 года по МПК F01K17/02 

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

Известен способ работы тепловой электрической станции - аналог, по которому поступающую от потребителей сетевую воду последовательно нагревают в сетевых подогревателях теплофикационных турбин и в водогрейных котлах, температуру сетевой воды, подаваемой потребителям, поддерживают в зависимости от температуры наружного воздуха по температурному графику теплосети (см. кн. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов /В.Е. Козин и др. - М.: Высш. школа, 1980, рис. XI.1, с. 297-299, 103-120). Утечки сетевой воды в теплосети компенсируют подпиточной водой (там же, предпоследний абзац на с. 299), которую подвергают противонакипной обработке в зависимости от максимальной температуры подогрева сетевой воды, т.е. в соответствии с температурным режимом водогрейных котлов (там же, 4-й абзац на с. 311). Данный аналог принят в качестве прототипа изобретения.

Недостатками аналогов и прототипа являются пониженная надежность, экономичность и экологичность работы тепловой электрической станции при последовательном подогреве сетевой воды в сетевых подогревателях теплофикационных турбин и в водогрейных котлах. Подогрев воды в расчетном температурном режиме при стандартном температурном графике теплосети 150/70^oC с 70 до 120^oC производится в сетевых подогревателях и до 150^oC - в водогрейных котлах. Работа водогрейных котлов при нагреве воды в них до 140-150^oC ненадежна из-за интенсивного накипеобразования в поверхностях нагрева. Для снижения интенсивности накипеобразования в водогрейных котлах используют дорогостоящее ионообменное умягчение воды, которой подпитывают теплосеть, что приводит к снижению экономичности работы станции и появлению большого количества сильно минерализованных сточных вод от регенерации ионообменных фильтров. На многих тепловых электрических станциях из-за невозможности утилизации сточных вод глубокое умягчение воды неприменимо по экологическим и экономическим соображениям, поэтому для предотвращения накипеобразования в водогрейных котлах вынужденно ограничивается температура воды на выходе из них до 120-130^oC. Ограничение температуры сетевой воды за водогрейными котлами приводит к недоиспользованию их тепловой мощности из-за снижения температурного перепада на входе и выходе котлов, что также приводит к снижению экономичности станции.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение надежности, экономичности и экологичности работы тепловой электрической станции за счет более полного использования тепловой мощности сетевых подогревателей и водогрейных котлов, снижения температурного уровня работы водогрейных котлов и исключения потребности в противонакипной обработке подпиточной воды, связанной с образованием сильно минерализованных сточных вод.

Для достижения этого результата предложен способ работы тепловой электрической станции, по которому поступающую от потребителей сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях теплофикационных турбин и в водогрейных котлах, температуру сетевой воды, подаваемой потребителям, поддерживают в зависимости от температуры наружного воздуха по температурному графику теплосети, утечки сетевой воды компенсируют подпиточной водой, которую подвергают противонакипной обработке в соответствии с температурным режимом работы водогрейных котлов. Особенность предложенного способа заключается в том, что поступающую от потребителей сетевую воду разделяют на два параллельных потока, один из которых нагревают в базовом режиме в сетевых подогревателях, а другой - в пиковом режиме в водогрейных котлах, нагретые в сетевых подогревателях и водогрейных котлах потоки сетевой воды перед подачей потребителям смешивают, регулирование температуры общего потока сетевой воды, подаваемой потребителям, производят по пониженному температурному графику теплосети, а противонакипную обработку подпиточной воды производят по упрощенной технологии.

Эти отличительные признаки позволяют обеспечить требуемый нагрев параллельных потоков сетевой воды в сетевых подогревателях и водогрейных котлах в зависимости от температуры наружного воздуха. Разделение поступающей от потребителей сетевой воды на два параллельных потока, нагреваемых в сетевых подогревателях и водогрейных котлах, позволяет более полно использовать тепловую мощность водогрейных котлов за счет увеличения температурного перепада на их входе и выходе. Регулирование температуры общего потока сетевой воды, направляемой потребителям, по пониженному температурному графику теплосети, позволяет существенно снизить интенсивность накипеобразования в водогрейных котлах без применения дорогостоящей технологии ионообменного умягчения, сопровождающейся образованием сильно минерализованных сточных вод, и более полно использовать тепловую мощность водогрейных котлов за счет увеличения температурного перепада на их входе и выходе.

Тем самым достигается искомый технический результат, заключающийся в повышении надежности, экономичности и экологичности работы тепловой электрической станции.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к достигаемому техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Например, к такому преобразованию не может быть отнесено включение в способ работы тепловой электрической станции операции разделения общего потока обратной сетевой воды на два параллельных, поскольку само по себе включение этой операции не обеспечивает достижение искомого технического результата. Для достижения искомого результата одновременно с дополнением способа работы тепловой электрической станции операцией разделения общего потока обратной сетевой воды на два параллельных потребовались существенно новые совокупность, порядок и условия проведения входящих в способ операций. В частности, подогрев одного из параллельных потоков предусмотрен в базовом режиме в сетевых подогревателях, а другого - в пиковом режиме в водогрейных котлах, нагретые в сетевых подогревателях и водогрейных котлах потоки сетевой воды перед подачей потребителям смешивают, регулирование температуры общего потока сетевой воды, подаваемой потребителям, производят по пониженному температурному графику теплосети, а противонакипную обработку подпиточной воды производят по упрощенной технологии.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата.

