СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2007 года по МПК F01K17/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на ТЭЦ при эксплуатации теплофикационных турбинных установок.

Известен способ эксплуатации теплофикационной турбинной установки в составе парогазовой установки (ПГУ), в соответствии с которым сбрасывают отработавший газ газовой турбины в энергетический котел, подводят пар от энергетического котла к цилиндру высокого давления (ЦВД) турбины, перед деаэрацией подогревают конденсат газоподогревателем низкого давления (ГВ ПНД), а после деаэратора подогревают питательную воду в газоводоподогревате высокого давления (ГВ ПВД) для подогрева питательной воды после деаэратора (см., например, Нишневич В.И., Словиковский Г.Б. Проектирование энергоблока ПТУ-190/220 для Тюменской ТЭЦ-1. Электрические станции, 2005, №6, с.9-16). ГВ ПНД и ГВ ПВД располагают по тракту выхлопных газов энергетического котла, что позволяет вытеснить в большей степени отборы пара на регенерацию турбоустановки и получить в результате этого повышение мощности турбины, а на теплофикационных режимах повышение тепловой нагрузки.

Указанный способ эксплуатации теплофикационной турбинной установки имеет следующие недостатки:

1. Требуются затраты на модернизацию энергетического котла.

2. При выходе из строя ГВ ПНД или ГВ ПВД турбоустановка работать не может.

Известен способ эксплуатации теплофикационной турбинной установки в составе двухконтурной ПГУ, в соответствии с которым подводят пар от котла-утилизатора к ЦВД турбины и подводят вторичный пар котла-утилизатора в одну из камер проточной части ЦВД, в системе регенерации используют подогреватель низкого давления (ПНД), после которого конденсат направляют в котел-утилизатор, сетевую воду подогревают в бойлерах (см., например, Гудков Н.Н., Неженцев Ю.М., Гаев В.Д. Паровые турбины ЛМЗ для утилизационных парогазовых установок. Теплоэнергетика, 1995, №1, с.2-7).

Для получения технического результата, заключающегося в повышении мощности, тепловой нагрузки и экономичности теплофикационной турбинной установки, известный способ эксплуатации теплофикационной турбинной установки имеет следующие недостатки:

1. Требуется изготовление специальной паровой турбины.

2. В способе отсутствует операция деаэрации конденсата.

Известен также способ эксплуатации теплофикационной турбинной установки, согласно которому подвод пара от энергетического котла осуществляют к ЦВД, а подогрев конденсата - в ПНД, деаэраторе и питательной воды в ПВД с отбором пара на последний по ходу питательной воды ПВД из выхлопа ЦВД, при этом сетевую воду подогревают в бойлерах (Е.И.Бененсон, Л.С.Иоффе. Теплофикационные паровые турбины. М., Энергоиздат, 1986, с.118).

Этот способ является ближайшим к заявляемому, но для получения технического результата, заключающегося в повышении мощности, тепловой нагрузки и экономичности теплофикационной турбинной установки обладает следующими недостатками:

1. При подводе пара с более низкими параметрами, например, от котла-утилизатора одноконтурной ПГУ к последующему после ЦВД цилиндру для получения дополнительной мощности, а на теплофикационных режимах и дополнительной тепловой нагрузки увеличиваются давления в камерах отбора пара на соответствующие ПВД этого цилиндра. Это нарушает оптимальное распределение нагрузок между ПВД и приводит к увеличению температуры питательной воды и отбора пара на последний по ходу питательной воды ПВД, питаемый из выхлопа ЦВД, что связано с уменьшением мощности турбины, а на теплофикационных режимах - к снижению тепловой нагрузки (см., например, В.Я.Рыжкин. Тепловые электрические станции. М., Энергоатомиздат, 1987, с.58-61).

2. Происходит повышение давления в камере отбора пара на последний ПВД, отбор пара на который осуществляют из выхлопа ЦВД, что приводит к уменьшению располагаемого теплоперепада на ступени ЦВД и в связи с этим к снижению КПД ЦВД.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания способа эксплуатации теплофикационной турбинной установки, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении мощности, тепловой нагрузки и экономичности теплофикационной турбинной установки.

