RU2116559C1 - Multi-stage evaporation plant of steam-gas recovery type - Google Patents

Abstract

FIELD: making up losses of working medium and evaporation of wastes. SUBSTANCE: used as heating medium is steam of low-pressure loop of waste-heat boiler; excessive steam of last stage of plant is directed to part of low pressure of steam turbine. Multi-stage evaporation plant includes evaporation stages connected in series by secondary vapor pipe lines. Outlets of all heating sections of evaporation stages (but for first one) are connected to inlet of distillate expander whose steam outlet is connected to secondary vapor pipe line of last stage of plant and water outlet is connected to deaerator of steam turbine plant which is connected with condensate line of heating steam of first evaporation stage. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для парогазовых блоков утилизационного типа, где для восполнения потерь рабочего тепла и упаривания стоков применяют испарительные установки. The invention relates to a power system and can be used for combined cycle gas recovery units, where evaporative units are used to make up for losses of working heat and evaporation of effluents.

Известна многоступенчатая испарительная установка (МИУ) промышленной теплоэнергоцентрали, содержащая ступень испарения с паропроводами вторичного пара, соединенными с регенеративными подогревателями питательной воды, подогревателями дистиллята и греющими секциями последующих ступеней [1]. Установка включена на промышленный отбор пара турбины "Р" или "ПТ". Known multi-stage evaporator unit (MIU) of an industrial heat and power plant, comprising an evaporation stage with secondary steam pipelines connected to regenerative feedwater heaters, distillate heaters and heating sections of subsequent stages [1]. The installation is included in the industrial selection of steam turbine "P" or "PT".

Недостатком этой МИУ является потребность конденсации вторичного пара потоком дистиллята, получаемого в установке, и высокая экономичность только для ТЭЦ с турбинами типа "Р". The disadvantage of this MIU is the need for condensation of the secondary steam by the flow of distillate obtained in the installation, and high efficiency only for TPPs with turbines of type “P”.

Известна также многоступенчатая испарительная установка парогазовой ТЭЦ, содержащая ступени испарения с греющими секциями, последовательно соединенными между собой и с регенеративными подогревателями с помощью трубопроводов вторичного пара, регенеративные подогреватели, которые по воде на входе присоединены к установке химической обработки воды, а на выходе - к прямой магистрали тепловой сети [2]. Also known is a multi-stage evaporator unit of a combined cycle gas turbine power plant, containing evaporation stages with heating sections connected in series with each other and with regenerative heaters using secondary steam pipelines, regenerative heaters that are connected via water to the chemical water treatment unit at the inlet and to the direct water outlet heating mains [2].

Недостатком установки является зависимость ее производительности и тепловой экономичности от расхода подпиточной воды теплосети через регенеративные подогреватели. The disadvantage of the installation is the dependence of its performance and thermal efficiency on the consumption of make-up water of the heating system through regenerative heaters.

Задача изобретения состоит в создании многоступенчатой испарительной установки парогазового блока утилизационного типа двух давлений, в которой в качестве греющей среды используется пар контура низкого давления, избыточный пар последней ступени направляется через сепаратор влаги в часть низкого давления паровой турбины, а конденсат греющего пара из первой ступени испарения и дистиллят из расширителя отводится в деаэратор парогазовой установки. Техническим результатом изобретения является низкий выход избыточного пара, высокая тепловая экономичность при обеспечении заданной производительности установки в любых режимах работы ПГУ. The objective of the invention is to create a multi-stage evaporator installation of a steam-gas recovery unit of the two-pressure type, in which the steam of the low pressure circuit is used as the heating medium, the excess steam of the last stage is sent through the moisture separator to the low pressure part of the steam turbine, and the condensate of the heating steam from the first evaporation stage and the distillate from the expander is discharged into the deaerator of the combined cycle plant. The technical result of the invention is a low yield of excess steam, high thermal efficiency while ensuring a given installation performance in any operating conditions of CCGT.

