ТЕПЛОФИКАЦИОННАЯ ТУРБОУСТАНОВКА
THERMAL TURBINE PLANT

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для модернизации теплофикационных турбоустановок на тепловых электрических станциях (ТЭС).
Известна теплофикационная турбоустановка ПТ-65/75-12,8/1,29, (Тепловые электрические станции: учебник для вузов / В.Д. Буров, Е.В. Дорохов, Д.П. Елизаров и др.; под ред. В.М. Лавыгина, А.С. Седлова, С.В. Цанева. - 3-е изд., стереот. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 466 с: ил.), принятая за прототип, содержащая последовательно соединенные паровой энергетический котел с пароперегревателем, теплофикационную турбину с регулируемым промышленным и теплофикационным отбором, сетевой подогреватель, пиковый водогрейный котел, конденсатор, конденсатный электронасос, систему регенеративных подогревателей низкого давления, деаэратор, питательный электронасос, систему регенеративного подогрева высокого давления.
Недостатками указанной теплофикационной установки являются низкая тепловая эффективность работы ТЭС вследствие дополнительного расхода органического топлива и снижение диапазона регулирования теплофикационной турбины при включении пикового водогрейного котла, а также высокая доля выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Техническим результатом является повышение эффективности ТЭС за счет увеличения выработки электрической энергии при расширении диапазона регулирования температуры сетевой воды и повышении маневренности теплофикационной установки.
Техническим результатом достигается тем, что теплофикационная турбоустановка, содержащая соединенные паровой энергетический котел с пароперегревателем, теплофикационную турбину с регулируемым промышленным и теплофикационным отбором, сетевой подогреватель, конденсатор, конденсатный электронасос, систему регенеративных подогревателей низкого давления, деаэратор, питательный электронасос, систему регенеративного подогрева высокого давления, дополнительно содержит паровую винтовую машину, с выходным валом которой связан электрогенератор, подключенную входом по пару к промышленному отбору турбины через группу регулирующих клапанов и выходом по пару к дополнительному сетевому подогревателю, параллельно которому в сетевой трубопровод встроен байпас, оснащенный электрифицированной задвижкой.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема заявляемой теплофикационной турбоустановки.
Теплофикационная турбоустановка содержит последовательно соединенные паровой энергетический котел 1 с пароперегревателем, теплофикационную турбину 2 с регулируемым промышленным отбором 3 и теплофикационным отбором 4. Выхлоп турбины 2 соединен с конденсатором 5. Конденсатор 5 через конденсатный электронасос 6 подключен к системе регенеративных подогревателей низкого давления 7 со смесителем 8, которая соединена с деаэратором 9. Выход деаэратора 9 через питательный электронасос 10 соединен с системой регенеративного подогрева высокого давления 11. Потребитель технологического пара 12 подключен к регулируемому промышленному отбору 3, а сетевой подогреватель 13 - к теплофикационному отбору 4. Сетевой подогреватель 13 соединен трубопроводом 20 со смесителем 8, трубопровод 20 предназначен для осуществления отвода конденсата греющего пара с помощью дренажного насоса 21. Теплофикационная турбоустановка дополнительно содержит паровую винтовую машину 14, с выходным валом которой связан электрогенератор 17. Паровая винтовая машина 14 подключена входом по пару к промышленному отбору 3 турбины 2 посредством паропровода 16, который снабжен группой регулирующих клапанов 15. Паровая винтовая машина 14 подключена выходом по пару к дополнительному сетевому подогревателю 18. Установка паровой винтовой машины 14 на промышленный отбор 3 пара из турбины 2 и подключение к ее выхлопу дополнительного сетевого подогревателя 18 обеспечивает увеличение выработки электрической энергии. Параллельно дополнительному сетевому подогревателю 18 в сетевой трубопровод встроен байпас 19, оснащенный электрифицированной задвижкой 29. Дополнительный сетевой подогреватель 18 соединен трубопроводом 22, снабженным дренажным насосом 23, с деаэратором 9. Трубопровод 22 предназначен для осуществления отвода конденсата греющего пара из дополнительного сетевого подогревателя 18 с помощью дренажного насоса 23. Сетевой подогреватель 13 соединен с дополнительным сетевым подогревателем 18, параллельно которому в сетевой трубопровод встроен байпас 19, затем через сетевой электронасос второй ступени 24 трубопроводом прямой сетевой воды 25 соединен с потребителем горячей воды 26. Потребитель горячей воды 26 трубопроводом обратной сетевой воды 27 через сетевой насос первой ступени 28 соединен с сетевым подогревателем 13. Расширение диапазона регулирования температуры сетевой воды обеспечивается за счет регулирования расхода пара, подаваемого на паровую винтовую машину 14 и на дополнительный сетевой подогреватель 18, и за счет изменения доли байпасированного потока сетевой воды, подаваемой на вход дополнительного сетевого подогревателя 18, путем воздействия на исполнительные органы регулирования установки.
