RU1776920C - Энергоблок тепловой электростанции - Google Patents

Abstract

Использование: при разработке новых блоков дл  ТЭС различной мощности. Сущность изобретени : энергоблок тепловой электростанции содержит котел, в газоходе которого размещены гор ча  и холодна  ступень воздухоподогревател , паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревател ми высокого и низкого давлени , первый из которых снабжен байпасным трубопроводом с установленным на кем по нагреваемой среде теплообменником, включенным по греющей среде в газоход котла. Энергоблок может содержать дополнительный теплообменник, включенный по нагреваемой среде в байпзсный трубопровод за основным теплообменником, а по греющей - в линию рециркул ции воздуха которой снабжен воздухоподогреватель. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике , в частности к энергоблокам тепловых электростанций, направлено на повышение их эффективности и может быть использовано при разработке новых блоков дл  ТЭС различной мощности.

Мощность теплового энергоблока опре- дел етс  паропроизводительностью котла, а его экономичность (эффективность) - параметрами пара, развитием системы регенеративного подогрева питательной воды и температурой уход щих газов котла. Основные характеристики энергоблоков в насто щее врем  оптимизированы и этим определ етс  их эффективность, котора  в насто щее врем  практически повышена быть не может. Более того, в последние годы по мере вовлечени  в энергетику низкосортных топлив температура уход щих газов в котле повышаетс  и соответственно пони- . жаетс  эффективность энергоблоков.

Известен способ снижени  температуры уход щих газов, повышающий экономич; ность энергоблоков, путем увеличени  (против необходимого дл  горени ) количества воздуха, пропускаемого через калорифер и воздухоподогреватель котла и использование тепла избыточного воздуха в схеме регенерации турбоустановки и тепловыми потребител ми электростанции в со- . вокупности или раздельно (1). Энергоблок, реализующий этот способ снижени  температуры уход щих газов, содержит дополнительно воздуховод ной теплообменник, включенный по воде параллельно части регенеративных подогревателей низкого давлени , т.е. в их байпасный трубопровод, а по греющей среде - в трубопровод рециркул ции избыточного воздуха.

К недостаткам этого известного решени  следует отнести то обсто тельство, что отбор тепла осуществл етс  не напр мую от котла, а через промежуточный теплоноситель , что требует увеличени  затрат на собственные нужды и на эти теплообменники . Кроме того, такое решение не обеспечивает достаточно существенное повышение эффективности энергоблока, поскольку повышение экономичности котла в значительной мере компенсируетс  уменьшением экономичности турбины из-за подавлени  отборов пара низкого давлени .

Наиболее близким к за вл емому по достигаемому эффекту  вл етс  другое известное решение (прототип) - энергоблок тепловой электростанции, содержащий систему регенеративного подогрева питательной воды с теплообменниками высокого и низкого давлени , снабженными байпасны- ми трубопроводами по питательной воде, и паровой котел с многоходовым воздухоподогревателем , снабженный рециркул ционной линией по меньшей мере с одним воздуховод ным теплообменником, включенным в байпасный трубопровод теплообменника низкого давлени , и по меньшей мере один воздуховод  ной теплообменник рециркул ционной линии воздухоподогревател  включен в байпасный трубопровод теплообменников высокого давлени  (2).

Однако и этот энергоблок, хот  и в меньшей мере, имеет отмеченные выше недостатки: отбор тепла от котла не напр мую, а через промежуточный теплоноситель, что требует увеличенных затрат на собственные нужды и теплообменники и не обеспечивает достаточно существенного повышени  эффективности энергоблока из- за сохранившегос  частично подавлени  отборов пара низкого давлени . Все же прототип эффективнее аналога, поскольку при одинаковом КПД котла КПД турбины здесь выше вследствие меньшего подавлени  отборов пара низкого давлени .

Данное предполагаемое изобретение имеет целью повышение экономичности энергоблока путем более существенного снижени  температуры уход щих дымовых газов в котле и большего увеличени  мощности энергоблока путем уменьшени  отбора пара на подогреватели высокого давлени , то есть при небольшой потере экономичности турбины.