Сущность заявленного способа эксплуатации теплофикационной турбинной установки заключается в том, что в соответствии со способом подводят пар от энергетического котла к цилиндру высокого давления и подводят пар от котла-утилизатора одноконтурной парогазовой установки к последующему цилиндру, осуществляют подогрев конденсата в подогревателях низкого давления, деаэраторе, осуществляют подогрев питательной воды в подогревателях высокого давления с отбором пара на последний по ходу питательной воды подогреватель высокого давления из выхлопа цилиндра высокого давления, отводят часть конденсата после деаэратора к котлу-утилизатору, подогревают сетевую воду в бойлерах, новым является то, что турбину останавливают, последующий цилиндр вскрывают, удаляют отсеки ступеней, расположенные после отбора пара на соответствующий подогреватель высокого давления, устанавливают вместо удаленных отсеки ступеней с большей пропускной способностью, после чего цилиндр закрывают, турбину пускают и набирают заданную нагрузку, кроме того, после деаэратора осуществляют подвод питательной воды в котел-утилизатор в количестве, равном расходу пара к последующему цилиндру от котла-утилизатора.

Технический результат достигается следующим образом. Признаки формулы изобретения: подводят пар от энергетического котла к цилиндру высокого давления и подводят пар от котла-утилизатора одноконтурной парогазовой установки к последующему цилиндру, осуществляют подогрев конденсата в подогревателях низкого давления, деаэраторе, осуществляют подогрев питательной воды в подогревателях высокого давления с отбором пара на последний по ходу питательной воды подогреватель высокого давления из выхлопа цилиндра высокого давления, отводят часть конденсата после деаэратора к котлу-утилизатору, подогревают сетевую воду в бойлерах, являются существенными, так как обеспечивают работоспособность способа, а следовательно, являются необходимыми для достижения технического результата, заключающегося в повышении мощности, тепловой нагрузки и экономичности теплофикационной турбинной установки.

Благодаря тому, что в последующем цилиндре удаляют отсеки ступеней, расположенные после отбора пара на соответствующий подогреватель высокого давления, устанавливают вместо удаленных отсеки ступеней с большей пропускной способностью, давления в камерах отбора пара на ПВД, питаемого из выхлопа ЦВД и ПВД, питаемых из камер отбора пара последующего цилиндра, снижаются и соответствуют их исходным величинам при отсутствии подвода пара к последующему цилиндру по трубопроводу от котла-утилизатора и наличии отсеков ступеней с исходной (заниженной) пропускной способностью. Это позволяет сохранить оптимальное распределение нагрузок между подогревателями высокого давления: отбор пара на ПВД из выхлопа ЦВД и отборы пара на ПВД из последующего цилиндра, а также сохранить оптимальную температуру питательной воды. Оба эти фактора способствуют повышению мощности теплофикационной турбинной установки, а на теплофикационных режимах и повышению тепловой нагрузки.

Кроме того, возможность снижения давления в камере отбора пара на ПВД, питаемого из выхлопа ЦВД до исходной величины, позволяет восстановить коэффициент полезного действия ЦВД.

При этом, благодаря тому, что после деаэратора осуществляют подвод питательной воды в котел-утилизатор в количестве, равном расходу пара к последующему цилиндру от котла-утилизатора, сохраняют тем самым расход питательной воды через все ПВД и через энергетический котел таким же, как и при эксплуатации установки без подвода пара к последующему цилиндру от котла-утилизатора. Это обеспечивает надежность работы как ПВД, так и энергетического котла и котла-утилизатора, а следовательно, обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении мощности, тепловой нагрузки и экономичности теплофикационной турбинной установки.

Одновременно указанный способ позволяет использовать имеющийся в турбоустановке последующий цилиндр, что даже с учетом замены отсеков ступеней на соответствующие отсеки ступеней с большей пропускной способностью значительно повышает эффективность эксплуатации предложенного способа теплофикационной турбинной установки.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что заявленный способ эксплуатации теплофикационной турбинной установки при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении мощности, тепловой нагрузки и экономичности теплофикационной турбинной установки.

Осуществление способа поясняет устройство.

На чертеже изображена принципиальная схема теплофикационной турбинной установки для реализации данного способа.