Работа предлагаемой теплофикационной турбоустановки осуществляется следующим образом. Вырабатываемый перегретый пар в энергетическом котле 1 поступает в турбину 2, где, расширяясь в ее проточной части, совершает полезную механическую работу. Во время работы теплофикационной турбоустановки часть пара из отборов турбины 2 поступает к системе регенеративного подогрева высокого давления 11, деаэратору 9, потребителю технологического пара 12, паровой винтовой машине 14, в систему регенеративного подогрева низкого давления 7, сетевому подогревателю 13. Отработавший пар через выхлопную часть турбины 2 поступает в конденсатор 5, где происходит его конденсация. Образовавшийся турбинный конденсат конденсатным электронасосом 6 подается через систему регенеративного подогрева низкого давления 7 в деаэратор 9 для осуществления в нем процесса удаления растворенных коррозионно-агрессивных газов. После этого получившаяся в деаэраторе 9 питательная вода питательным электронасосом 10 подается в энергетический котел 1 через систему регенеративного подогрева высокого давления 11 для ее подогрева в целях повышения тепловой эффективности теплофикационной турбоустановки. Пар из промышленного отбора 3 с давлением, которое определяется потребителем технологического пара, направляется в паровую винтовую машину 14 по паропроводу 16 через группу регулирующих клапанов 15, обеспечивающих регулирование мощности паровой винтовой машины 14 за счет изменения расхода пара через нее. В процессе расширения пар в паровой винтовой машине 14 совершает полезную механическую работу, а именно, приводит в движение электрический генератор 17, вырабатывающий дополнительное количество электроэнергии на ТЭС. Из паровой винтовой машины 14 пар, обладая достаточно высоким тепловым потенциалом, поступает в дополнительный сетевой подогреватель 18, где отдает свою скрытую теплоту парообразования и нагревает поток сетевой воды, поступающей из сетевого подогревателя 13, в который вода подается по трубопроводу обратной сетевой воды 27 за счет работы сетевого насоса первой ступени 28. Часть потока воды после сетевого подогревателя 13 по байпасу 19 поступает на выход дополнительного сетевого подогревателя 18, где происходит смешивание потоков сетевой воды, поступающих с выходов сетевых подогревателей 13 и 18. За счет смешения потоков осуществляется качественное регулирование температуры сетевой воды, подаваемой к потребителю горячей воды 26 по трубопроводу прямой сетевой воды 25. Пар, сконденсированный в сетевом подогревателе 13, по трубопроводу 20 за счет дренажного насоса 21 направляется в смеситель 8, находящейся на трубопроводе основного конденсата турбины между подогревателями системы регенерации низкого давления 7, а пар, сконденсированный в дополнительном сетевом подогревателе 18, по трубопроводу 22 дренажным насосом 23 подается в деаэратор 9.
Таким образом, применение заявляемой теплофикационной турбоустановка обеспечивает повышение эффективности ТЭС за счет увеличения выработки электрической энергии при расширении диапазона регулирования температуры сетевой воды и повышении маневренности теплофикационной установки.