RU2503827C2

RU2503827C2 - Method of operation of heating steam-turbine plant and device for its realisation

Info

Publication number: RU2503827C2
Application number: RU2012110743/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Максимович Хлебалин
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2014-01-10
Also published as: RU2012110743A

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: in the method of operation of a heating steam-turbine plant they generate steam in a steam boiler, expand it in a turbine with simultaneous production of energy and heating of network water depending on the temperature curve of the heating network and schedule of electric load in the main network heaters with steam from heating bleeds of the turbine or live steam from the reduction cooling plant in additional network heaters during disconnection of the main network heaters and reduction of steam supply to the turbine. During heating of the network water in additional network heaters, they reduce supply of live steam to the reduction cooling plant, supply reduced steam into a jet compressor with simultaneous supply of bled stem from the turbine to a turbopump. They mix the reduced steam with the injected steam from the turbopump in a jet compressor, and supply the mixed steam to the additional network heater. There is also a device proposed for realisation of the method.

EFFECT: invention makes it possible to increase cost effectiveness and maneuverability of a heating steam-turbine plant.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, к теплофикационным паротурбинным установкам отопительных теплоэлектроцентралей и предназначено для увеличения экономичности и маневренности при разгрузке электростанции по электрической мощности.The invention relates to the field of power engineering, in particular, to cogeneration steam-turbine units of heating cogeneration plants and is intended to increase efficiency and maneuverability when unloading a power plant by electric power.

Известен способ работы теплофикационной паротурбинной установки и устройство для его осуществления, описанные в (АС СССР, №1193275, опубл. 18.05.84 Б.И., №43, 1985). Согласно способу подают пар из теплофикационного отбора в основной сетевой подогреватель, а острый пар через РОУ в пиковый сетевой подогреватель. Дополнительно подают в пиковый сетевой подогреватель пар промышленного отбора и уменьшают острый пар на редукционно-охладительную установку (РОУ) в часы провала электрической нагрузки с отключением основного сетевого подогревателя.A known method of operation of a cogeneration steam turbine installation and a device for its implementation, described in (USSR AS, No. 1193275, publ. 18.05.84 B.I., No. 43, 1985). According to the method, steam is supplied from the heating selection to the main network heater, and sharp steam is supplied through the DOC to the peak network heater. Additionally, industrial extraction steam is fed into the peak network heater and the sharp steam is reduced to a reduction and cooling unit (ROW) during the hours of failure of the electrical load with the main network heater turned off.

Устройство содержит котел, турбину с промышленными и теплофикационными отборами пара, конденсатор, основной и пиковый сетевые подогреватели, деаэратор, регенеративные подогреватели, насосы, РОУ.The device comprises a boiler, a turbine with industrial and heating steam extraction, a condenser, main and peak network heaters, a deaerator, regenerative heaters, pumps, ROW.

Недостатком такого технического решения является снижение расхода пара промышленного отбора для технологических нужд предприятий; отсутствие промышленного отбора пара у турбин отопительных (городских) ТЭЦ; дополнительная выработка электроэнергии паром промышленного отбора, расходуемого на пиковый подогреватель не позволяет провести глубокую разгрузку ТЭЦ по электрическому графику.The disadvantage of this technical solution is to reduce the consumption of steam industrial selection for the technological needs of enterprises; lack of industrial steam extraction from heating (city) CHP turbines; additional generation of electricity by industrial extraction steam consumed by the peak heater does not allow for deep unloading of thermal power plants according to the electrical schedule.

