ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Область использования
Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована на тепловых электрических станциях (ТЭС) с энергоблоками конденсационных и теплофикационных парогазовых установок (ПТУ).
Уровень техники
Известна принятая в качестве прототипа заявленной полезной модели ТЭС, содержащая по меньшей мере две ПГУ, в состав которых входят газовые турбины (ГТ), котлы-утилизаторы и паровые турбины, конденсаторы каждой из которых подключены к контуру циркуляции охлаждающей воды и тракту основного конденсата (ОК) паровой турбины (ПТ), сообщенного с котлом-утилизатором (КУ), с обессоливающей установкой (ОУ) и с трактом конденсата греющего пара сетевых подогревателей (СП) (Гомболевский В.И., Радин Ю.А., Скуратов А.В. и др. Пусковые схемы отечественных блоков ПГУ на базе газотурбинных установок ГТУ-160 // Электрические станции, №6, 2013).
На ТЭС каждая ПГУ снабжена ОУ, в состав которой входят трубопроводы подвода очищаемого конденсата и отвода обессоленного конденсата, конденсатный насос, запорная и регулирующая арматура. ОУ включается в работу периодически по мере необходимости доведения качества ОК, подаваемого в КУ, до нормативных показателей. Продолжительность работы ОУ зависит от качества конденсата. При нормативном значении качества ОК и конденсата СП они смешиваются в тракте ОК, и их смесь подается в КУ. Если качество ОК и конденсата СП не соответствует нормативному, то они смешиваются в тракте ОК, и их смесь подается в ОУ. Такое совпадение качества этих конденсатов в практике эксплуатации редко, т.к. чаще загрязняется конденсат СП. Для обеспечения допустимой температуры смеси на входе в ОУ требуется охлаждение конденсата СП. Раздельная подача чистого ОК в КУ и требующего очистки конденсата СП в ОУ невозможна, что снижает маневренность и увеличивает собственные нужды ТЭС. Наличие ОУ на каждой ПГУ ТЭС согласно ближайшему аналогу неэффективно по капитальным вложениям и эксплуатационным затратам ТЭС. В период длительного простоя ОУ возникает опасность коррозионных повреждений, что снижает ее надежность и срок эксплуатации.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является повышение экономичности и маневренности ТЭС. Достигаемый полезной моделью технический результат заключается в снижении капитальных и эксплуатационных затрат на парогазовых установках ТЭС, а также в повышении надежности ОУ.
Указанные задача и технический результат обеспечиваются тем, что в ТЭС, содержащей по меньшей мере две ПГУ, в состав которых входят ГТ, КУ и ПТ, конденсаторы каждой из которых подключены к контуру циркуляции охлаждающей воды и тракту ОК ПТ, сообщенного с КУ, с ОУ и с трактом конденсата греющего пара СП согласно полезной модели на одной из ПГУ ОУ сообщена с трактом ОК трубопроводами подачи и отвода конденсата, а тракт конденсата СП подключен к трубопроводу подачи конденсата в ОУ, в рассечку которого установлен охладитель конденсата, снабженный байпасом и подключенный по охлаждающей среде к контуру циркуляции охлаждающей воды конденсатора ПТ, при этом к трубопроводам подачи и отвода конденсата ОУ подключены соответственно трубопроводы подачи и отвода конденсата других ПГУ.
Причинно-следственная связь между отличительными признаками полезной модели и достигаемым техническим результатом состоит в следующем. Сообщение ОУ с трактом ОК трубопроводами подачи и отвода конденсата и подключение тракта конденсата СП к трубопроводу подачи конденсата в ОУ обеспечивают раздельную подачу конденсатов из трактов и снижение собственных нужд ТЭС. Подключение к трубопроводам подачи и отвода конденсата обессоливающей установки трубопроводов подачи и отвода конденсата других ПГУ обеспечивает работу ТЭС с периодической очисткой конденсаторов каждой ПГУ в зависимости от их тепловой и электрической нагрузки, а также сочетание очистки ОК одной ПГУ и конденсата СП другой ПГУ и наоборот, что повышает маневренность ТЭС. Использование одной ОУ для нескольких ПГУ ТЭС повышает коэффициент ее использования, надежность и срок службы, сокращает капитальные вложения на проектирование, оборудование и строительство ТЭС и эксплуатационные затраты на ТЭС. Установка перед ОУ охладителя конденсата, снабженного байпасом и подключенного по охлаждающей среде к контуру циркуляции охлаждающей воды конденсатора ПТ обеспечивает надежность охлаждения конденсата по условиям работы ОУ и использование части сбрасываемого с охлаждающей водой из конденсатора тепла в цикле ТЭС, что повышает мощность и экономичность.
Краткое описание чертежа
На чертеже изображена принципиальная тепловая схема ТЭС с энергоблоками ПГУ согласно полезной модели.