Установка содержит турбину, состоящую из ЦВД1 и ЦНД2, сообщенные между собой ресивером 3. К ЦВД1 подключен трубопровод 4 подвода пара от энергетического котла с установленными на нем органами паровпуска 5. К ЦНД2 подключен трубопровод 6 подвода пара от котла-утилизатора с установленными на нем расходомерным устройством 7 и органами паровпуска 8. Отработавший в ЦНД2 пар по трубопроводу 9 отводится в конденсатор 10. Механическая энергия через вал 11 турбины передается в генератор 12 и превращается в нем в электрическую.

Из выхлопа ЦВД1 (ресивера 3) по трубопроводу 13 выполнен отбор пара на ПВД14, из ЦНД2 по трубопроводу 15 отбор пара на ПВД16 и по трубопроводу 17 на деаэратор 18. Из ЦНД2 имеются также отборы пара на ПНД19, ПНД20 и ПНД21, соединенные трубопроводом 22 подвода конденсата к деаэратору 18, а также отборы пара на бойлеры Б23 и Б24, соединенные трубопроводом 25 сетевой воды. После деаэратора выполнен трубопровод 26 подвода питательной воды к ПВД16 и ПВД13 и далее в энергетический котел и трубопровод 27 подвода питательной воды в котел-утилизатор с установленным на нем расходомерным устройством 28.

В ЦНД2 установки размещен отсек 29 ступеней 30, 31, расположенных после отбора пара по трубопроводу 13 на ПВД14 и отсек 32 ступеней 33, 34, расположенных после отбора пара по трубопроводу 15 на ПВД16. Диафрагмы (не показаны) ступеней 30, 31 и 33, 34 закреплены в обоймах 35 и 36.

Для эксплуатации теплофикационной турбиной установки в соответствии с заявленным способом теплофикационную турбинную установку с подводом пара к ЦНД2 по трубопроводу 6 от котла-утилизатора открытием органов паровпуска 8 турбину останавливают, вскрывают ЦНД2, удаляют отсек 29 ступеней 30, 31 и отсек 32 ступеней 33, 34, устанавливают вместо удаленных отсеки ступеней с большей пропускной способностью, после чего ЦНД2 закрывают.

Способ осуществляют следующим образом.

В ЦВД1 посредством паропровода 4 и органов паровпуска 5 подают пар от энергетического котла, который последовательно пропускают через ресивер 3 в ЦНД2 и далее по трубопроводу 9 в конденсатор 10. Одновременно в ЦНД2 посредством паропровода 6 и органов паровпуска 8 подводят пар от котла-утилизатора, который вместе с паром от энергетического котла также пропускают по трубопроводу 9 в конденсатор 10. Механическая энергия через вал 11 передается в генератор 12 и превращается в нем в электрическую.

На всех режимах имеют место отборы пара на ПВД14, ПВД16, деаэратор 18, ПНД19, ПНД20 и ПНД21. На теплофикационных режимах большая часть пара из ЦНД2 отбирается на Б23 и Б24 для подогрева сетевой воды, подаваемой по трубопроводу 25. Питательную воду после деаэратора 18 по трубопроводу 26 подают последовательно в ПВД16, ПВД14 и далее в энергетический котел и по трубопроводу 27 в котел-утилизатор.

При эксплуатации теплофикационной турбинной установки с подводом пара от котла-утилизатора к ЦНД2 по трубопроводу 6 путем открытия органов паровпуска 8 турбину останавливают, вскрывают ЦНД2, удаляют отсек 29 ступеней 30, 31 и отсек 32 ступеней 33, 34, устанавливают вместо удаленных отсеки ступеней с большей пропускной способностью, после чего ЦНД2 закрывают, турбину пускают и набирают заданную нагрузку.

В результате замены отсека 29 ступеней 30, 31 и отсека 32 ступеней 33, 34 на отсеки ступеней с большей пропускной способностью давления в камерах отбора пара на ПВД14, питаемого из выхлопа ЦВД (ресивера 3) и ПВД16, питаемого из камеры отбора пара после отсека 29, снижаются и соответствуют их величинам при отсутствии подвода пара к ЦНД2 по трубопроводу 6 от котла-утилизатора и наличии отсеков ступеней 29, 32 с исходной (заниженной) пропускной способностью, что позволяет сохранить оптимальное распределение нагрузок между ПВД14 и ПВД16, а также оптимальную температуру питательной воды. Оба эти фактора способствуют повышению мощности теплофикационной турбинной установки, а на теплофикационных режимах и повышению тепловой нагрузки.

