ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, в частности, к теплофикационным установкам, обеспечивающим, как выработку электроэнергии, так работу систем централизованного теплоснабжения, «замкнутых» на ТЭЦ.
Известна теплоэнергетическая установка, содержащая сообщенный по пару с основной турбиной, теплофикационный контур с прямой и обратной тепломагистралями и сетевым подогревателем, сообщенным по греющей среде с отбором пара основной турбины (SU №1612099, кл. F01К 23/04, 1988 г.)
Недостаток устройства его конструктивная сложность и отсутствие средств очистки оборотной воды.
Известна теплоэнергетическая установка, содержащая сообщенный по пару с турбиной, теплофикационный контур с прямой и обратной тепломагистралями и сетевым подогревателем, сообщенным по греющей среде с отбором пара турбины, при этом, на обратной тепломагистрали перед входом в сетевой насос установленный перед сетевым подогревателем размещен узел подготовки воды (В.Я.Рыжкин «Тепловые электрические станции». Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1976. 448 с.)
Недостаток этого решения - низкое качество защиты сетевого подогревателя от загрязнения взвесями поступающими с обратной водой из теплосети. Конструктивно узел подготовки воды представляет из себя фильтр грубой очистки, т.е. известный механический фильтр, например, в виде перфорированного цилиндра, покрытого крупноячеистой сеткой с размером ячейки 30-50 мм. Он предназначен для предотвращения забивание трубной доски сетевого подогревателя посторонними предметами, попадающими в теплофикационный контур при монтажных, ремонтных и прочих работах в тепловой сети. Удаление уловленного материала осуществляется периодически, в основном один раз в год, при проведении летней ремонтной компании. Такая конструкция фильтрующего узла поддерживает работоспособность сетевого подогревателя только при «идеальном» состоянии сетевой воды (при отсутствии в ней мелких взвесей, продуктов коррозии трубопроводов и пр.). В реальных условиях состояние тепловой сети отличается от нормативного, особенно в начале отопительного сезона при запуске тепловой сети. Поэтому, после проведения летнего ремонта участков теплосети, а также при бездействии теплосети, накопленные за лето продукты коррозии металла вместе с существующими отложениями на «благоприятных для этого» ее участках, за счет циркуляции воды попадают в сетевой подогреватель теплоэнергетической установки. Практически, сетевой подогреватель весь отопительный сезон выполняет функцию своеобразного фильтра тонкой очистки, особенно его первая ступень по ходу сетевой воды для двух ступенчатой конструкции подогревателя.
Известно, что для сетевого бойлера характерным нормативным параметром, определяющим его эффективность, является перепад температур между потоками конденсата пара и сетевой воды, на выходе из него. В реальных условиях эксплуатации это перепад, нормативно контролируемый эксплуатационным персоналом, отличается от нормативного и в процессе отопительного периода непрерывно растет, достигая максимума в конце сезона эксплуатации тепловой сети.
Таким образом, загрязнение сетевого подогревателя приводит к ухудшению основных технико-экономических показателей ТЭЦ: снижает ее экономичность (по затратам на топливо, по затратам электроэнергии на сетевые насосы) и ограничивает максимальную электрическую мощность установленного турбоагрегата.
Задача полезной модели - обеспечение стабильности теплотехнических параметров работы сетевого подогревателя на протяжении сезона эксплуатации тепловой сети.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи выражается в улучшении качества сетевой воды и на этой основе обеспечивается стабильность теплотехнических параметров работы сетевого подогревателя на протяжении сезона эксплуатации тепловой сети. При этом исключается ухудшение основных технико-экономических показателей ТЭЦ (исключается перерасход топлива, снижается расход энергии электроэнергии на сетевые насосы).
Для решения поставленной задачи теплоэнергетическая установка, содержащая сообщенный по пару с турбиной, теплофикационный контур с прямой и обратной тепломагистралями и сетевым подогревателем, сообщенным по греющей среде с отбором пара турбины, при этом, на обратной тепломагистрали перед входом в сетевой насос установленный перед сетевым подогревателем размещен узел подготовки воды, отличается тем, что узел подготовки воды содержит фильтр грубой очистки и/или фильтр тонкой очистки, при этом в фильтр тонкой очистки выполнен с возможностью безреагентного, гравитационно-инерционного отделения загрязнений и с возможностью удаления загрязнений без остановки процесса очистки. Кроме того, в качестве фильтра тонкой очистки использован гравитационно-инерционный грязевик, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса, верхний конец которого снабжен входным патрубком, а нижний снабжен выходным патрубком при этом верхняя часть патрубка выполнена как отрезок трубы, в стенках которой выполнены горизонтальные ряды сквозных отверстий, а верхний конец снабжен коническим обтекателем, кроме того, каждый ряд сквозных отверстий по периметру отрезка трубы, защищен коническим козырьком открытым снизу, кромка которого расположена ниже сквозных отверстий.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, обеспечивает стабильность теплотехнических параметров работы сетевого подогревателя на протяжении сезона эксплуатации тепловой сети.
