СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ С ОТКРЫТОЙ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 2009 года по МПК F01K13/00 F01K17/04 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а точнее к теплоэлектроцентралям с открытой теплофикационной системой.

Известен способ работы паротурбинных энергоустановок не блочного типа с питательными насосами, приводимыми от асинхронных электродвигателей с частотой вращения 3000 оборотов в минуту, согласно которому при их частичных нагрузках расход питательной воды регулируют изменением числа работающих питательных насосов и (или) гидромуфтами, обеспечивающими изменение частоты вращения и производительности питательных насосов при постоянной частоте вращения приводных электродвигателей (В.Я.Рыжкин. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987, стр.129, рис.9.13).

Недостатки этого способа при приводе питательных насосов от асинхронных электродвигателей связаны со снижением экономичности при дросселировании питательной воды, а при применении гидромуфт - с ограниченным диапазоном регулирования подачи питательной воды и их пониженной надежностью.

Известен также способ работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, содержащей паровые турбины с промышленными отборами пара и с конденсаторами, имеющими встроенные пучки, подогреватели сырой воды, химводоочистку, теплообменники подогрева подпиточной воды, вакуумные деаэраторы подпиточной воды теплосети, питательные насосы, приводимые от асинхронных электродвигателей, при котором подогрев сырой воды перед химводоочисткой производят во встроенных пучках конденсаторов теплофикационных паровых турбин, в подогревателях сырой воды и в теплообменниках подогрева греющей воды вакуумных деаэраторов, питаемых паром из теплофикационных отборов паровых турбин, асинхронные электродвигатели питательных насосов питают электроэнергией от распределительного устройства собственных нужд теплоэлектроцентрали. Дополнительный подогрев подпиточной воды перед вакуумными деаэраторами повышает качество ее деаэрации (В.И.Шарапов. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. - М.: Энергоатомиздат, 1996. Рис.8.3).

Недостатками этого способа работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой являются ее недостаточно высокая тепловая экономичность с ограниченной выработкой электроэнергии на тепловом потреблении.

Данный способ работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой принят за прототип изобретения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков рассмотренных способов работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой: увеличение электрической мощности и повышение тепловой экономичности теплоэлектроцентрали, улучшение качества деаэрации подпиточной воды.

Для устранения недостатков способа-прототипа в предлагаемом изобретении применяют дополнительную(ные) конденсационную паровую турбину с электрогенератором, питаемую паром из промышленных отборов паровых турбин теплоэлектроцентрали. Химически очищенную подпиточную воду подогревают в конденсаторе дополнительной паровой турбины перед вакуумными деаэраторами подпиточной воды. При частичных нагрузках теплоэлектроцентрали, изменяя число оборотов дополнительной паровой турбины и ее электрогенератора, осуществляют экономичное частотное регулирование асинхронных электродвигателей питательных насосов, их числа оборотов, производительности и напора.

Технический результат достигается за счет того, что в способе работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, согласно которому на асинхронный электродвигатель подают электроэнергию от распределительного устройства электрических собственных нужд теплоэлектроцентрали, приводят питательный насос и подают питательную воду в котельный агрегат теплоэлектроцентрали, сырую воду вначале подогревают во встроенном пучке конденсатора паровой турбины теплоэлектроцентрали, а затем в подогревателе сырой воды подают и очищают ее в химводоочистке, химически очищенную подпиточную воду деаэрируют в вакуумном деаэраторе подпитки теплосети, а теплоэлектроцентраль снабжают дополнительной конденсационной паровой турбиной с электрогенератором, подают пар из промышленного отбора паровой турбины теплоэлектроцентрали, синхронизируют электрогенератор дополнительной конденсационной паровой турбины, связывают его электрическими связями с распределительным устройством собственных нужд теплоэлектроцентрали и с асинхронным электродвигателем питательного насоса, осуществляя электроснабжение асинхронного электродвигателя от электрогенератора дополнительной конденсационной паровой турбины; при уменьшении расхода питательной воды теплоэлектроцентрали электрогенератор отключают от распределительного устройства собственных нужд и, уменьшая расход пара на дополнительную конденсационную паровую турбину, снижают число оборотов этой турбины и ее электрогенератора, изменяя частоту вырабатываемого им электрического тока и уменьшая частоту вращения асинхронного электродвигателя питательного насоса, его производительность и напор.

Предлагаемый способ позволяет:

- увеличить электрическую мощность теплоэлектроцентрали за счет выработки электроэнергии в электрогенераторе дополнительной турбины;

- повысить тепловую экономичность теплоэлектроцентрали вследствие увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении;

- улучшить качество деаэрации подпиточной воды в вакуумном деаэраторе за счет ее дополнительного подогрева в конденсаторе дополнительной паровой турбины;

- повысить экономичность теплоэлектроцентрали на частичных режимах ее работы за счет частотного регулирования асинхронных электродвигателей питательных насосов путем изменения частоты вращения дополнительной паровой турбины.

Блок-схема теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, изображенная на фиг.1, состоит из двух блоков: блока теплоэлектроцентрали 1 и блока 2 дополнительной конденсационной паровой турбины. На фиг.2 показана принципиальная схема теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, работающей по предлагаемому способу.

