Способ регулирования теплофикационной паротурбинной установки Советский патент 1985 года по МПК F01D17/20 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании теплофикационных установок, работающих с большими тепловыми нагрузками.

Известны способы регулирования теплофикационной паротурбинной установки путем управления клапанами части высокого давления турбины при изменении электрической мощности, поддержания минимального расхода . пара в часть низкого давления турбины и неизменного суммарного расхода сетевой воды через основной сетевой подогреватель и байпасный клапан на линии его обвода с поддержанием заданного значения тепловой нагрузки путем перераспределения расхода сетевой воды между основным сетевым подогревателем и байпасным клапаном 1.

Однако эти способы обеспечивают лишь сравнительно узкий диапазон регулирования электрической мощности, который ограничивается максимально возможным давлением в отборе.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования теплофикационной паротурбинной установки путем управления клапанами части высокого давления турбины при изменении электрической мощности, поддержания минимального расхода пара в часть низкого давления турбины и неизменного суммарного расхода сетевой воды через основной сетевой подогреватель и байпасный клапан на линии его обвода с поддержанием заданного значения тепловой нагрузки путем перераспределения расхода сетевой воды между основным сетевым подогревателем и байпасным клапаном и с перераспределением тепловой нагрузки между основным подогревателем и дополнительным подогревателем, снабжаемым паром через редукционно-охладительную установку, после достижения максимально возможного давления в отборе 2.

Недостатками указанного способа являются несколько пониженные точность регулирования и надежность работы установки в широком диапазоне изменения электрической мощности.

Цель изобретения - повышение точности регулирования и надежности работы установки в широком диапазоне изменения электрической мощности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования теплофикационной паротурбинной установки путем управления клапанами части высокого давления турбины при изменении электрической мощности, поддержания минимального расхода пара в часть низкого давления турбины и неизменного суммарного расхода сетевой воды через основной сетевой подогреватель и байпасный клапан на линии его обвода с поддержанием заданного значения тепловой нагрузки путем перераспределения

расхода сетевой воды между основным сетевым подогревателем и байпг ным клапаном и с перераспределением тепловой нагрузки между основным сетевым подогревателем и дополнительным подогревателем, снабжаемым паром через редукционно-охладительную установку, после достижения максимально возможного давления в отборе при снижении (повышении) электрической мощности увеличение (уменьшение) тепловой нагрузки дополнительного подогревателя и соответственное уменьшение (увеличение) трпловой нагрузки основного подогревателя производят дискретно отдельными интервалами каждый раз по достижении максимально возможного давления в отборе (полностью закрытого положения байпасного клапана), а величину этих интервалов выбирают равной изменению тепловой нагрузки основного подогревателя при изменении давления а нем от максимально возможного до минимального при постоянной электрической мощности.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - зависимость между давлением POTS- пара в отборе и выходной координатой Z нелинейного элемента с изломом в точке максимально возможного значения р кс-возм. . ния; на фиг. 3 - график распределения тепловой нагрузки Qi между основным и дополнительным сетевыми подогревателями в зависимости от-электрической мощности N турбины, где Qi н Qa - часть тепловой нагрузки, передаваемая от одного сетевого подогревателя к другому за один интервал.

На схеме (фиг. 1) показаны задатчик 1

5 и регулятор 2 мощности, воздействующий на сервомотор 3 регулирующих клапанов 4 части 5 высокого давления турбины, регулирующа Д диафрагма 6 части 7 низкого давления турбины, задатчик 8 и регулятор 9 тепловой нагрузки, соединенный с регулятором 10 давления пара в отборе, воздействующий на приводной механизм 11 байпасного клапана 12, установленного на обводе основного сетевого подогревателя 13, программный задатчик 14, редукционно-ох5 ладительная установка 15, через которую подается пар на дополнительный подогреватель 16, со своим регулирующим клапаном 17, снабженным приводным механизмом 18, нелинейный элемент 19, соединенный с датчиком 20 давления пара в отборе и с задат чиком 21 максимально возможного давления пара в этом отборе.

Регулируемым параметром регулятора 9 тепловой нагрузки является разность температур прямой и обратной сетевой воды или температура прямой сетевой, воды за дополнительным подогревателем 16.

Регулирование паротурбинной установки осуществляется следующим образом.

При переводе теплофикационной турбины на режим работы по тепловому графику регулирующая диафрагма 6 части 7 низкого

давления устанавливается в фиксированное положение с минимальным пропуском пара. Если необходимо уменьшить электрическую мощность, устанавливаемую задатчиком 1, регулятор 2 мощности через сервомотор 3 подает сигнал на закрытие регулирующих клапанов 4 части 5 высокого давления. Уменьшается расход пара, электрическая мощность турбины и тепловая нагрузка основного сетевого подогревателя 13. Для поддержания тепловой нагрузки, устанавливаемой задатчиком 8, регулятор 9 тепло.вой нагрузки, изменяя задание регулятору 10 давления, открывает байпасный клапан 12, уменьшая тем самым расход сетевой воды через основной сетевой подогреватель

13при неизменном су.ммарном расходе сетевой воды. При уменьшении расхода сетевой воды через подогреватель 13 давление в его паровом пространстве будет расти в пределах рабочего диапазона, а располагаемый перепад энтальпий пара, проходящего через часть 5 высокого давления турбины, уменьщается, и электрическая мощность становится уже меньше заданной. Для поддержания заданной мощности регулятор 2 мощности восстанавливает расход пара, необходимый для поддержания заданной тепловой нагрузки, а снижение электрической мощности происходит, в основном, за счет увеличения давления пара в отборе. При достижении давления в отборе максимально возможного уровня, установленного задатчиком 21, с выхода нелинейного элемента 19 подается сигнал на программный задатчик

14(фиг. 2), который, в свою.очередь, дает команду на частичное открытие регулирующего клапана 17 редукционно-охладительной установки 15. Возрастает расход свежего пара на дополнительный подогреватель и его тепловая нагрузка увеличивается на величину Ql(фиг. 3).