Поставленные цели достигаютс  тем, что в энергоблоке тепловой электростанции , содержащем котел, паротурбинную установку , систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревател ми высокого и низкого давлени , многоходовой воздухоподогреватель, снабженный воздушкой рециркул ционной линией, и по меньшей, мере один теплообменник, включенный по нагреваемой среде в байпасный трубопровод подогревател  высокого давлени  в соответствии с данным предполагаемым изобретением упом нутый теплообменник по греющей среде включен в газоход котельного агрегата после гор чей ступени многоходового воздухоподогревател .

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что последовательно с упом нутым газовод ным теплообменником по нагреваемой среде включен воздуховод ной теплообменник, греющий тракт которого

включен в линию рециркул ции воздухоподогревател .

Оснащение энергоблока ТЭС газовод ным теплообменником, установленным в газоходе котлоагрегата после гор чей ступени

многоходового воздухоподогревател , позвол ет осуществить непосредственный нагрев питательной воды за счет тепла дымовых газов и существенно понизить их температуру на выходе из котлоагрегата, а

включение его по питательной воде перед воздуховод ным теплообменником обеспечивает эффективный нагрев питательной воды на байпасе регенеративного теплообменника высокого давлени  и

уменьшает отбор пара на эти цели, что позвол ет увеличить выработку электроэнергии (мощности) при минимальной потере экономичности турбины. Таким образом, за вл емое техническое решение обеспечивает достижение поставленной цели.

Анализ за вл емого технического решени  в сравнении с прототипом вы вил наличие указанных выше отличительных признаков, что позвол ет сделать вывод о

соответствии за вл емого технического решени  критерию новизна. Поскольку анализ за вл емого технического решени  в сравнении с известными в данной и смежных област х техники не вы вил известности использовани  отличительных признаков за вл емого объекта, можно сделать вывод о соответствии за вл емого технического решени  и критерию изобретени  существенные отличи .

Сущность данного предполагаемого изобретени  по сн ют приводимые ниже чертежи и описани  конкретных примеров его осуществлени , что однако не исключает и других вариантов реализации изобретени  в пределах формулы изобретени .

На фиг.1 представлена схема энергоблока с одним газовод ным теплообменником , включенным по питательной воде в байпасный трубопровод теплообменника высокого давлени ; на фиг.2 - фрагмент ва- рианта схемы энергоблока, в которой газовод ной теплообменник по питательной воде предвключен воздуховод ному теплообменнику в байпасном трубопроводе того же теплообменника высокого давлени ; на фиг.З - зависимость величины требуемого теплосъема в газовод ном теплообменнике дл  охлаждени  уход щих газов до одной и той же температуры от его расположени  внутри многоходового воздухоподогревате- л .

В качестве примера вз т котел блока 500 МВт дл  Экибастузских ГРЭС, температура уход щих газов 100°С.

Энергоблок тепловой электростанции (см. фиг.1) включает котельный агрегат 1 с последовательно установленными в опускном газоходе котельным экономайзером 2 и секци ми 3 многоходового трубчатого воздухоподогревател , турбину 4 с деаэратором 5 и регенеративными теплообменниками 6 и 7 соответственно низкого и высокого давлени  в системе регенеративного подогрева питательной воды; рециркул ционную линию 8 воздухоподогревател  с рециркул ционным вентил тором 9 и дутьевой вентил тор 10 в линии 11 подачи воздуха в воздухоподогреватель . Особенностью представленного на фиг.1 энергоблока  вл етс  газовод ной теплообменник 12 - турбинный экономай- зер, установленный в рассечке многоходового трубчатого воздухоподогревател  за его гор чим ходом (по газам), который по воде включен в байпас 13 первых после деаэратора ПВД.