Выполнение поставленной задачи достигается тем, что в многоступенчатой испарительной установке парогазового блока утилизационного типа, содержащей ступени испарения с последовательно соединенными между собой трубопроводами вторичного пара греющими секциями, которые соединены трубами с расширителем дистиллята, а вход греющей секции каждой ступени присоединен к трубопроводу питательной воды, вход греющей секции первой ступени по пару присоединен к выходу из контура низкого давления котла утилизатора, а выход из нее (по конденсату этого пара) - к деаэратору ПГУ, паропровод избыточного пара последней ступени установки подключен через сепаратор влаги к части низкого давления паровой турбины. Кроме того, расширитель по воде присоединен через насос к деаэратору ПГУ. The fulfillment of this task is achieved by the fact that in a multi-stage evaporator installation of a steam-gas block of a recycling type, containing evaporation stages with heating sections connected in series with the secondary steam pipelines, which are connected by pipes to the distillate expander, and the input of the heating section of each stage is connected to the feed water pipeline, the input the heating section of the first stage in a couple is connected to the outlet from the low pressure circuit of the waste heat boiler, and the outlet from it (via condensate th pair) - PSU to deaerator steam pipe excess steam final installation stage is connected via a moisture separator to a portion of the low pressure steam turbine. In addition, a water expander is connected through a pump to the CCGT deaerator.

Технический результат обеспечивается тем, что конденсат греющего пара первой ступени и дистиллят из расширителя отводятся в деаэратор ПГУ, греющий пар на установку подается из паропровода свежего пара контура низкого давления котла-утилизатора, а избыточный пар последней ступени установки отводится в часть низкого давления паровой турбины, вырабатывая дополнительно электрическую энергию. The technical result is ensured by the fact that the condensate of the heating steam of the first stage and the distillate from the expander are discharged to the CCGT deaerator, the heating steam is supplied to the installation from the fresh steam pipeline of the low pressure circuit of the recovery boiler, and the excess steam of the last installation stage is diverted to the low pressure part of the steam turbine, generating additional electrical energy.

На чертеже представлена схема многоступенчатой испарительной установки ПГУ утилизационного типа. The drawing shows a diagram of a multi-stage evaporation installation CCGT utilization type.

Она содержит ступени 1 испарения, трубопроводы 2 вторичного пара, каждый из которых подключен к следующей ступени испарения. Все ступени конденсата вторичного пара (дистиллята) соединены трубопроводами 3 с расширителем 4 дистиллята. Трубопровод 5 греющего пара первой ступени 1 испарения присоединен к выходу из контура низкого давления 6 котла-утилизатора 7 двух давлений. Трубопровод 8 конденсата греющего пара первой ступени 1 испарения присоединен к деаэратору 9 ПГУ. Расширитель 4 дистиллята через насос 10 трубопроводом 11 присоединен к деаэратору 9 ПГУ, а по пару к трубопроводу 12 избыточного пара последней ступени 1 испарения, который через сепаратор влаги 13 подключен к входу в часть низкого давления 14 паровой турбины 15. It contains stages 1 of evaporation, pipelines 2 of the secondary steam, each of which is connected to the next stage of evaporation. All stages of the condensate of the secondary steam (distillate) are connected by pipelines 3 with the expander 4 of the distillate. The heating pipe 5 of the first evaporation stage 1 is connected to the outlet of the low pressure circuit 6 of the two-pressure recovery boiler 7. The condensate pipe 8 of the heating steam of the first evaporation stage 1 is connected to the CCGT deaerator 9. The distillate expander 4 through the pump 10 is connected by a pipe 11 to the CCGT deaerator 9, and in pairs to the pipeline 12 of the excess steam of the last evaporation stage 1, which is connected through the moisture separator 13 to the inlet to the low pressure part 14 of the steam turbine 15.

Трубопровод 16 питательной (исходной) воды через подогреватель 17, деаэратор 18 и насос 19 присоединен к входам в водяной объем ступеней 1 испарения. Подогреватель 17 и деаэратор 18 по пару присоединены трубопроводами 20 и 21 к трубопроводу 12 избыточного пара. The pipeline 16 of feed (source) water through the heater 17, the deaerator 18 and the pump 19 is connected to the inlets in the water volume of the evaporation stages 1. The heater 17 and the deaerator 18 are connected in pairs by pipelines 20 and 21 to the pipeline 12 of excess steam.

Котел-утилизатор 7 присоединен к выхлопу газовой турбины 22 и содержит последовательно расположенные друг за другом (по ходу газов) поверхности теплообмена контура высокого давления 23, контура низкого давления 6 и экономайзер 24, контур высокого давления 23 подключен по пару к входу паровой турбины 15, а контур низкого давления 6 к промежуточной ступени части высокого давления турбины 25, к деаэратору 9 ПГУ и первой ступени 1 испарения. The waste heat boiler 7 is connected to the exhaust of the gas turbine 22 and contains heat exchange surfaces sequentially located one after the other (along the gas paths) of the high pressure circuit 23, the low pressure circuit 6 and the economizer 24, the high pressure circuit 23 is coupled to the input of the steam turbine 15, and the low-pressure circuit 6 to the intermediate stage of the high-pressure part of the turbine 25, to the CCGT deaerator 9 and the first evaporation stage 1.