Наиболее близким к заявляемому является способ работы теплофикационной паротурбинной установки (АС СССР, №992756, опубл. 30.01.83 Б.И., №4, 1983). Согласно этому способу производят подогрев сетевой воды в основных сетевых подогревателях паром из теплофикационных отборов турбины. В часы снижения электрической нагрузки уменьшение электрической мощности осуществляется сокращением расхода острого пара котла и снижением подачи пара на турбину с редуцированием острого пара в РОУ, подачей его в дополнительной сетевой подогреватель с нагревом в нем обратной сетевой воды при отключении основного сетевого подогревателя.Closest to the claimed is the method of operation of a cogeneration steam turbine installation (AS of the USSR, No. 992756, publ. 30.01.83 B.I., No. 4, 1983). According to this method, the heating of the mains water is carried out in the main network heaters by steam from the cogeneration units of the turbine. During hours of reducing electric load, a decrease in electric power is carried out by reducing the consumption of sharp steam of the boiler and reducing the steam supply to the turbine with the reduction of sharp steam in the DOC, feeding it to an additional network heater with heating of the return network water in it when the main network heater is turned off.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для работы теплофикационной паротурбинной установки (А.С. СССР, №992756, опубл. 30.01.83 Б.И., №4, 1983), содержащее котел, соединенный трубопроводом острого пара с турбиной, электрогенератор, конденсатор, основной сетевой подогреватель, соединенный с насосом и трубопроводом подачи обратной сетевой воды, деаэратор, а также с дополнительным подогревателем, который подсоединен к трубопроводу острого пара через редукционно-охладительную установкуClosest to the claimed is a device for operation of a cogeneration steam turbine installation (AS USSR, No. 992756, publ. 30.01.83 B.I., No. 4, 1983), comprising a boiler connected by a sharp steam pipeline to a turbine, an electric generator, a condenser , the main network heater connected to the pump and the return line water supply pipe, a deaerator, and also to the additional heater, which is connected to the sharp steam pipeline through a reduction and cooling unit

Недостатком такого способа и устройства является низкая экономичность ТЭЦ при дросселировании острого пара через РОУ.The disadvantage of this method and device is the low efficiency of the CHP when throttling hot steam through the DOC.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение экономичности и маневренности теплофикационной паротурбинной установки.The task of the invention is to increase the efficiency and maneuverability of a cogeneration steam turbine installation.

Поставленная задача достигается тем, что в способе работы теплофикационной паротурбинной установки производят генерацию пара в паровом котле, его расширение в турбине с одновременной выработкой электроэнергии и подогревом сетевой воды в зависимости от температурного графика тепловой сети и графика электрической нагрузки в основных сетевых подогревателях паром из теплофикационных отборов турбины или острым паром от редуционно-охладительной установки в дополнительных сетевых подогревателях при отключении основных сетевых подогревателей и снижении подачи пара на турбину. Новым является то, что при подогреве сетевой воды в дополнительных сетевых подогревателях снижают подачу острого пара на редуционно-охладительную установку, подают редуцированный пар в струйный компрессор с одновременной подачей отборного пара из турбины на турбонасос. Производят смешивание редуцированного пара с инжектируемым паром из турбонасоса в струйном компрессоре и подают смешенный пар на дополнительный сетевой подогреватель.The task is achieved by the fact that in the method of operation of a cogeneration steam-turbine unit, steam is generated in a steam boiler, expanded in a turbine with simultaneous generation of electricity and heating of the mains water, depending on the temperature schedule of the heating network and the schedule of the electric load in the main network heaters using steam from the heat recovery turbines or hot steam from a reduction and cooling installation in additional network heaters when disconnecting the main network heaters ateli and reducing the supply of steam to the turbine. What is new is that when heating network water in additional network heaters, they reduce the supply of sharp steam to the reduction and cooling unit, supply reduced steam to the jet compressor while supplying selected steam from the turbine to the turbopump. The reduced steam is mixed with the injected steam from a turbopump in a jet compressor, and mixed steam is supplied to an additional network heater.

Поставленная задача достигается тем, что устройство содержит котел, соединенный трубопроводом острого пара с турбиной, электрогенератор и конденсатор. К турбине подключены через теплофикационные отборы основные сетевые подогреватели, соединенные с насосом и трубопроводом подачи обратной сетевой воды, а также с дополнительным сетевым подогревателем, который подсоединен к трубопроводу острого пара через редукционно-охладительную установку. Новым является то, что дополнительно введен струйный компрессор, включенный между дополнительным подогревателем и редукционно-охладительной установкой, а также турбонасос с питательным насосом, подключенный с одной стороны к струйному компрессору, а с другой стороны - к турбине.This object is achieved in that the device comprises a boiler connected by a sharp steam pipeline to a turbine, an electric generator and a condenser. The main network heaters connected to the pump and the return network water supply pipe, as well as to the additional network heater, which is connected to the sharp steam pipeline through a reduction and cooling unit, are connected to the turbine through cogeneration selections. What is new is that an additional jet compressor has been introduced, connected between the additional heater and a reduction-cooling unit, as well as a turbo pump with a feed pump, connected on one side to the jet compressor, and on the other hand to the turbine.