Эта особенность предлагаемого энергоблока в сравнении с прототипом и определ ет характер его работы, котора  заключаетс  в следующем. Отбор тепла в экономайзере за гор чим ходом ТВПэффек- тивно понижает температуру уход щих газов . Чем ближе к выходу из котла производитс  отбор тепла, тем глубже охлаждаютс  уход щие газы. Соответственно дл  охлаждени  уход щих газов до желае- мой температуры тем меньше тепла приходитс  отбирать, чем ближе к выходу из котла оно отбираетс  (см. фиг.З). Как видно из фиг.З, максимальный эффект достигаетс  именно при отборе тепла после гор чего хода, в последующем величина отбора тепла уже мало мен етс  Поэтому выбор места отбора тепла принципиален: он позвол ет минимальным отбором тепла максимально охладить уход щие газы Однако такой выбор имеет не менее важное значение и с точки зрени  экономичности турбины.

Дело в том, что рассечка после гор чего ходаТВП обеспечивает достаточно высокие температуры газов, которые позвол ют по услови м температурного напора отдавать тепло высокотемпературной воде высокого давлени  из системы регенеративного подогрева питательной воды после деаэратора . Благодар  тому, что сброс котельного тепла невелик и замещает пар, отбираемый на ПВД турбины небольша . В результате получаем положительного сальдо от существенного повышени  экономичности котла и небольшого снижени  экономичности турбины . Одновременно вследствие уменьшени  отбора пара на ПВД заметно повышаетс  мощность турбины при неизменной подаче пара от котла в голову турбины . Нужно отметить, что величина достигаемого эффекта существенно зависит от температуры уход щих газов базового котла. Поэтому наибольший эффект достигаетс  дл  энергоблоков, работающих на низкосортных топливах, поскольку их котлы имеют высокие температуры уход щих газов .

Предлагаемый энергоблок повышенной эффективности в отличие от канонических блоков имеет не 3, а 4 св зи котла с турбиной: паропровод острого пара, паропроводы промежуточного пара, питательный трубопровод и байпасный трубопровод питательной воды.

Энергоблок по фиг.2 отличаетс  от рассмотренного по фиг.1 тем, что на байпасе первого после деаэратора ПВД вместе с турбинным экономайзером 12 на питательной воде последовательно включен возду- ховод ной теплообменник 14, включенный по греющей среде в линию 8 рециркул ции гор чего воздуха воздухоподогревател , Такое включение теплообменников 12 и 14 позвол ет наилучшим способом осуществить нагрев питательной воды, байпасирующей ПВД: уменьшить расход металла на теплообменники , повысить подогрев, обеспечить регулирование отбора тепла.

Проведенные на заводе проработки в части использовани  за вл емого технического решени  дл  энергоблоков 500 МВт Экибастузский ГРЭС-2 и 300 МВт дл  Ново- Ангренской ГРЭС подтвердили эффективность предложенных решений

-на блоках 500 МВт возрастает мощность на 11,4 МВт и удельные расходы топлива снижаютс  примерно на 2%

-на блоках 300 МВт возрастает мощность на 8,1 МВт, а удельные расходы топлива снижаютс  примерно на 1,4%.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Энергоблок тепловой электростанции , содержащий котел, в газоходе которого размещены гор ча  и холодна  ступени воздухоподогревател , снабженного воздушной линией рециркул ции, паротурбинную установку и систему регенеративного подогрева питательной воды с подогревател ми высокого и низкого давлени , первый из которых снабжен байпасным трубопроводом с установленным на нём по нагревае

   мой среде теплообменником, отличаю- щ- и и с   тем, что, с целью повышени  экожэ1 мичности, теплообменник включен по греющей среде в газоход после гор чей ступени воздухоподогревател .
2. 2. Энергоблок по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что он снабжен дополнительным теплообменником, включенным по нагреваемой среде в байласный трубопровод после основного теплообменника, а по греющей - в линию рециркул ции воздуха.

   //

   /

   Фиг.г

   Фие.1

   Q Г«ал/ч

   Фиг.э

   Номера goiloi

   6o 0yfOffOffo-

   фебателл