МАНЕВРЕННАЯ ТЕПЛОФИКАЦИОННАЯ ТУРБОУСТАНОВКА

Область использования
Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована при разработке маневренных теплофикационных турбоустановок, в том числе парогазовых с теплофикационными паровыми турбинами.
Уровень техники
Известна принятая в качестве прототипа заявляемой полезной модели маневренная турбоустановка, содержащая парогенерирующий агрегат и теплофикационную паровую турбину, оборудованную цилиндрами высокого, среднего и низкого давления (ЦВД, ЦСД и ЦНД) с паровыми отборами, соединенными с сетевыми подогревателями с возможностью подключения отборов более высоких параметров и поддержания по меньшей мере одного из цилиндров в обеспаренном режиме горячего резерва (SU 1815342, F01K 13/02, 1993). Согласно указанному прототипу парогенерирущий агрегат выполнен в виде парового котла, пар в ЦВД теплофикационной турбины поступает непосредственно от этого котла, а основной сетевой подогреватель подключен к паровым отборам ЦСД, что соответствует режиму работы с номинальной тепловой нагрузкой. Для покрытия пиковой тепловой нагрузки предусмотрен дополнительный сетевой подогреватель, подключенный через редукционно-охладительное устройство (РОУ) к паропроводу острого пара. При этом остаток острого пара с помощью второго РОУ перебрасывается на вход ЦСД, обеспаривая ЦВД, который поддерживается в горячем резерве.
К недостаткам технического решения согласно указанному прототипу следует отнести следующее:
- неспособность оперативного набора или сброса электрической и тепловой нагрузки из-за низких маневренных качеств (высокой степени инерционности) парового котла;
- низкая экономичность в режимах работы при глубокой разгрузке котельного агрегата из-за использования РОУ не только при пуске и останове установки, но и в режимах относительно длительной продолжительности;
- мало освоенный беспаровой режим ЦВД.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является повышение маневренности турбоустановки без существенного снижения экономичности турбоустановки, а достигаемыми техническими результатами - обеспечение оперативного набора или сброса электрической и тепловой нагрузки, успешное прохождение провала электрической нагрузки при сохранении отпуска тепла, требуемого по тепловому графику.
Решение указанной задачи и достижение указанных технических результатов обеспечиваются тем, что в маневренной турбоустановке, содержащей парогенерирующий агрегат и теплофикационную паровую турбину, оборудованную цилиндрами высокого, среднего и низкого давления с паровыми отборами, соединенными с сетевыми подогревателями с возможностью подключения отборов более высоких параметров и поддержания по меньшей мере одного из цилиндров в обеспаренном режиме горячего резерва согласно полезной модели парогенерирующий агрегат выполнен в виде парового котла с минимальной паропроизводительностью не более 20% от общей номинальной паропроизводительности установки на скользящем давлении за счет организации рециркуляции среды при малых нагрузках и возможностью параллельной подачи пара при различной степени загрузки котельного агрегата на сетевые подогреватели от паропроводов свежего пара через запорные задвижки и РОУ и от отборов цилиндров высокого и среднего давлений.
Отличительные признаки полезной модели состоят в том, что при снижении электрической нагрузки и необходимости сохранить тепловую нагрузку происходит разгрузка котла на скользящем давлении с одновременным переводом питания сетевых подогревателей сначала на более высокие отборы, а потом на свежий пар через РОУ. Для увеличения регулировочного диапазона котла в схеме предусмотрен насос рециркуляции. Совокупность этих известных технических решений создает новое эксплуатационное свойство теплофикационной турбоустановки, которое позволяет ей участвовать в регулировании мощности сети и получать от этого прибыль.
Краткое описание чертежей
На чертеже изображен один из возможных примеров принципиальной тепловой схемы теплофикационной турбоустановки согласно полезной модели с предусмотренными байпасными линиями парового переключения основных отборов из цилиндра среднего давления при провале электрической нагрузки на сетевые подогреватели воды.
Подробное описание полезной модели
Теплофикационная паротурбинная установка согласно изображенному на чертеже примеру реализации полезной модели содержит ЦВД 1, ЦСД 2, и ЦНД 3. При этом валы роторов ЦВД, ЦСД и ЦНД объединены муфтовыми соединениями (не показаны) в общий валопровод 4, соединенный с турбогенератором ТГ 5. Вход ЦВД соединен паропроводом 6 острого пара с паровым выходом поверхностей нагрева 7 парового котла 8, включающих водяной экономайзер, испарительные поверхности и пароперегреватель. На паропроводе 6 установлен стопорно-регулирующий клапан (СРК) 9 высокого давления (ВД). Выход ЦВД соединен паропроводом 10 со входом ЦСД. Выход ЦСД соединен перепускным паропроводом 11 с установленным на нем СРК 12 со входом двухпоточного ЦНД. Выхлопы ЦНД соединены с конденсатором 13, соединенным по конденсату с котлом 8 линией 14, на которой последовательно установлены конденсатный насос (КН) 15, подогреватель низкого давления (ПНД) 16, питательный насос (ПН) 17 и подогреватель высокого давления (ПВД) 18. На прямом трубопроводе 19 сетевой магистрали последовательно установлены подогреватели сетевой воды (ПСГ) - ПСГ-1 20 и ПСГ-2 21, подключенные по греющей стороне к линиям 26 и 27 паровых отборов ЦСД нарастающего давления с установленной на них запорно-регулирующей арматурой (ЗРА) 33 и 34. При этом ПСГ-1 и ПСГ-2 соединены по конденсату перепускным паропроводом 35, а ПСГ-1 соединен с линией 14 основного конденсата линией 36 с установленным на ней дренажным насосом 37. Для работы в теплофикационном режиме с провалом электрической нагрузки в ночное и дневное время суток предусмотрены байпасные линии 22, 23, 24, 25 с установленной на них запорно-регулирующей арматурой ЗРА 28, 29, 30, 31 и 32, а также линия 39 отбора свежего пара на РОУ 38. В котле предусмотрена линия рециркуляция питательной воды, перекачиваемая рециркуляционным насосом 40.
Работа маневренной турбоустановки
Теплофикационная паротурбинная установка согласно полезной модели работает следующим образом. В дневное время суток турбоустановка работает по стандартной тепловой схеме. В ночные режимы она переводится в горячий резерв и вырабатывает электрическую мощность на ТГ 5 только за счет работы ЦВД. Для сохранения неизменной тепловой нагрузки предусмотрено переключение отборов на сетевые подогреватели на вышестоящие отборы 22, 23, 24, 25, при этом основные отборы 26 и 27 на сетевые подогреватели отключены по пару ЗРА 33 и 34. При прохождении провала нагрузки турбоустановка работает в малорасходном режиме, где в голову турбины подается пар для обеспечения нагрева сетевой воды в сетевых подогревателях ПСГ-1 и ПСГ-2, а также для охлаждения вращающихся в почти беспаровом режиме цилиндров ЦСД и ЦНД. Это ускоряет процесс пуска турбины после прохождения провала нагрузки, так как она пускается из горячего состояния, при этом сохраняя полностью тепловую нагрузку на сетевые подогреватели ПСГ-1 и ПСГ-2.