СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к способам работы тепловой электрической станции и может быть использовано на тепловых электрических станциях.
Наиболее распространенным является способ работы тепловой электрической станции (В.Я.Рыжкин Тепловые электрические станции. - М. -Л.: Энергия, 1967, с.154, рис.12-10), по которому поступающую от потребителей сетевую воду нагревают в сетевых подогревателях турбин типа ПТ, включенных последовательно по ходу сетевой воды. При пониженной температуре наружного воздуха в качестве пикового источника применяют пиковые водогрейные котлы. Температуру сетевой воды, подаваемую потребителям, поддерживают в зависимости от температуры наружного воздуха по температурного графику теплосети.
Применение пиковых водогрейных котлов (ПВК) ведет к увеличению топливных издержек. Также ПВК считается менее надежным оборудованием и поэтому их использование может привести к снижению надежности отпуска тепла потребителям в период низких температур.
Известен способ работы тепловой электрической станции (см. патент №2174610, МПК F01К 17/02, опуб. 10.10.2001 г.), 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. 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.
К недостаткам данного способа можно отнести то, что в период низких температур наружного воздуха поддержание комфортной температуры у потребителей требует дополнительного расхода топлива на нагрев воды в водогрейных котлах, что ведет к дополнительному увеличению производственных издержек. Также ПВК считается менее надежным оборудованием по сравнению с паровыми котлами большой мощности.
Технически близким к заявляемому способу является способ работы тепловой электрической станции (см. патент №2164606, МПК F01К 17/02, опуб. 27.03.2001 г.), по которому в качестве пикового источника мощности установлен пиковый поверхностный пароводяной теплообменник, который по греющей среде подключен к производственному отбору паровой турбины, а в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей включен водоводяной подогреватель, который по греющей среде соединен с конденсатопроводом пикового поверхностного пароводяного теплообменника.
Недостатком данного способа является значительный недогрев сетевой воды до температуры насыщения отобранного пара вследствие большего расхода сетевой воды через подогреватели, а также сложность качественно-количественного регулирования отпуска теплоты, что приводит к необходимости использования максимального температурного графика в период наиболее низких температур наружного воздуха.
Техническим результатом изобретения является снижение недогрева сетевой воды до температуры насыщения отобранного пара, а, следовательно, повышение мощности и экономичности турбин, увеличение надежности теплоснабжения и применение пониженного температурного графика теплосети при возможном использовании качественно-количественного регулирования.
Сущность изобретения в том, что в способе работы тепловой электрической станции, при котором в качестве пикового источника мощности установлен пиковый поверхностный пароводяной теплообменник, который по греющей среде подключен к производственному отбору паровой турбины, а в сетевой трубопровод после основных сетевых подогревателей включен водоводяной подогреватель, который по греющей среде соединен с конденсатопроводом пикового поверхностного пароводяного теплообменника, пиковый поверхностный пароводяной теплообменник подключен параллельно основным подогревателям по ходу сетевой воды.
На фиг. изображена схема способа работы тепловой электрической станции.
На фиг. изображены: 1 - паровая турбина типа ПТ; 2 - генератор; 3 - конденсатор; 4 - подогреватель сетевой воды 2-ой ступени; 5 - подогреватель сетевой воды 1-ой ступени; 6 - пиковый поверхностный пароводяной теплообменник; 7 - сетевой насос; 8 - водоводяной подогреватель.
Способ работы тепловой электрической станции заключается в том, что пар из котлов поступает в турбину 1, где, расширяясь в ступенях цилиндров, превращает потенциальную тепловую энергию пара в механическую энергию вращения ротора турбины. Вращающийся ротор преобразовывает механическую энергию в электрическую в генераторе 2. Часть пара идет на регенеративный подогрев воды, а часть пара на нагрев воды в сетевых подогревателях 4 и 5. Оставшийся пар после турбины конденсируется в конденсаторе 3. Поступающую от потребителей сетевую воду разделяют на два параллельных потока, один из которых нагревают в базовом режиме в сетевых подогревателях 4 и 5, а также в водоводяном подогревателе 8, а другой - в пиковом режиме в пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике 6, который по греющей среде подключен к производственному отбору паровой турбины. Греющей средой водоводяного подогревателя 8 служит конденсат пара из пикового поверхностного пароводяного теплообменника. Нагретые в основных сетевых подогревателях, в водоводяном подогревателе и пиковом поверхностном пароводяном теплообменнике потоки сетевой воды перед подачей потребителям смешивают. Осуществляется качественно-количественное регулирование при пониженном температурном графике теплосети.
Тепловая экономичность турбин типа ПТ определяется выработкой электроэнергии на тепловом потреблении. Выработка на тепловом потреблении существенно зависит от давлений в теплофикационных отборах. Одним из факторов, определяющих давление в теплофикационном отборе, является недогрев сетевой воды до температуры насыщения отобранного пара.
Величина недогрева в сетевом подогревателе зависит от расхода сетевой воды. При применении предлагаемого способа расход сетевой воды через основные сетевые подогреватели уменьшится, что приведет к снижению недогрева сетевой воды до температуры насыщения отобранного пара, а, следовательно, и к снижению давлений в теплофикационных отборах.
Был произведен сравнительный анализ схем: схемы, состоящей их двух основных сетевых подогревателей и пикового поверхностного пароводяного теплообменника, подключенного последовательно по ходу сетевой воды и схемы, состоящей их двух основных подогревателей и пикового водогрейного котла, подключенного параллельно по сетевой воде с предлагаемой схемой, состоящей из двух основных подогревателей и пикового поверхностного пароводяного теплообменника, подключенного параллельно основным сетевым подогревателям по ходу сетевой воды. В результате анализа было выявлено, что применение пикового поверхностного пароводяного теплообменника вместо ПВК повышает надежность теплоснабжения, а также повышает выработку на тепловом потреблении. Кроме того, снижается расход топлива для ТЭЦ, что ведет к снижению топливных издержек, особенно это заметно при использовании дорогостоящего топлива (мазута). Применение параллельной схемы включения пикового поверхностного пароводяного теплообменника позволяет применять качественное регулирование нагрузки в базовой части графика и количественное регулирование нагрузки в пиковой части температурного графика теплосети за счет возможности увеличения расхода сетевой воды через сетевые подогреватели, а также производить отпуск теплоты по пониженному температурному графику теплосети.
Таким образом, изобретение позволяет повысить мощность и экономичность турбин, увеличить надежность теплоснабжения и обеспечить у потребителей тепловой энергии расчетную внутреннюю температуру воздуха.