Других технических решений со сходными отличительными признаками обнаружено не было, таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».No other technical solutions with similar distinctive features were found, thus, the claimed technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Изобретение поясняется чертежом (фиг.1), где представлена схема работы теплофикационной паротурбинной установки.The invention is illustrated in the drawing (figure 1), which shows the scheme of operation of a cogeneration steam turbine installation.

Позициями на чертеже обозначены: котел - 1; трубопровод острого пара - 2; турбина - 3; электрогенератор - 4; конденсатор - 5; конденсатный насос - 6; теплофикационный отбор - 7, 15; регенеративные подогреватели питательной воды - 8, 28; задвижки - 9, 14, 19, 20, 25, 31; трубопровод подачи обратной сетевой воды - 10; сетевой насос - 11; основные сетевые подогреватели воды - 12, 13; трубопровод выхлопного пара турбонасоса - 16; питательный насос - 17; деаэратор - 18; трубопровод инжектируемого пара - 21; турбонасос - 22; трубопровод отборного пара на турбонасос - 23; дополнительный сетевой подогреватель - 24; трубопровод смешанного пара струйного компрессора - 26; струйный компрессор - 27; трубопровод редуцированного пара - 29; редукционно-охладительная установка (РОУ) - 30.The positions in the drawing indicate: boiler - 1; sharp steam pipeline - 2; turbine - 3; electric generator - 4; capacitor - 5; condensate pump - 6; heating selection - 7, 15; regenerative feed water heaters - 8, 28; gate valves - 9, 14, 19, 20, 25, 31; pipeline supply network water return - 10; network pump - 11; main network water heaters - 12, 13; the exhaust pipe of the turbopump - 16; feed pump - 17; deaerator - 18; injected steam pipeline - 21; turbopump - 22; selective steam pipeline to the turbopump - 23; additional network heater - 24; mixed steam pipeline of the jet compressor - 26; jet compressor - 27; reduced steam pipeline - 29; reduction and cooling unit (ROW) - 30.

Теплофикационная паротурбинная установка содержит котел 1 соединенный трубопроводом острого пара 2 с турбиной 3, имеющей электрогенератор 4, конденсатор 5. К турбине подключены теплофикационные отборы пара 7, 15 и через задвижки 9, 14 основные сетевые подогреватели 12, 13. К трубопроводу подачи обратной сетевой воды 10 подключены сетевой насос 11, основные сетевые подогреватели 12, 13 и дополнительный сетевой подогреватель 24, который подключен через задвижку 25 к струйному компрессору 27, подключенному через трубопровод редуцированного пара 29 к РОУ 30. РОУ через задвижку 31 подключена к трубопроводу острого пара 2 котла 1. К турбине 3 подключен по трубопроводу отборного пара 23 турбонасос 22, выхлопной пар которого через задвижку 19 по трубопроводу 16 подается снова к турбине 3, а через задвижку 20 по трубопроводу инжектируемого пара 21 к струйному компрессору 27.The cogeneration steam-turbine installation contains a boiler 1 connected by a sharp steam pipe 2 to a turbine 3 having an electric generator 4, a condenser 5. Cogeneration steam take-offs 7, 15 are connected to the turbine and main network heaters 12, 13 are connected to the turbine 9, to a return network water supply pipeline 10, a network pump 11, main network heaters 12, 13 and an additional network heater 24, which is connected through a valve 25 to a jet compressor 27 connected through a reduced steam pipe 29 to the ROW 30, are connected. ROW through the valve 31 is connected to the pipeline of sharp steam 2 of the boiler 1. To the turbine 3 is connected through the pipeline of selected steam 23 turbopump 22, the exhaust vapor of which through the valve 19 through the pipe 16 is again fed to the turbine 3, and through the valve 20 through the pipeline of the injected steam 21 to jet compressor 27.

Регенеративный подогрев питательной воды турбины 3 включает конденсатор 5, конденсатный насос 6, регенеративные подогреватели 8, 28, деаэратор 18, к которому подключен питательный насос 17. Конденсат сетевых подогревателей 12, 13, 24 подается насосом в деаэратор 18.The regenerative heating of feed water of the turbine 3 includes a condenser 5, a condensate pump 6, regenerative heaters 8, 28, a deaerator 18, to which a feed pump 17 is connected. The condensate of the network heaters 12, 13, 24 is pumped to the deaerator 18.

Способ работы теплофикационной паротурбинной установки осуществляется следующим образом.The method of operation of a cogeneration steam turbine installation is as follows.

