СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОСТАНОВЛЕННОГО БАРАБАННОГО ПАРОВОГО КОТЛА
METHOD FOR PRESERVATION OF THERMAL CONDITION OF SHUT DOWN DRUM STEAM BOILER

Область использования
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для консервации теплового состояния (КТС) остановленных барабанных паровых котлов (БПК) энергоблоков тепловых электростанций (ТЭС) и теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), преимущественно оборудованных парогазовыми установками (ПТУ) маневренного типа, то есть способными надежно работать в условиях пиков и провалов электрической нагрузки.
Уровень техники
Известен принятый в качестве прототипа заявляемого изобретения способ КТС остановленного БПК энергоблока с по меньшей мере двумя идентичными котлами, заключающийся в том, что в остановленный котел обратным ходом из общих паропроводов энергоблока подают сторонний перегретый пар высокого давления и сторонний насыщенный пар со сбросом охлажденных паровых потоков из промежуточных точек пароводяного тракта остановленного котла (Консервация теплового состояния барабанных котлов при остановке. / Никифоров Н.А. и др. // Электрические станции. 1991. №12, с.25-27 [1]). Согласно [1] сторонний перегретый пар ВД подают в остановленный ПБК для его КТС нерегулируемо обратным ходом через открытую главную паровую задвижку (ГПЗ) паропровода ВД. Сброс охлажденного стороннего пара ВД согласно [1] осуществляют также нерегулируемо из нижних точек змеевиков пароперегревателя (ПП) ВД. К недостаткам способа [1] следует отнести то, что в процессе останова и перед пуском БПК в тракте перегретого пара ВД при открытой ГПЗ происходят существенные колебания давления и температуры пара с захолаживанием его и образованием конденсата в первой ступени ПП ВД.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является поддержание заданного режима КТС в процессе всего времени его останова, включая вентиляцию и последующий пуск котла, а достигаемым техническим результатом - возможность контроля и регулирования процесса КТС с исключением пульсаций и попадания влаги в ПП котла.
Указанные задача и технический результат обеспечиваются тем, что при осуществлении способа КТС остановленного БПК энергоблока с по меньшей мере двумя идентичными котлами, заключающегося в том, что в остановленный котел обратным ходом из общих паропроводов энергоблока подают сторонний перегретый пар ВД и сторонний насыщенный пар со сбросом охлажденных паровых потоков из промежуточных точек пароводяного тракта остановленного котла, согласно изобретению подвод стороннего перегретого пара к остановленному котлу осуществляют в ПП через РК байпаса ГПЗ паропровода ВД, а сброс охлажденного перегретого пара - по оборудованной РК линии из перепускных труб от барабана котла к ПП. При этом возможен дополнительный подвод стороннего перегретого пара СД в промежуточный ПП через байпас ГПЗ паропровода горячего промперегрева со сбросом пара через дренажную линию паропровода холодного промперегрева.
Краткое описание чертежей и условные обозначения
На фиг.1 изображена принципиальная тепловая схема реализации способа согласно изобретению с подачей к остановленному БПК стороннего перегретого пара ВД через РК байпаса ГПЗ; на фиг.2 - то же с подачей указанного пара через РК паропровода горячего промперегрева.
В тексте и чертежах приняты следующие условные обозначения:
БВД - барабан высокого давления
БПК - барабанный паровой котел
БПКУ - барабанный паровой котел-утилизатор
ВД - высокое давление
ГПЗ - главная паровая задвижка
ГТ - газовая турбина
ГТУ - газотурбинная установка
ЗК - запорный клапан
ИВД - испаритель высокого давления
КР - конденсатор пара
КТС - консервация теплового состояния
МЗ - машинный зал
НД - низкое давление
ПГУ - парогазовая установка
ПННД - поверхности нагрева низкого давления
ПП - пароперегреватель
ПТ - паровая турбина
ПТУ - паротурбинная установка
РД - расширитель дренажа
РК - регулирующий клапан
РПП - расширитель периодической продувки
СД - среднее давление
СК - стопорный клапан
ТЭС - тепловая электростанция
ТЭЦ - теплоэлектроцентраль
ЦВД - цилиндр высокого давления
ЦСД - цилиндр среднего давления
ЭВД - экономайзер высокого давления
Перечень позиций чертежей
1 - газоход котла, 2 - ПП ВД, 2.1 - нижние коллекторы ПП ВД,
3 - ИВД, 4 - ЭВД, 4.1 - линия подвода ЭВД питательной воды,
5 - поверхности нагрева низкого давления, 6 - дымовая труба,
7 - газовая заслонка, 8 - БВД, 9 - перепускные трубы из БВД в ПП ВД,
10 - главный паропровод котла, 11 - ГПЗ ВД, 12 - СК на главном паропроводе котла, 13 - байпас ГПЗ ВД, 14 - ЗК на байпасе ГПЗ ВД,