Блок теплоэлектроцентрали 1, изображенный на фиг.1, включает: паровую турбину 3 с промышленным отбором пара 4 и конденсатором со встроенным пучком 5, деаэратор высокого давления 6, питательный насос 7, распределительное устройство электрических собственных нужд 8, асинхронный электродвигатель 9 привода питательного насоса 7, подогреватель сырой воды 10, химводоочистку 16, вакуумный деаэратор 19 подпитки теплосети.

Блок 2 дополнительной конденсационной паровой турбины на фиг.2 включает: паропровод 11, конденсационную паровую турбину 12 с конденсатором 17 и электрогенератором 14, трубопровод подпиточной воды 15, трубопровод подогретой подпиточной воды 18.

Предлагаемый способ работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой осуществляют следующим образом. Питательную воду деаэрируют в деаэраторе высокого давления 6 и питательным насосом 7 направляют в котельный агрегат теплоэлектроцентрали 1. Асинхронный электродвигатель 9, приводящий питательный насос 7, питают электроэнергией от распределительного устройства 8 электрических собственных нужд теплоэлектроцентрали 1.

Подав пар из паропровода 11 на вход дополнительной конденсационной паровой турбины 12, обеспечивают ее пуск и повышение оборотов. Полезную работу этой турбины используют для выработки электроэнергии в электрогенераторе 14, ее отработавший пар направляют в конденсатор 17. Увеличив обороты паровой турбины 12 до номинальных, синхронизируют ее электрогенератор 14 с распределительным устройством 8 электрических собственных нужд теплоэлектроцентрали 1, после чего электрически связывают электрогенератор 14 с распределительным устройством 8 электрических собственных нужд и с клеммами асинхронного электродвигателя 9, обеспечивая на номинальных режимах работы теплоэлектроцентрали 1 привод питательного насоса 7 от асинхронного электродвигателя 9 за счет электроэнергии, вырабатываемой электрогенератором 14.

Сырую воду, поступающую на химводоочистку 16, предварительно подогревают во встроенном пучке 9 конденсатора паровой турбины 3 и в подогревателе сырой воды 10. В конденсатор 17 по трубопроводу подпиточной воды 15 подают подпиточную воду, химически очищенную в химводоочистке 16, и подогревают ее за счет теплоты пара, конденсирующегося в конденсаторе 17. Подогретую в конденсаторе 17 подпиточную воду по трубопроводу подогретой подпиточной воды 18 направляют в вакуумный деаэратор 19 подпитки теплосети.

При частичных нагрузках теплоэлектроцентрали 1 при уменьшении расхода питательной воды электрогенератор 14 электрически отключают от распределительного устройства 8 электрических собственных нужд теплоэлектроцентрали и, уменьшая расход пара по трубопроводу 11 на дополнительную конденсационную паровую турбину 12, снижают число ее оборотов и электрогенератора 14, уменьшая при этом частоту вырабатываемого им электрического тока и частоту вращения асинхронного электродвигателя 9 питательного насоса 7, а также производительность и напор питательного насоса 7.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. В состав теплоэлектроцентрали вводят дополнительную конденсационную паровую турбину с электрогенератором, в которую подают пар из промышленного отбора паровой турбины теплоэлектроцентрали. Электрогенератор дополнительной конденсационной паровой турбины связывают с распределительным устройством собственных нужд теплоэлектроцентрали и с асинхронным электродвигателем питательного насоса, осуществляя электроснабжение асинхронного электродвигателя от электрогенератора дополнительной конденсационной паровой турбины. При уменьшении расхода питательной воды теплоэлектроцентрали электрогенератор отключают от распределительного устройства собственных нужд и, уменьшая расход пара на дополнительную конденсационную паровую турбину, снижают число оборотов этой турбины и ее электрогенератора, изменяя частоту вырабатываемого им электрического тока и уменьшая частоту вращения асинхронного электродвигателя питательного насоса, его производительность и напор. Изобретение позволяет повысить тепловую экономичность теплоэлектроцентрали. 2 ил.

Способ работы теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, согласно которому на асинхронный электродвигатель подают электроэнергию от распределительного устройства электрических собственных нужд теплоэлектроцентрали, приводят питательный насос и подают питательную воду в котельный агрегат теплоэлектроцентрали, сырую воду вначале подогревают во встроенном пучке конденсатора паровой турбины теплоэлектроцентрали, а затем в подогревателе сырой воды подают и очищают ее в химводоочистке, химически очищенную подпиточную воду деаэрируют в вакуумном деаэраторе подпитки теплосети, отличающийся тем, что теплоэлектроцентраль снабжают дополнительной конденсационной паровой турбиной с электрогенератором, подают пар из промышленного отбора паровой турбины теплоэлектроцентрали, синхронизируют электрогенератор дополнительной конденсационной паровой турбины, связывают его электрическими связями с распределительным устройством собственных нужд теплоэлектроцентрали и с асинхронным электродвигателем питательного насоса, осуществляя электроснабжение асинхронного электродвигателя от электрогенератора дополнительной конденсационной паровой турбины; при уменьшении расхода питательной воды теплоэлектроцентрали электрогенератор отключают от распределительного устройства собственных нужд и, уменьшая расход пара на дополнительную конденсационную паровую турбину, снижают число оборотов этой турбины и ее электрогенератора, изменяя частоту вырабатываемого им электрического тока и уменьшая частоту вращения асинхронного электродвигателя питательного насоса, его производительность и напор.