Суммарная тепловая нагрузка основного 13 и дополнительного 16 подогревателей также возрастает на эту же величину. Регулятор 9 тепловой нагрузки, который работает, например, по температуре прямой, сетевой воды за дополнительным подогревателем .16, закрывает байпасный клапан 12. Расход сетевой воды через основной сетевой подогреватель 13 увеличивается, а давление в его паровом пространстве и в отборе уменьшается. Располагаемый перепад энтальпий пара и мощность, вырабатывае.мая турбиной, увеличиваются, и регулятор 2 мощности прикрывает регулирующие клапаны 4 части 5 высокого давления. Давление в отборе устанав.пипается на уровне, близком к минимально допустимому. Дальнейшее снижение МОЩНОСТ1 происходит опять за счет перераспределения расхода сетевой воды через основной подогреватель 13 и-байпасный клапан 12 при увеличении давления пара в отборе до максимально возможного уровня. После этого программный задатчик 14 дает команду на увеличение тепловой нагрузки дополнительного подогревателя 16 теперь уже на величину Qg. Далее процесс повторяется.

Часть тепловой нагрузки, передаваемой за один интервал на дополнительный сетевой подогреватель 16 и, соответственно, степень открытия регулирующего клапана 17 редукционно-охладительно.й установки 15 определяется заранее расчетным или экспериментальным путем и равняется изменению тепловой нагрузки основного сетевого подогревателя 13 при изменении давления в нем за счет перераспределения расхода сетевой воды через основной сетевой подогреватель 13 и байпасный клапан 12 от максимально возможного до минимального или до полного закрытия байпасного клапана 12 при постоянной электрической мощности.

Если появляется необходимость увеличить электрическую мощность турбины, то первоначально это производится за счет уменьшения- расхода сетевой воды через байпасный клапан 12 и увеличения его через основной сетевой подогреватель 13, т. е. за счет увеличения теплоперепада. В тот момент, когда байпасный клапан 12 закрывается полностью, подается сигнал на программный зад,атчик 14, который, в свою очередь, дает команду на уменьщение тепловой нагрузки дополнительного подогревателя 16 на величину, соответствующую одной ступеньке на фиг. 3. Регулятор 9 тепловой нагрузки, поддерживая ее заданное значение, открывает байпасный клапан 12 и поднимает давление пара в отборе.

Таким образом, перераспределение тепловой нагрузки между основным и дополнительным подогревателями производят дискретно, отдельными интервалами. Причем точное регулирование тепловой нагрузки производится только перераспределением расхода сетевой воды через основной сетевой подогреватель и байпасный клапан, а редукционно-охладительная установка работает только с постоянными и достаточно большими расходами.

Реализация предлагаемого способа позволяет разгрузить турбоустановку вплоть до нагрузки холостого хода, причем, как показывают расчеты, при снижении электрической мощности до 25-30% от номинальной и сохранении тепловой нагрузки паровая нагрузка парогенератора уменьшается до 70-75%, т.е. в данном случае снимается ограничение по техническому минимуму котла. Регулирование тепловой нагрузки только перераспределением расхода сетевой воды через основной сетевой подогреватель и байпасный клапан повышает точность поддержания тепловой нагрузки по

сравнению со случаем, когда она регулируется изменением расхода острого пара через редукционно-охладительную установку. Исключение из работы редукционно-охладительной установки режимов с малыми и переменными расходами пара повышает надежность работы как редукционно-охладительной установки, так и всей паротурбинной установки и обеспечивает устойчивую

работу основного и вспомогательного оборудования.

Применение предлагаемого способа создает условия для привлечения теплофикационных турбоагрегатов к регулированию мощности энергосистем в течение всего отопительного периода, например, для прохождения минимумов графика электрических нагрузок.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОФИКАЦИОННОЙ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ путем управления клапанами части высокого давления турбины при изменении электрической мощности, поддержания -минимального расхода пара в часть низкого давления турбины и неизменного суммарного расхода сетевой воды через основной сетевой подогреватель и байпасный клапан на линии его обвода с поддержанием заданного значения тепловой нагрузки путем перераспределения расхода сетевой воды между основным сетевым подогревателем и байпасным клапаном и с перераспределением тепловой нагрузки между основным подогревателем и дополнительным подогревателем, снабжаемым паром через редукционно-охладительную установку, после достижения максимально возможного давления в отборе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и надежности работы установки в широком диапазоне изменения электрической мощности, при снижении (повышении) электрической мощности увеличение (уменьщение) тепловой нагрузки дополнительного подогревателя и соответственное уменьшение (увеличение) тепловой нагрузки основного подогревателя производят дискретно отдель ными интервалами каждый раз по достижении максимально возможного давления в (Л отборе (полностью закрытого положения байпасного клапана), а величину этих интервалов выбирают равной изменению тепловой нагрузки основного подогревателя при изменении давления в нем от максимально возможного до минимального при постоянной электрической мощности.

макс 80 зп Рот5

don

Qj

omS

Фие.2

A/

сриг.З