15 - РК на байпасе ГПЗ ВД, 16 - сбросная линия из главного паропровода котла, 17 - БРОУ ВД на сбросной линии главного паропровода котла, 18 - линия продувки насыщенного пара, 19 - обратный клапан на линии продувки насыщенного пара, 20 - РК на линии продувки насыщенного пара, 21 - ЗК на линии продувки насыщенного пара, 22 - линия связи между продувочными линиями насыщенного пара остановленного и работающего котлов, 23 - ЗК на линии связи продувочных линий, 24 - линия подвода стороннего перегретого пара номинальных параметров, 25 - ЗК на линии подвода стороннего перегретого пара, 26 - линия дренажа из ПП ВД, 27 - ЗК на линии дренажа из ПП ВД, 28 - линия сброса пароводяной среды из ИВД в РПП, 29 и 30 - РК на линии сброса пароводяной среды из ИВД в РПП, 31 - линия подвода горячей пароводяной смеси от работающего котла, 32 - линия продувки котловой воды из БВД, 33 - РК на линии продувки котловой воды из БВД, 34 - ПП СД, 34.1 - нижние коллекторы ПП СД, 35 - паропровод холодного промежуточного перегрева (холодного промперегрева), 36 - обратный клапан на паропроводе холодного промперегрева, 37 - паропровод горячего промперегрева, 38 - ГПЗ СД, 39 - байпас ГПЗ СД, 40 - ЗК на байпасе ГПЗ СД, 41 - РК на байпасе ГПЗ СД, 42 - сбросная линия из горячего паропровода промперегрева, 43 - БРОУ СД на сбросной линии паропровода горячего промперегрева, 44 - линия рециркуляции между паропроводами горячего и холодного промперегрева, 45 - обратный клапан на линии рециркуляции пара промперегрева, 46 - линия дренажа из ПП СД, 47 - ЗК на линии дренажа из ПП СД, 48 - линия дренажа из паропровода холодного промперегрева, 49 - запорный клапан на линии дренажа из паропровода холодного промперегрева.
Подробное описание изобретения
Подробное описание способа согласно изобретению приведено ниже на примере барабанного парового одно-, двух- или трехконтурного БПКУ энергетической маневренной ПГУ.
В одно- и двухконтурных дубль-блочных схемах ПГУ с горизонтальными БПКУ (фиг.1), в газоходе 1 каждого из которых по ходу движения газов расположены ПП 2 ВД, ИВД 3, ЭВД 4 с линией 4.1 подачи в него питательной воды и другие поверхности нагрева ПННД 5, за которыми в дымовой трубе 6 установлена газовая заслонка 7. Каждый БПКУ в верхней части оборудован БВД 8. В пароводяном тракте ВД котла питательная вода от питательных насосов ВД (на показаны) по линии 4.1 через ЭВД 4 поступает в БВД 8, а образующийся в ИВД 3 насыщенный пар через перепускные трубы 9 из БВД 8 поступает в ПП 2 ВД и далее по главному паропроводу 10 через ГПЗ ВД 11 и СК 12 отводится к не показанному на чертеже ЦВД ПТ. На ГПЗ ВД 11 установлен байпас 13 с ЗК 14 и РК 15. Перед ГПЗ 11 ВД по ходу пара (при работе котла) предусмотрена сбросная линия 16, оборудованная БРОУ 17 ВД с отводом пароводяной смеси в КР ПТ (не показан). Линия 18 с обратным клапаном 19, РК 20 и ЗК 21 при работе котла предназначена для продувки насыщенного пара, отбираемого из перепускных труб 9, в РПП или в атмосферу. Между клапанами 19, 20 к линии 18 подключена линия 22 с ЗК 23, по которой к остановленному котлу может подводиться горячая пароводяная смесь из аналогичной линии продувки работающего котла дубль блока ПГУ.
После останова одной из ГТУ (не показаны) и закрытия ГПЗ 11 ВД заданное давление в тракте ВД соответствующей остановленной ПТУ поддерживают с помощью БРОУ 17 ВД до полного закрытия последней. Затем по байпасу 13 через ЗК 14 и РК 15 при закрытых ГПЗ 11 ВД и СК 12 от работающего полублока обратным ходом по линии 24 при открытом ЗК 25 подают в ПП 2 ВД сторонний пар номинальных параметров со сбросом охлажденного стороннего пара из перепускных труб 9 по линии 18 в РПП или в атмосферу через обратный клапан 19, РК 20 и ЗК 21. Частично сброс охлажденного пара может быть осуществлен дополнительно через линию 22 в линию продувки насыщенного пара работающего котла. Кроме того, в ИВД 3 остановленного котла можно подводить по линии 31 через РК 29 при закрытом РК 30 горячий конденсат насыщенного пара из не показанной линии дренажа от ИВД работающего котла. Излишний конденсат из БВД 7 отводится по линии 32 продувки котловой воды через РК 33 в РПП (не показан). Для снижения потерь тепла с дымовыми газами после завершения выбега ГТ с переводом ее в режим минимального прокручивания закрывают газовую заслонку 7 на выходе из дымовой трубы 6. В процессе всего останова с помощью перегретого пара РК 15 на подаче стороннего пара номинальных параметров поддерживают требуемое тепловое состояние в ГСП 2 ВД, а с помощью РК 20 на линии 18 продувки насыщенного пара - заданное давление в тракте ВД (примерно 70% от номинального). В процессе предпусковой вентиляции газового тракта с полным открытием газовой заслонки 7 из-за увеличения расхода подаваемого холодного воздуха требуется соответственное увеличение подаваемого в остановленный котел стороннего пара и отвода охлажденного пара. При этом часть дополнительно поступающего пара может сбрасываться через РК 27 на линии 25 дренажа из нижнего коллектора 2.1 в «холодной» части ПП 2 ВД.