Производят генерацию пара в паровом котле 1, его расширение в турбине 3 с одновременной выработкой электроэнергии и подогревом сетевой воды. Подогрев сетевой воды осуществляют в зависимости от температурного графика тепловой сети и графика электрической нагрузки. В дневное время при максимальной электрической нагрузке по заданному температурному графику осуществляют подогрев в основных сетевых подогревателях 12, 13 паром из теплофикационных отборов 7, 15 турбины 3. В ночное время при снижении электрической нагрузке при снижении температуры сетевой воды осуществляют подогрев в дополнительном сетевом подогревателе 24 при отключении основных сетевых подогревателей 12, 13 и снижении подачи пара на турбину 3. Разгрузку по электрической мощности во время снятия потребности электроэнергии потребителями теплофикационной паротурбинной установки, при заданном отпуске теплоты потребителю, производят путем снижения выработки электроэнергии паром теплофикационных отборов 7, 15 и выхлопным паром турбонасоса 22 и нагрева сетевой воды в дополнительном сетевом подогревателе 24 смешанным паром струйного компрессора 27, в котором используется редуцированный пар от РОУ 30 и выхлопной пар турбонасоса 22. В этом случае уменьшают подачу острого пара с котла 1 к трубопроводу острого пара 2 на турбину 3, снижая электрическую нагрузку на электрогенераторе 4, а также подачу острого пара на редукционно-охладительную установку 30. При постоянном пропуске пара в конденсатор 5, снижают расход пара теплофикационных отборов 7, 15, закрывая задвижки 9, 14 на основные сетевые подогреватели 12, 13, уменьшая температуру сетевой воды. Для восстановления температуры сетевой воды по температурному графику тепловой сети включают РОУ 30, открывая задвижку 31 и подают по трубопроводу 29 редуцированный пар в струйный компрессор 27. Одновременно подают отборный пар из турбины 3 на турбонасос 22. Выхлопной пар турбонасоса 22 поступает при открытии задвижки 20 и закрытии задвижки 19 в струйный компрессор 27. Производят смешивание редуцированного пара с инжектируемым паром из турбонасоса 22 в струйном компрессоре 27 Смешанный пар из струйного компрессора 27 подают по трубопроводу 26 в дополнительный сетевой подогреватель 24, открывая задвижку 25 для нагрева сетевой воды, которая подается в дополнительный сетевой подогреватель 24 из обратной магистрали сетевой воды 10 сетевым насосом 11 и направляют в систему теплоснабжения.Steam is generated in a steam boiler 1, it is expanded in a turbine 3 with the simultaneous generation of electricity and heating of the mains water. Heating of network water is carried out depending on the temperature schedule of the heat network and the schedule of electric load. In the daytime at maximum electric load according to a given temperature schedule, the heating is carried out in the main network heaters 12, 13 with steam from the heat recovery units 7, 15 of the turbine 3. At night, when the electric load decreases with a decrease in the temperature of the network water, they are heated in an additional network heater 24 at turning off the main network heaters 12, 13 and reducing the steam supply to the turbine 3. Unloading of electric power during the removal of electricity demand by consumers at a given steam supply to the consumer, by producing heat supply to the consumer, they are produced by reducing the generation of electricity by the steam of the heat extraction 7, 15 and the exhaust steam of the turbopump 22 and heating the network water in an additional network heater 24 with mixed steam of the jet compressor 27, which uses reduced steam from ROW 30 and exhaust steam of the turbopump 22. In this case, the supply of sharp steam from the boiler 1 to the pipeline of sharp steam 2 to the turbine 3 is reduced, reducing the electric load on the generator 4, and t kzhe supplying steam at pressure-reducing cooling unit 30. With continued passage of steam to the condenser 5, reduce steam consumption cogeneration selections 7, 15, closing valves 9, 14 for the main network heaters 12, 13, reducing the temperature of the mains water. To restore the temperature of the network water according to the temperature schedule of the heat supply network, the switchgear 30 is turned on, opening the gate valve 31 and reduced steam is supplied through the pipe 29 to the jet compressor 27. At the same time, selected steam from the turbine 3 is fed to the turbopump 22. The exhaust vapor of the turbopump 22 enters when the valve 20 is opened and closing the valve 19 to the jet compressor 27. Mix the reduced steam with the injected steam from the turbopump 22 in the jet compressor 27 Mixed steam from the jet compressor 27 is fed through a pipe 26 to The optional network heater 24, opening the valve 25 for heating the network water, which is supplied to the additional network heater 24 from the return line of the network water 10 by the network pump 11 and is sent to the heat supply system.