На фиг1 показана схема теплоэнергетической установки.
На чертежах показаны - котлоагрегат 1, паропровод 2, ступени турбоагрегата - высокого давления 3, среднего давления 4 и низкого давления 5, паропроводы 6 и 7, соответственно для отвода отработанного пара высокого давления и пара среднего давления, электрогенератор 8, отборы пара 9 и 10, соответственно, промышленный и теплофикационный, конденсатор 11, сетевой подогреватель 12, прямая 13 и обратная 14 тепломагистрали, сетевой насос 15 и фильтрующий узел, выполненный как гравитационно-инерционный грязевик, содержащий вертикальный цилиндрический корпус 16, верхний конец которого снабжен входным патрубком 17, а нижний снабжен выходным патрубком 18, верхняя часть 19 которого выполнена как отрезок трубы, в стенках которой выполнены горизонтальные ряды сквозных отверстий 20, а верхний конец 21 снабжен коническим обтекателем 22, кроме того, каждый ряд сквозных отверстий 20, защищен коническим козырьком 23 открытым снизу, кромка 24 которого расположена ниже сквозных отверстий 20.
В качестве узлов и агрегатов теплоэнергетической установки используют известные устройства сходного назначения, удовлетворяющие по своим рабочим характеристикам конкретным условиям. Узлы и агрегаты тепловой сети не отличаются от известных и включают, теплофикационный контур с прямой 13 и обратной 14 тепломагистралями, сетевой подогреватель 12, сообщенный по греющей среде с отбором пара 10 турбины, при этом, на обратной тепломагистрали перед входом в сетевой насос 15 (установленный перед сетевым подогревателем 12) размещен фильтрующий узел.
Оптимальный вариант фильтрующего узла содержит только, гравитационно-инерционный грязевик.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Выработка пара, его использование для приведения в работу турбоагрегата, генерирование электроэнергии и отбор пара на сетевой подогреватель, при использовании заявленного решения не отличаются от известных операций.
Тепловая сеть используется в осенне-зимний период. При этом со ступени среднего давления 4 турбоагрегата отбирается через отбор 10 соответствующее количество исходного пара. Этим паром, в сетевом подогревателе 12 (в непрерывном режиме прокачки) осуществляется прогрев воды, используемой в качестве теплопередающего агента, циркуляция которой в системе теплоснабжения осуществляется под действием сетевого насоса 15. При этом горячая вода уходит из сетевого подогревателя по прямой тепломагистрали 13, а возвращается в него по обратной тепломагистрали 14. При этом, «обратная» вода попадает в корпус 16 гравитационно-инерционного грязевика через входной патрубок 17. Этот поток поступает на конический обтекатель 22 и равномерно заполняет весь объем корпуса 16. Через отверстия 20 вода поступает в верхнюю часть 19 выходного патрубка 18 и далее через сетевой насос 15 попадает в сетевой подогреватель 12 где повторяется процесс ее нагрева. Взвешенные в объеме корпуса 16 загрязняющие частицы под действием сил тяжести, инерции и гравитации естественной и принудительной опускаются в его нижнюю часть. При этом, конические козырьки 23 препятствуют попаданию взвешенных частиц в отверстия 20. При значительном накоплении осадка, определяемом через водомерное стекло, врезанное в корпус 16 (на чертежах не показано) открывают на несколько секунд сливной патрубок 24 удаления грязи, смонтированный в донной части корпуса. Под действием вытекающей из корпуса воды удаляют через сливной патрубок, после чего его вновь перекрывают и процесс очистки воды продолжается.
Таким образом обеспечивается поддержание высокой чистоты оборотной воды. Операции по удалению осадка повторяют по мере накопления шлама, при этом интервал между операциями на этапе запуска системы теплоснабжения после летнего простоя уменьшается.
Целесообразно, в качестве фильтрующего узла использовать фильтр-грязевик инерционно-гравитационного типа (ГИГ), производимый ООО СПКФ «ВАЛЕР», специально предназначенный для эффективной очистки воды от механических загрязнений в различных отраслях теплоэнергетики и промышленности.