После пуска ГТУ вновь включаемого в работу полублока и начала парообразования в ИВД 3 пускаемого из горячего резерва котла с ростом давления в тракте ВД начинают прикрывать РК 15 на подводе стороннего с переводом регулирующего клапана 20 на сброс собственного пара по линии 18 его продувки. Одновременно с этим отключают (если он был открыт) подвод насыщенного пара через задвижку 27 на линии 26 в ИВД 3 и увеличивают нагрузку ГТУ. После достижения состояния превышения температурой газов перед пускаемым котлом температуры пара на выходе из ПП 2 ВД при подъеме давления по отношению к существующему в тракте ВД примерно на 0,5 МПа включают БРОУ 17 ВД с установкой ее регулятора на заданный рост давления в тракте ВД с выходом на номинальный уровень. Одновременно полностью закрывают РК 15 на байпас ГПЗ 11 ВД и РК 20 на линии 18 продувки пара, а после выравнивания параметров перегретого пара до и после ГПЗ 11 ВД производится подключение тракта ВД пускаемого котла к работающему полублоку.
Особенностью трехконтурных дубль-блочных схем ПГУ с горизонтальными ПБКУ 1 (фиг.2) является то, что в газоходе 1 котла за ПП 2 ВД по ходу газов установлен ПП 34 СД, исходное температурное состояние которого близко к температурному состоянию ПП 2 ВД, в связи с чем при останове требуется его аналогичный подогрев. При работе котла в паропровод 35 холодного промперегрева через обратный клапан 36 поступает пар из выхлопа ЦВД ПТ. Нагретый в ПП 34 СД пар по паропроводу 37 горячего промперегрева подают на вход ЦСД ПТ. На паропроводе 37 установлены ГПЗ 38 СД, байпас 39 указанной ГПЗ, ЗК 40 и РК 41 на указанном байпасе, а также сбросная линия 42 из паропровода 37 горячего промперегрева в КР ПТ через БРОУ 43 СД. При пусковых режимах работы котла предусмотрены рециркуляция части нагретого в ПП 34 СД пара из паропровода 37 горячего промперегрева в паропровод 35 холодного промперегрева по линии 44 с обратным клапаном 45, а также подмешивание в паропровод 35 холодного перегрева пара по линии 16 от БРОУ 17 ВД. По паропроводу 37 горячего промперегрева пар через ГПЗ 38 СД поступает на вход ЦСД ПТ. Из нижнего коллектора 34.1 ПП 34 СД установлен дренаж по линии 46 с РК 47 на сбросе в РПП.
После останова одной из ГТУ при останове котла с трехконтурной схемой генерации пара по тракту ВД выполняют те же операции, что и для одно- и двухконтурных схем. Одновременно с этими операциями проводят операции по КТС тракта промперегрева. Для этого после полного закрытия БРОУ 17 ВД и БРОУ 43 СД от работающего полублока через ЗК 40 и РК 41 байпаса 39 ГПЗ 38 СД по паропроводу 37 горячего промперегрева в ПП 34 СД обратным ходом подают сторонний пар в ПП 34 СД, а из него по паропроводу 35 холодного промперегрева до обратного клапана 36 - в дренаж по линии 48 с РК 49 в РД МЗ (не показан). С помощью РК 41 байпаса и РК 49 дренажа поддерживают требуемые близкие к номинальным параметры в ПП 34 СД остановленного котла. В период предпусковой вентиляции расход пара через ПП 34 СД увеличивают с возможным дополнительным открытием РК 49 дренажа из паропровода 35. После пуска остановленной ГТУ с началом открытия БРОУ 17 ВД переходят на открытие БРОУ 43 СД с постепенным закрытием РК 41 байпаса и РК 49 дренажа. Дальнейшие операции пуска из горячего резерва остановленного котла производятся в соответствии с действующими инструкциями.
Рассмотренный способ осуществления БТС горизонтальных ПБКУ дубль-блочных схем ПГУ позволяет на всем протяжении останова котла в горячий резерв, включая предпусковую вентиляцию, поддерживать близкие к номинальным значения температур на выходах из ПП ВД и ПП СД (для трехконтурной ПГУ) и исключить образование в них конденсата при вентиляции и последующем пуске котла.