ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛЬ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ПАРОВЫМИ ТУРБИНАМИ

Теплоэлектроцентраль с дополнительными паровыми турбинами относится к области энергетики, а точнее к теплоэлектроцентралям с открытой теплофикационной системой и может быть использована для совместного производства электрической и тепловой энергии.
Известна теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой содержащая теплофикационные турбоагрегаты, открытую теплофикационную систему, установки подготовки подпиточной воды теплосети, включающие установки умягчения сырой воды и вакуумные деаэраторы подпиточной воды. Вход вакуумных деаэраторов по умягченной декарбонизированной воде связан трубопроводом с установкой умягчения воды, а по греющей воде соединен трубопроводом с трубопроводом прямой сетевой воды открытой теплофикационной системы. [Оликер И.И., Иванов.В.Е., Сивко Е.П. Новые схемы деаэрации воды ТЭЦ с двухступенчатыми вакуумными деаэраторами, журнал ЦКТИ // Теплоэнергетика. 1972, №4., с.44-47.]
Подпиточная вода описанной теплоэлектроцентрали подается в вакуумные деаэраторы с температурой на уровне 30°С, что приводит к ухудшению процесса деаэрации, к увеличению расхода греющей воды на вакуумные деаэраторы и расхода электроэнергии на собственные нужды станции.
Наиболее близкой по технической сущности является теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, содержащая теплофикационные турбоагрегаты с двойными теплофикационными отборами пара. Конденсаторы этих турбоагрегатов снабжены встроенными и основными пучками. Встроенные пучки конденсаторов на входе подключены к трубопроводам сырой воды, а на выходе соединены трубопроводами с установкой ее умягчения, выход которой связан трубопроводом умягченной и декарбонизированной подпиточной воды с входом вакуумного деаэратора. Вход деаэратора связан трубопроводом греющей воды с трубопроводом прямой сетевой воды открытой теплофикационной системы, [В.И.Шарапов. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. - М.: Энергоатомиздт, 1996. Рис.8.8, с.137].
В описанной теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой подогрев сырой воды перед установкой ее умягчения производят во встроенных пучках
конденсаторов теплофикационных турбин, а подогрев греющей воды для вакуумных деаэраторов ведут в нижних и верхних сетевых подогревателях этих турбин.
В данной установке имеется необходимость в использовании вакуумных деаэраторов, греющая вода для которых подается из прямой линии теплосети, что снижает расход сетевой воды к тепловым потребителям и тепловую мощность теплоэлектроцентрали. Кроме того, греющая вода вакуумных деаэраторов дросселируется перед ними, что приводит к перерасходу электроэнергии на ее перекачку.
Задачей предлагаемого технического решения является создание теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой и с дополнительными паровыми турбинами, позволяющей упростить систему деаэрации подпиточной воды теплосети, повысить качество эффективность дегазации подпиточной воды, уменьшить интенсивность коррозии внутренней поверхности трубопроводов сетевой воды, повысить электрическую и тепловую мощность теплоэлектроцентрали и ее тепловую экономичность.
Поставленная цель достигается за счет того, что теплоэлектроцентраль с дополнительными паровыми турбинами содержащая теплофикационную паровую турбину с теплофикационными отборами пара и конденсатором со встроенным пучком, электрогенератор, открытую теплофикационную систему с сетевыми подогревателями, трубопроводами обратной и прямой сетевой воды, бак-аккумулятор, трубопровод подпиточной воды, подпиточный насос, при этом она дополнительно снабжена блоком подогрева и деаэрации подпиточной воды, который содержит, по меньшей мере, две дополнительные паровые турбины с контактными конденсаторами, конденсатными насосами и электрогенераторами; вход дополнительных паровых турбин этого блока соединен паропроводом с паровым котлом-утилизатором газотурбинной установки, вход которого связан трубопроводом питательной воды через питательный насос с выходом установки очистки питательной воды блока подогрева и деаэрации подпиточной воды; вход контактных конденсаторов соединен трубопроводом умягченной, и декарбонизированной воды с установкой умягчения и декарбонизации подпиточной воды блока теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, а трубопровод подпиточной воды этого блока соединен трубопроводом с входом установки очистки питательной воды, выход которой связан трубопроводом питательной воды через питательный насос с котлом-утилизатором; контактные кондесаторы паровых турбин соединены трубопроводами деаэрированной подпиточной воды через конденсатные насосы с баком-аккумулятором блока теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой, причем контактный кондесатор первой паровой турбины
связан перепускным трубопроводом через запорный орган с входом контактного конденсатора второй паровой турбины.
Применение дополнительных паровых турбин, работающих в конденсационном режиме с использованием теплоты отработавшего пара для подогрева подпиточной воды, позволяет увеличить электрическую и тепловую мощность теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой и повысить ее тепловую экономичность.
Использование контактных конденсаторов позволяет обеспечить качественную вакуумную деаэрацию подпиточной воды теплосети.
Применение по меньшей мере двух паровых турбин с контактными конденсаторами позволяет осуществлять в этих конденсаторах как параллельный, так и последовательный подогрев и вакуумную деаэрацию подпиточной воды теплосети при изменении расхода воды из открытой теплофикационной системы на нужды горячего водоснабжения потребителей. Это позволяет также повысить глубину дегазации подпиточной воды открытой теплофикационной системы, за счет чего уменьшается коррозия внутренней поверхности труб тепловых сетей и повышается их долговечность.
