УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА ПРИ ПУСКЕ ПРЯМОТОЧНОГО КОТЛА ВОДОЙ ВСТРОЕННОГО СЕПАРАТОРА
DEVICE FOR SUPERHEATED STEAM TEMPERATURE CONTROL DURING START-UP OF A FLOW-FLOW BOILER WITH WATER OF BUILT-IN SEPARATOR

Изобретение относится к управлению температурой перегретого пара путем охлаждения водой и работающих совместно с пароотделительными устройствами.
Известны схемы растопочного узла [1] (принято за прототип), входящие в тепловую схему энергетического блока с использованием одноступенчатого (или двухступенчатого [2]) центробежного сепаратора. Управление температурой перегретого пара осуществляется путем изменения количества подаваемой воды. Вода на охлаждение пара поступает с коллектора впрыска. Разница давлений между паром и водой должна составлять 30-50 бар. Для регулировки перепада давления между паром и водой, на коллекторе впрысков предусмотрен набор дроссельных шайб и клапан для сброса воды с коллектора впрысков в деаэратор. При включении узла впрысков в работу происходит увеличение производительности питательного насоса пропорционально расходу сбрасываемой в деаэратор воды. Работа схемы позволяет снизить давление воды в коллекторе впрысков с 300 бар до 35 бар. С увеличением давления пара сброс в деаэратор снижается, в результате чего происходит регулирование заданного перепада давления. В схеме предусмотрена встроенная задвижка (ВЗ) разделяющая пароводяной тракт прямоточного котла [1, 2, 3]. Перегретая вода поступает во встроенный сепаратор (ВС), оттуда пар направляется в пароперегреватель, а отсепарированная вода сбрасывается в растопочный расширитель (РР-20). В РР-20 происходит разделение перегретой воды на пар, поступающий для деаэрации воды в деаэратор (Д), а вода в конденсатор паровой турбины или сбрасывается в сбросной циркуляционный водовод.
Недостатками прототипа являются:
повышенное потребление электроэнергии при включении в работу узла впрысков;
образование высоких термических напряжений металла в области впрыска (из-за большой разницы температур пара и питательной воды во время пуска).
Увеличение потребления электроэнергии вызвано созданием оптимального перепада давлений между перегретым паром и давлением впрыскиваемой водой (30 - 50 бар). Для исключения снижения поступления воды в котел требуется повысить производительность ПЭН на период работы узла впрыска. При включении узла впрысков в работу расход воды, создаваемый питательным насосом, увеличивается более чем на 100 т/час.
Образование высоких термических напряжений возникает из-за большой разницы температур металла в месте ввода впрыска 250°С - 550°С и охлаждающей среды - воды, как правило с температурой равной температуре воды в деаэраторе 105°С - 120°С.
Перед авторами стояла задача создания растопочного узла тепловой схемы энергетического блока с эффективным использованием тепла сепарированной воды, надежной работой узла впрыска путем снижения температурных напряжений и уменьшенным потреблением электроэнергии при проведении пусковых операций. В частности, данная схема предназначена для регулирования температуры острого пара, при проведении пусковых операций, водой встроенного сепаратора. На фигурах 1 и 2 показан новый способ подвода охлаждающей сепарационной воды для регулирования перегретого пара. Регулирование осуществляется изменением расхода воды с помощью регулирующего клапана на линии подачи воды в трубопровод. Вода поступает из сепаратора за счет перепада давлений (между сепаратором и трубопроводом перегретого пара перед турбиной) и гравитационной силы (ВС располагаются выше узла впрыска). Перепад давления изменяется, дроссельным клапаном Др-3.
В прототипе, как и в заявленной схеме, в качестве регулирования используется впрыск воды. В прототипе, в отличие от представленного решения регулирования температуры перегретого пара используется только питательная вода.
Достоинство изобретения:
Предложенный вариант устройства для управления температурой перегретого пара позволяет уменьшить потребление электроэнергии при вводе в работу узла впрысков. Дополнительный эффект от внедрения вышеописанной схемы заключается в утилизации части воды, отделенной в сепараторе (фиг.1, 2) и использовании ее для регулирования температуры перегретого пара, в результате чего увеличивается коэффициент использования тепла топлива. Увеличение расхода пара приводит к увеличению интенсивности прогрева и после включения генератора в сеть, электрической мощности.
Представленная на фиг.1 «Изобретение» позволяет возвращать в основной цикл часть отсепарированной воды, выполняя функцию регулирования температуры острого пара. Представленная на фиг.2 «Изобретение» позволяет комбинировать подачу охлаждающей воды, возвращая в основной цикл часть отсепарированной и часть питательной воды, выполняя функцию регулирования температуры острого пара.
Источники информации:
1. Пусковые режимы паровых турбин энергоблоков/ Е.Р. Плоткин, А.Ш. Лейзеросич/ М.: «Энергия», 1980. - 192 с.
2. Наладка котлоагрегатов/ Д.Н. Кемельман, Н.Б. Эскин, А.А. Давидов/ М.: «Энергия», 1976. - 144 с.
3. Теплотехнические испытания котельных установок/ В.И. Трембовля, Е.Д. Фигнер, А.А. Авдеева/ М.: «Энергия», 1977. - 296 с.