Подробное описание полезной модели
ТЭС содержит по меньшей мере две ПГУ 1, в состав которых входят газовые турбины, котлы-утилизаторы и паровые турбины (не показаны), конденсаторы 2 каждой из которых подключены к контуру 3 циркуляции охлаждающей воды и тракту 4 основного конденсата ПТ, на котором установлены конденсатные насосы 5 и теплообменник 6. Тракт 4 сообщен с КУ, трубопроводами 7, 8 подачи и отвода обессоленного конденсата с ОУ 9 и трактом 10 конденсата греющего пара СП теплофикационной установки (не показаны), с установленным на нем сливным насосом 11. Тракт 10 трубопроводом 12 сообщен с трубопроводом 7 подачи конденсата в ОУ 9.
На одной из ПГУ (на чертеже ПГУ 1) к трубопроводам 7 и 8 подключены трубопроводы 13, 14 подачи конденсата и трубопроводы 15, 16 отвода обессоленного конденсата, соответственно, других ПГУ. На входе в ОУ 9 в рассечку трубопровода 7 установлен охладитель 17 конденсата, снабженный байпасом 18 и подключенный по охлаждающей среде к контуру 3 циркуляции охлаждающей воды конденсатора 2 ПТ. ОУ 9, которая уже является общей обессоливающей установкой (ООУ) для ТЭС, снабжена насосом 19, установленным на выходе из ОУ 9. ПГУ 1 снабжена запорно-регулирующей арматурой: регулирующими клапанами 20, 21, 22 и задвижками 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33.
Работа тепловой электрической станции
При работе ПГУ 1 в конденсационном режиме с нормативным значением качества ОК он конденсатным насосом 5 по тракту 4 при открытых регулирующем клапане 20 и задвижке 28 подается в КУ. Если качество ОК требует его очистки, то закрывается задвижка 28, открываются задвижки 27 и 31 и по трубопроводу 7 и байпас 18 охладителя 17 конденсат подается в ОУ 9, откуда насосом 19 при открытых регулирующем клапане 22 и задвижках 32, 33 по трубопроводу 8 обессоленного конденсата подается в тракт 4 основного конденсата и далее в КУ.
В теплофикационном режиме при нормативном значении качества ОК и конденсата СП конденсат последних сливным насосом 11 при открытых задвижках 24, 25 и регулирующем клапане 21 подается по тракту 10 для смешивания с ОК, и их смесь по тракту 4 направляется в КУ. При необходимости очистки только конденсата СП и допустимой для работы ОУ 9 температурой закрывается задвижка 25, открываются задвижки 26, 31, 32, 33, и регулирующий клапан 22 и из тракта 10 подается конденсат по трубопроводу 12 в трубопровод 7 и через байпас 18 в ОУ 9, а после очистки насосом 19 по трубопроводу 8 направляется в тракт 4 и далее с основным конденсатом в КУ.
При высоких температурах конденсата СП для обеспечения работы ОУ 9 закрывается задвижка 31, открываются задвижки 29, 30, и конденсат направляется в дополнительный охладитель 17, где охлаждается циркуляционной водой из контура 3 конденсатора 2 ПТ до требуемой температуры и поступает в ОУ 9, из которой по трубопроводу 8 подается в тракт 4 ОК и далее с ОК в КУ.
При необходимости очистки только ОК закрывается задвижка 28, открываются задвижки 27, 31, и конденсат по трубопроводу 7 и байпас 18 подается в ОУ а из нее в тракт 4, где смешивается с конденсатом СП и подается в КУ.
Аналогичные режимы обеспечиваются и на других ПГУ с направлением конденсата по трубопроводам 13, 14 в трубопровод 7 и затем в уже общую обессоливающую установку (ОУ 9), а из нее по трубопроводу 8 и затем по трубопроводам 15, 16 в КУ соответствующей ПГУ.
Возможны варианты работы ТЭС с периодической очисткой конденсатов каждой ПГУ, с одновременной очисткой ОК или конденсата СП нескольких ПГУ в зависимости от тепловой и электрической нагрузки работающих ПГУ, а также сочетанием очистки ОК одной ПГУ и конденсата СП другой ПГУ или наоборот. Последовательность проведения очистки конденсата от различного количества ПГУ на ТЭС определяется условиями их эксплуатации и текущим значением качества конденсата, что повышает маневренность ТЭС.
Использование ООУ для нескольких ПГУ ТЭС повышает коэффициент их использования и надежность, сокращает капитальные вложения на проектирование, оборудование и строительство ТЭС и эксплуатационные затраты на ТЭС. Охлаждение конденсата СП сбросной циркуляционной водой из конденсатора ПТ позволяет использовать часть сбрасываемого из конденсатора тепла в цикле ТЭС, например при подготовке исходной воды для водоподготовительной установки ТЭС, что позволит уменьшить расход пара из отбора турбины и повысить ее мощность и экономичность.