На чертеже изображена принципиальная схема тепловой электрической станции, поясняющая предложенный способ.

Станция содержит теплофикационную турбину 1, с отопительными отборами пара 2, к которым подключены сетевые подогреватели 3, водогрейный котел 4, включенный в трубопроводы теплосети 5 параллельно сетевым подогревателям 3, сетевой насос первой ступени 6, сетевые насосы второй ступени 7. К трубопроводам теплосети 5 подключен трубопровод подпиточной воды 8, в который включены химводоочистка 9 и вакуумный деаэратор 10.

Рассмотрим конкретный пример реализации заявленного способа работы тепловой электрической станции.

Способ состоит из следующих операций. Поступающую от потребителей сетевую воду в количестве 7000 т/ч разделяют на два параллельных потока по 3500 т/ч каждый, один из которых нагревают в базовом режиме в сетевых подогревателях 3 турбины Т-100-130 до 70-110^oC, а другой - в пиковом режиме в водогрейных котлах 4 типа ПТВМ-100 до 70-110^oC (в максимальном расчетном режиме), нагретые в сетевых подогревателях 3 и водогрейных котлах 4 потоки сетевой воды перед подачей потребителям смешивают. Регулирование температуры общего потока сетевой воды, подаваемой потребителям, производят по пониженному температурному графику теплосети 110/70^oC (вместо традиционно применяемого в известных способах графика 150/70^oC) в первую очередь за счет изменения тепловой нагрузки водогрейных котлов 4 и во вторую очередь - за счет изменения нагрузки сетевых подогревателей. Утечки воды из теплосети компенсируются подпиточной водой, которая благодаря пониженному температурному графику работы теплосети подвергается противонакипной обработке по упрощенной технологии путем дозирования в воду фосфонатов, например, ингибитора отложений минеральных солей ИОМС-1, (вместо необходимого в известных способах ионообменного умягчения) в химводоочистке 9, деаэрируется в деаэраторе 10 и по трубопроводу 8 подается в теплосеть. Благодаря пониженному температурному графику теплосети, при котором максимальная температура сетевой воды составляет 110^oC (вместо стандартной 150^oC) существенно снижается интенсивность накипеобразования в водогрейных котлах. Кроме того, работа станции с пониженной температурой сетевой воды позволяет применить для противонакипной обработки подпиточной воды упрощенную, более дешевую технологию, не связанную с образованием сильно минерализованных сточных вод. Увеличение разности температур на входе и выходе водогрейных котлов до 40^oC при параллельном включении водогрейных котлов и сетевых подогревателей позволяет более полно использовать тепловую мощность водогрейных котлов. Тем самым достигается искомый технический результат, заключающийся в повышении надежности, экономичности и экологичности работы тепловой электрической станции.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ, предназначено для использования в промышленности в области теплоэнергетики;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- способ работы тепловой электрической станции, воплощающий заявленное изобретение, при его осуществлении способен обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Способ относится к теплоэнергетике и может быть использован на тепловых электростанциях. Поступающую от потребителей сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях теплофикационных турбин и в водогрейных котлах. Температуру сетевой воды, подаваемой потребителям, поддерживают в зависимости от температуры наружного воздуха по температурному графику теплосети. Утечки сетевой воды компенсируют подпиточной водой, которую подвергают противонакипной обработке в соответствии с температурным режимом работы водогрейных котлов. Поступающую от потребителей сетевую воду разделяют на два параллельных потока, один из которых нагревают в базовом режиме в сетевых подогревателях, а другой - в пиковом режиме в водогрейных котлах, нагретые в сетевых подогревателях и водогрейных котлах потоки сетевой воды перед подачей потребителям смешивают, регулирование температуры общего потока сетевой воды, подаваемой потребителям, производят по пониженному температурному графику теплосети, а противонакипную обработку подпиточной воды производят по упрощенной технологии. Такой способ позволит повысить надежность, экономичность и экологичность работы тепловой электрической станции. 1 ил.

Способ работы тепловой электрической станции, по которому поступающую от потребителей сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях теплофикационных турбин и водогрейных котлах, температуру сетевой воды, подаваемой потребителям, поддерживают в зависимости от температуры наружного воздуха по температурному графику теплосети, утечку сетевой воды в теплосети компенсируют подпиточной водой, которую подвергают противонакипной обработке в соответствии с температурным режимом работы водогрейных котлов, отличающийся тем, что поступающую от потребителей сетевую воду разделяют на два параллельных потока, один из которых нагревают в базовом режиме в сетевых подогревателях, а другой - в пиковом режиме в водогрейных котлах, нагретые в сетевых подогревателях и водогрейных котлах потоки сетевой воды перед подачей потребителям смешивают, регулирование температуры общего потока сетевой воды, подаваемой потребителям, производят по пониженному температурному графику теплосети, а противонакипную обработку подпиточной воды производят по упрощенной технологии.