Снижение давления в камере отбора пара на ПВД14, питаемого из выхлопа ЦВД1 (ресивера 3) до исходной величины, позволяет восстановить коэффициент полезного действия ЦВД1.

Одновременно указанный способ позволяет использовать имеющийся в турбоустановке последующий цилиндр (в данном случае ЦНД2), что даже с учетом замены отсеков ступеней 29 и 32 на соответствующие отсеки ступеней с большей пропускной способнбостью значительно повышает эффективность эксплуатации предложенного способа теплофикационной турбинной установки.

Наличие расходомерного устройства 7 на трубопроводе 6 подвода пара от котла-утилизатора и расходомерного устройства 28 на трубопроводе 27 подвода питательной воды в котел-утилизатор после деаэратора 18 позволяет осуществить подвод питательной воды в котел-утилизатор в количестве, равном расходу пара к ЦНД2 от котла-утилизатора, что позволяет сохранить расход питательной воды через ПВД16, ПВД14 и энергетический котел таким же, как и при эксплуатации установки без подвода пара к ЦНД 2 от котла-утилизатора. Это обеспечивает надежность работы как ПВД, так энергетического котла и котла-утилизатора.

Следует так же отметить, что в результате увеличения расхода пара в ЦНД 2 путем подвода пара от котла-утилизатора по трубопроводу 6 и органы паровпуска 8 одновременно увеличивается расход пара через ступени, расположенные после камеры отбора на деаэратор 18. Это влечет за собой повышение давления в камерах отбора на ПНД, в том числе на ПНД 16, установленный перед деаэраторм 18. При повышении давления увеличивается температура выхода конденсата после ПНД 16 и на входе в деаэратор 18, в результате чего уменьшается нагрузка в деаэраторе 18 и величина отбора пара на деаэратор 18, что связано с повышением мощности и тепловой нагрузки турбины. Одновременно происходит некоторая перегрузка ступеней, расположенных после отбора пара на деаэратор 18. Поэтому перед применением способа целесообразно проверить прочностные характеристики указанных ступеней и при необходимости ограничить величину подвода пара от котла-утилизатора к ЦНД 2 по трубопроводу 6 прикрытием органов паровпуска 6 по расходному устройству 7.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на ТЭЦ при эксплуатации теплофикационных турбинных установок. Сущность изобретения: подводят пар от энергетического котла к цилиндру высокого давления и подводят пар от котла-утилизатора одноконтурной парогазовой установки к последующему цилиндру. Подогревают конденсат в подогревателях низкого давления, деаэраторе. Подогревают питательную воду в подогревателях высокого давления с отбором пара на последний по ходу питательной воды подогреватель высокого давления из выхлопа цилиндра высокого давления. Отводят часть конденсата после деаэратора к котлу-утилизатору. Подогревают сетевую воду в бойлерах. Для повышения мощности, тепловой нагрузки и экономичности теплофикационной турбинной установки из последующего цилиндра удаляют отсеки ступеней, расположенные после отбора пара на соответствующий подогреватель высокого давления, и устанавливают вместо удаленных отсеки ступеней с большей пропускной способностью. После деаэратора осуществляют подвод питательной воды в котел-утилизатор в количестве, равном расходу пара к последующему цилиндру от котла-утилизатора. 1 ил.

Способ эксплуатации теплофикационной турбинной установки, в соответствии с которым подводят пар от энергетического котла к цилиндру высокого давления и подводят пар от котла-утилизатора одноконтурной парогазовой установки к последующему цилиндру, осуществляют подогрев конденсата в подогревателях низкого давления, деаэраторе, осуществляют подогрев питательной воды в подогревателях высокого давления с отбором пара на последний по ходу питательной воды подогреватель высокого давления из выхлопа цилиндра высокого давления, отводят часть конденсата после деаэратора к котлу-утилизатору, подогревают сетевую воду в бойлерах, отличающийся тем, что турбину останавливают, последующий цилиндр вскрывают, удаляют отсеки ступеней, расположенные после отбора пара на соответствующий подогреватель высокого давления, устанавливают вместо удаленных отсеки ступеней с большей пропускной способностью, после чего цилиндр закрывают, турбину пускают и набирают заданную нагрузку, кроме того, после деаэратора осуществляют подвод питательной воды в котел-утилизатор в количестве, равном расходу пара, к последующему цилиндру от котла-утилизатора.