Способ работы тепловой электрической станции
METHOD FOR OPERATION OF THERMAL POWER STATION

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для использования на тепловых электрических станциях.
Известен способ работы тепловой электрической станции, по которому пар из отборов турбин отводят на регенеративные подогреватели низкого и высокого давления, в которых последовательно подогревают основной конденсат турбин после конденсатора и питательную воду, исходную добавочную питательную воду перед деаэратором нагревают, при этом в ближайшем к конденсатору регенеративном подогревателе низкого давления подогревают исходную добавочную питательную воду перед деаэратором, а регенеративный подогрев основного конденсата начинают во втором от конденсатора подогревателе низкого давления. [Патент на изобретение RU №2269654 от 10.05.2005 г.].
Недостатком известного способа работы теплоэлектроцентрали является низкий коэффициент полезного действия в связи с отсутствием промежуточного перегрева пара, что приводит к более низкой температуре подвода теплоты и повышенным потерям энергии, вызванным высокой влажностью пара в последних ступенях турбины.
Известен способ работы теплоэлектроцентрали с, по меньшей мере, одной противодавленческой теплофикационной и одной конденсационной турбоустановками подачи пара в турбины, отбора пара на регенеративные подогреватели каждой из них, подачи пара из выхлопа соответственно потребителю и в конденсатор, а также путем пропуска дополнительного количества пара при снижении тепловой нагрузки потребителя на вход противодавленческой турбины и подачи этого пара с выхлопа в конденсационную установку, при этом с целью повышения экономичности на режимах пониженной тепловой и повышенной электрической нагрузок, дополнительно подведенный к противодавленческой турбине пар подают в регенеративные подогреватели конденсационной установки, а расход пара к противодавленческой турбине регулируется по температуре воды за этими подогревателями [А.с. СССР SU №795997 от 15.11.1980 г.].
Недостатками известного способа работы теплоэлектроцентрали являются низкий коэффициент полезного действия из-за применения одноступенчатого подогрева конденсата; отсутствия промежуточного перегрева пара, что приводит к более низкой температуре подвода теплоты и повышенным потерям энергии, вызванным высокой влажностью пара в последних ступенях турбины; а также сниженного внутреннего относительного КПД цилиндра низкого давления и ухудшенного вакуума в конденсаторе из-за повышенного расхода пара в проточной части турбины, который возник в связи с вытеснением отбора на регенеративные подогреватели.
Задачей изобретения является усовершенствование работы тепловой электрической станции, позволяющее повысить ее электрический коэффициент полезного действия.
Технический результат заключается в повышении термодинамической эффективности работы тепловой электрической станции.
Для достижения технического результата предложен способ работы тепловой электрической станции, характеризующийся тем, что эксплуатируют конденсационный и противодавленческий паротурбинные блоки, пар вырабатывают в паровых котлах, перегревают в основных пароперегревателях и подают в конденсационную и противодавленческую турбины, после частичного расширения в цилиндре высокого давления конденсационной турбины пар повторно перегревают в промежуточном перегревателе, затем его снова подают в цилиндр высокого давления конденсационной турбины, отработавший в цилиндре высокого давления конденсационной турбины пар подают в цилиндр низкого давления конденсационной турбины, отработавший в цилиндре низкого давления пар направляют в конденсатор, пар из отборов турбин отводят на регенеративные подогреватели, в которых подогревают основной конденсат после конденсатора и питательную воду после деаэраторов, питательная вода конденсационного паротурбинного блока во втором подогревателе высокого давления подогревается паром от выхлопа противодавленческой турбины, при этом деаэрация в противодавленческом паротурбинном блоке производится паром из последнего отбора цилиндра высокого давления конденсационного паротурбинного блока, а конденсат, возвращаемый в противодавленческий паротурбинный блок, подогревают в подогревателях низкого давления конденсационного паротурбинного блока.
Полезный эффект заключается в повышении термодинамической эффективности электростанции за счет использования системы регенерации конденсационного паротурбинного блока для нужд противодавленческого. Это позволяет повысить электрический коэффициент полезного действия тепловой электрической станции.
Осуществление деаэрации в противодавленческом паротурбинном блоке паром из последнего отбора цилиндра высокого давления конденсационного паротурбинного блока и нагрева конденсата противодавленческого паротурбинного блока в подогревателях низкого давления конденсационного паротурбинного блока позволяет снизить массовый расход пара в цилиндре низкого давления конденсационного паротурбинного блока до номинальных значений, которые были превышены из-за отключения подогревателя высокого давления от отбора цилиндра высокого давления паротурбинного блока. При этом возрастает внутренний относительный КПД цилиндра низкого давления за счет снижения выходной потери и уменьшаются потери теплоты в конденсаторе паротурбинного блока за счет возвращения вакуума в нем к номинальным значениям.