Многоступенчатая испарительная установка работает следующим образом. Multi-stage evaporator works as follows.

Исходная вода (стоки) проходит нагрев в подогревателе 17 и деаэраторе 18 и насосом 19 подается по трубопроводу 16 в водяной объем ступеней 1 испарения, в которых из нее генерируется вторичный пар, отводимый по трубопроводу 2 в следующие ступени испарения, где он конденсируется, отдавая свое тепло воде. Конденсат вторичного пара (дистиллят) отводится по трубопроводам 3 в расширитель 4 дистиллята. Греющий пар первой ступени испарения подводится по трубопроводу 8 в деаэратор 9 ПГУ. Дистиллят из расширителя 4 откачивается насосом 10 и по трубопроводам 11 подается в деаэратор 9 ПГУ. Вторичный пар последней ступени испарения и выпар расширителя 4 подается по трубопроводам 20 и 21 к подогревателю 17 исходной воды и деаэратору 18, а оставшаяся часть (избыточная часть) отводится по трубопроводу 12 в сепаратор влаги 13, где из пара удаляется влага, сухой пар подается в часть низкого давления 14 паровой турбины 15, где его энергия используется для получения дополнительной электрической мощности. The source water (drains) is heated in the heater 17 and the deaerator 18 and the pump 19 is fed through the pipe 16 to the water volume of the evaporation stages 1, in which secondary steam is generated from it, discharged through the pipeline 2 to the next evaporation stages, where it condenses, giving off its warm water. The condensate of the secondary vapor (distillate) is discharged through pipelines 3 to the distillate expander 4. The heating steam of the first stage of evaporation is supplied via line 8 to the CCGT deaerator 9. The distillate from the expander 4 is pumped out by the pump 10 and fed through pipelines 11 to the CCGT deaerator 9. Secondary vapor of the last stage of evaporation and the vaporizer of expander 4 is supplied through pipelines 20 and 21 to the source water heater 17 and deaerator 18, and the remaining part (excess part) is discharged through pipeline 12 to the moisture separator 13, where moisture is removed from the steam, and dry steam is supplied to part of the low pressure 14 of the steam turbine 15, where its energy is used to obtain additional electrical power.

Таким образом, включение испарительной установки на пар низкого давления позволяет снизить расход электроэнергии на питательный насос ПГУ, отвод конденсата греющего пара из первой ступени и дистиллята из расширителя в деаэратор ПГУ ведет к сокращению величины выхода избыточного пара, а отвод избыточного пара в часть низкого давления позволяет получать дополнительную электроэнергию. Thus, the inclusion of an evaporator unit for low pressure steam allows reducing the power consumption for the CCGT feed pump, the removal of heating steam condensate from the first stage and the distillate from the expander to the CCGT deaerator leads to a reduction in the excess steam output, and the removal of excess steam to the low pressure part allows receive additional electricity.

Использование изобретения позволяет обеспечить высокую тепловую экономичность и устойчивую производительность испарительной установки ПГУ утилизационного типа. The use of the invention allows to provide high thermal efficiency and stable performance of the CCGT unit of utilization type.

Источники информации. Sources of information.

1. А.с. СССР N 964200, кл. F 01 K 7/40, 1982 (аналог). 1. A.S. USSR N 964200, class F 01 K 7/40, 1982 (analog).

2. Заявка на выдачу патента на изобретение N 94020621/06 с решением о выдаче патента от 19 июня 1995 г. (прототип). 2. Application for the grant of a patent for the invention N 94020621/06 with a decision on the grant of a patent dated June 19, 1995 (prototype).

Claims (1)

Многоступенчатая испарительная установка парогазового блока утилизационного типа, содержащая последовательно соединенные паропроводами ступени испарения, трубопровод дистиллята и трубопровод конденсата греющего пара первой ступени, присоединенные к деаэратору паровой турбины, отличающаяся тем, что греющая секция первой ступени подключена по пару к контуру низкого давления котла-утилизатора двух давлений, расширитель дистиллята присоединен через сепаратор влаги в часть низкого давления турбины. A multi-stage evaporator installation of a steam-gas block of a utilizing type, comprising evaporation stages connected in series by steam pipelines, a distillate pipeline and a first stage heating steam condensate pipeline connected to a steam turbine deaerator, characterized in that the heating section of the first stage is connected in pairs to the low pressure circuit of the recovery boiler pressure, the distillate expander is connected through a moisture separator to the low pressure part of the turbine.