Использование в качестве питательной воды части умягченной и деаэрированной подпиточной воды для внешнего источника пароснабжения (не показан), позволяет уменьшить затраты на подготовку питательной воды.
На чертеже на фиг.1, показана блок-схема теплоэлектроцентрали с дополнительными паровыми турбинами.
Блок-схема на фиг.1 состоит из двух блоков: блока 1 теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой и блока 2 подогрева и деаэрации подпиточной воды.
На чертеже фиг.2 показана принципиальная схема теплоэлектроцентрали с дополнительными паровыми турбинами.
Блок теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой 1 содержит теплофикационную паровую турбину 3, конденсатор со встроенным пучком 4, установку умягчения и декарбонизации подпиточной воды 5, прямой трубопровод 6 теплосети, верхний 7 и нижний 8 сетевые подогреватели, обратный трубопровод 9 теплосети с сетевым насосом 10, трубопровод подпиточной воды 11, подпиточный насос 12, бак-аккумулятор 13.
Блок подогрева и деаэрации подпиточной воды теплосети 2 содержит: дополнительные паровые турбины 14 с электрогенераторами, контактные конденсаторы 17 паровых турбин 14, паропровод 15, трубопровод умягченной и декарбонизированной воды 16, конденсатные насосы 18, перепускной трубопровод 19 с запорной арматурой,
трубопровод деаэрированной подпиточной воды 20, трубопровод 21, установку очистки питательной воды 22, трубопровод питательной воды 23 с питательным насосом.
Теплоэлектроцентраль с дополнительными паровыми турбинами работает следующим образом.
Пар расширяется в паровой теплофикационной турбине 3 и совершает полезную работу, приводя ее электрогенератор в котором вырабатывается электроэнергия. Отработавший в турбине 3 пар поступает в конденсатор 4 во встроенном пучке которого производится подогрев сырой воды. Подогретая вода умягчается и декарбонизируется в установке умягчения и декарбонизации подпиточной воды 5 и по трубопроводу умягченной и декарбонизированной воды 16 поступает на вход контактных конденсаторов 17 по меньшей мере двух дополнительных паровых турбин 14 блока 2. Из теплофикационных отборов теплофикационной турбины 3 пар подается в нижний 8 и верхний 7 сетевые подогреватели. Сетевая вода из обратного трубопровода теплосети 9 сетевым насосом 10 подается через нижний 8 и верхний 7 сетевые подогреватели, подогревается в них паром из теплофикационных отборов теплофикационной турбины 3 и поступает в прямой трубопровод 6 теплосети. В обратный трубопровод теплосети по трубопроводу подпиточной воды 11 насосом 12 подается подпиточная вода из бака-аккумулятора 13. В бак -аккумулятор 13 блока 1 деаэрированная подпиточная вода подается по трубопроводу деаэрированной подпиточной воды 20 из блока 2.
Пар из внешнего источника пароснабжения (не показан) по паропроводу 15 подают на вход дополнительных паровых турбин 14 и в их генераторах вырабатывают дополнительную электрическую энергию. Отработавший пар из паровых турбин 14 поступает на вход их контактных конденсаторов 17. В эти конденсаторы по трубопроводу 16 из блока 1 подводится умягченная и декарбонизированная подпиточная вода. При ее контакте в этих конденсаторах с отработавшим паром паровых турбин 14 происходит конденсация пара. Вследствие передачи тепла от конденсирующегося пара к подпиточной воде происходит ее подогрев. Неконденсирующиеся газы удаляются из контактных конденсаторов 17с помощью их эжекторных установок. В результате этого в контактных конденсаторах 17 происходит вакуумная деаэрация подпиточной воды.
В зависимости от режима работы открытой теплофикационной системы и расхода из нее потребителями воды на нужды горячего водоснабжения имеется возможность параллельного или последовательного включения контактных конденсаторов 17 по подпиточной воде. При их параллельном включении запорный орган на трубопроводе 16 умягченной и декарбонизированной подпиточной воды подающем подпиточную воду в контактные конденсаторы 17 открыт, а запорный орган на перепускном трубопроводе 19
закрыт. При последовательном включении контактных конденсаторов 17 по подпиточной воде запорный орган на трубопроводе 16 умягченной и декарбонизированной подпиточной воды закрыт, а запорный орган на перепускном трубопроводе 19 открыт. Деаэрированная подогретая подпиточная вода из контактных конденсаторов 17 с помощью конденсатных насосов 18 через трубопровод деаэрированной подпиточной воды 20 поступает в бак-аккумулятор 13 блока 1 и далее, подпиточным насосом 12 по трубопроводу подпиточной воды 11 подается в трубопровод обратной сетевой воды 9 блока 1. Часть подпиточной воды по трубопроводу 21 блока 2 через установку очистки питательной воды 22 подается по трубопроводу питательной воды 23 через питательный насос на вход внешнего источника пароснабжения (не показан).
Предлагаемая теплоэлектроцентраль с дополнительными паровыми турбинами имеет преимущества, как перед известными аналогами, так и перед прототипом, обеспечивает повышение качества деаэрации подпиточной воды теплоэлектроцентралей с открытой теплофикационной системой, повышает их электрическую мощность и экономичность.