На фигуре изображена схема тепловой электрической станции, реализующей описываемый способ. Конденсационный паротурбинный блок содержит паровой котел 1, оборудованный основным пароперегревателем 2 и промежуточным пароперегревателем 5; цилиндр высокого давления 3 с регенеративными отборами на первый 7 и третий 6 подогреватели высокого давления, деаэратор 8 и четвертый подогреватель низкого давления 9; цилиндр низкого давления 10 с регенеративными отборами на первый 13, второй 12 и третий 11 подогреватели низкого давления; электрогенератор 4, конденсатор 14, конденсатный насос 15, питательный насос 16 и второй подогреватель высокого давления 17. Третий 6, второй 17 и первый 7 подогреватели высокого давления по конденсату подключены последовательно, первый подогреватель высокого давления 7 по конденсату подключен к деаэратору 8. Противодавленческий паротурбинный блок содержит паровой котел 23, оборудованный основным пароперегревателем 24, противодавленческую паровую турбину 18 с регенеративным отбором на подогреватель высокого давления 22, который по конденсату подключен к деаэратору 20, электрогенератор 19, и питательный насос 21. Выходной патрубок противодавленческой паровой турбины 18 соединен со вторым подогревателем высокого давления 17. Деаэратор 20 подключен по пару к регенеративному отбору цилиндра высокого давления 3, к которому также подключен четвертый подогреватель низкого давления 9, а по конденсату к выходу подогревателя низкого давления 9.
Способ реализуется следующим образом.
Вырабатываемый в паровом котле конденсационного паротурбинного блока 1 пар перегревают в основном пароперегревателе конденсационного паротурбинного блока 2 и направляют в цилиндр высокого давления 3, где он расширяется и производит механическую работу, которая передается на электрогенератор конденсационного паротурбинного блока 4. После частичного расширения в цилиндре высокого давления 3 пар повторно перегревают в промежуточном пароперегревателе 5 и возвращают в цилиндр высокого давления 3. Пар из цилиндра высокого давления 3 частично отбирают для нагрева питательной воды в третьем 6 и первом 7 подогревателях высокого давления, обеспечения работы деаэратора конденсационного паротурбинного блока 8 и нагрева конденсата в четвертом подогревателе низкого давления 9. Отработавший в цилиндре высокого давления 3 пар направляют в цилиндр низкого давления 10, где он расширяется и производит механическую работу, которая передается на электрогенератор конденсационного паротурбинного блока 4. Пар из цилиндра низкого давления 10 частично отбирают для нагрева конденсата в третьем 11, втором 12 и первом 13 подогревателях низкого давления. Отработавший в цилиндре низкого давления 10 пар подают в конденсатор 14. После конденсатора 14 полученный конденсат направляют с помощью конденсатного насоса 15 через первый 13, второй 12, третий 11 и четвертый 9 подогреватели низкого давления, где его нагревают, в деаэратор конденсационного паротурбинного блока 8, после которого питательную воду прокачивают питательным насосом конденсационного паротурбинного блока 16 через первый 7, второй 17 и третий 6 подогреватели высокого давления, где его нагревают, в паровой котел конденсационного паротурбинного блока 1. Питательную воду из деаэратора противодавленческого паротурбинного блока 20 с помощью питательного насоса противодавленческого паротурбинного блока 21 направляют через подогреватель высокого давления противодавленческого паротурбинного блока 22, где ее нагревают, в паровой котел противодавленческого паротурбинного блока 23. Вырабатываемый в паровом котле противодавленческого паротурбинного блока 23 пар перегревают в основном пароперегревателе противодавленческого паротурбинного блока 24 и направляют в противодавленческую паровую турбину 18, где он расширяется и производит механическую работу, которая передается на электрогенератор противодавленческого паротурбинного блока 19. Пар из противодавленческой паровой турбины 18 частично отбирают для нагрева питательной воды в подогревателе высокого давления противодавленческого паротурбинного блока 22. Отработавший в противодавленческой паровой турбине 18 пар направляют во второй подогреватель высокого давления 17 для нагрева питательной воды конденсационного паротурбинного блока. При этом деаэратор противодавленческого паротурбинного блока 20 питают паром из регенеративного отбора цилиндра высокого давления 3, из которого также отбирают пар на четвертый подогреватель низкого давления 9. А возврат конденсата из конденсационного блока в противодавленческий осуществляют путем его отбора после четвертого подогревателя низкого давления 9 и предварительного нагрева этого конденсата в первом 13, втором 12, третьем 11 и четвертом 9 подогревателях низкого давления.
Предлагаемый способ позволяет повысить термодинамическую эффективность производства электроэнергии на тепловой электрической станции за счет осуществления деаэрации в противодавленческом паротурбинном блоке паром из последнего отбора цилиндра высокого давления конденсационного паротурбинного блока и применения возврата конденсата в противодавленческий паротурбинный блок после его подогрева в подогревателях низкого давления, это приводит к росту количества пара, отбираемого из цилиндра низкого давления. Снижается массовый расход пара в его проточной части. За счет этого уменьшаются выходные потери и увеличивается внутренний относительный КПД цилиндра низкого давления. Также снижается количество пара, поступающего в конденсатор, что приводит к росту вакуума в нем. Как следствие, происходит увеличение располагаемого теплоперепада в конденсационном паротурбинном блоке. Оба эти фактора окажут положительное влияние на коэффициент полезного действия конденсационного паротурбинного блока, а значит и на КПД электрической станции в целом.