При восстановлении электрической нагрузки на теплофикационной паротурбинной установке до номинального значения, производят одновременно увеличение расходы острого пара с котла 1 по трубопроводу 2 на турбину 3 и через теплофикационные отборы пара 7, 15, открывая задвижки 9, 14 на основные сетевые подогреватели 12, 13, одновременно открывают задвижку 19 выхлопного пара турбонасоса 22 для подачи его в турбину 3. Отключают РОУ 30, закрывая задвижку 31 от трубопровода острого пара 2, и струйный компрессор 27, закрывают задвижку 20 и отключают дополнительный сетевой подогреватель 24, закрывая задвижку 25.When restoring the electric load on the cogeneration steam-turbine unit to the nominal value, the consumption of sharp steam from the boiler 1 through the pipe 2 to the turbine 3 and through the cogeneration steam take-offs 7, 15 is simultaneously increased, opening the valves 9, 14 to the main network heaters 12, 13, simultaneously open the valve 19 of the exhaust steam of the turbopump 22 for feeding it into the turbine 3. Turn off the ROW 30, closing the valve 31 from the pipeline of sharp steam 2, and the jet compressor 27, close the valve 20 and turn off the additional th network heater 24, closing the valve 25.

Таким образом, описанный способ работы теплофикационной паротурбинной установки обладает более высокой экономичностью и маневренностью за чет снижения расхода пара через РОУ.Thus, the described method of operation of a cogeneration steam-turbine installation has higher efficiency and maneuverability due to the reduction of steam consumption through the DOC.

Для повышения маневренных свойств теплофикационной паротурбинной установки в ночное время по электрическому графику снижают электрическую мощность за счет отклонения теплофикационных отборов пара на основные сетевые подогреватели и дополнительно уменьшают электрическую нагрузку турбин за счет прекращения подачи выхлопного пара турбонасоса в турбину.To increase the maneuvering properties of the cogeneration steam turbine unit at night, the electric power is reduced by the electric schedule by deviating the cogeneration steam takeoffs to the main network heaters and additionally reduce the electric load of the turbines by stopping the supply of exhaust steam of the turbo pump to the turbine.

Claims

1. Способ работы теплофикационной паротурбинной установки, включающий генерацию пара в паровом котле, его расширение в турбине с одновременной выработкой электроэнергии и подогревом сетевой воды в зависимости от температурного графика тепловой сети и графика электрической нагрузки в основных сетевых подогревателях паром из теплофикационных отборов турбины или острым паром от редукционно-охладительной установки в дополнительном сетевом подогревателе при отключении основных сетевых подогревателей и снижении подачи пара на турбину, отличающийся тем, что при подогреве сетевой воды в дополнительном сетевом подогревателе снижают подачу острого пара на редукционно-охладительную установку, подают редуцированный пар в струйный компрессор с одновременной подачей отборного пара из турбины на турбонасос, производят смешивание редуцированного пара с инжектируемым паром из турбонасоса в струйном компрессоре и подают смешенный пар на дополнительный сетевой подогреватель.1. The method of operation of a cogeneration steam-turbine installation, including generating steam in a steam boiler, expanding it in a turbine with simultaneous generation of electricity and heating of the mains water, depending on the temperature schedule of the heating network and the schedule of the electric load in the main network heaters using steam from the cogeneration turbine or hot steam from a reduction and cooling installation in an additional network heater when the main network heaters are turned off and the steam supply to the turbine is reduced, characterized in that when heating the network water in an additional network heater, they reduce the supply of hot steam to the reduction and cooling unit, supply the reduced steam to the jet compressor while supplying selected steam from the turbine to the turbopump, mix the reduced steam with the injected steam from the turbopump in the jet compressor and mixed steam is supplied to an additional network heater.

2. Теплофикационная паротурбинная установка, содержащая котел, соединенный трубопроводом острого пара с турбиной, электрогенератор и конденсатор; к турбине подключены через теплофикационные отборы основные сетевые подогреватели, соединенные с сетевым насосом и трубопроводом подачи обратной сетевой воды, а также с дополнительным сетевым подогревателем, который подсоединен к трубопроводу острого пара через редукционно-охладительную установку, отличающаяся тем, что дополнительно введен струйный компрессор, включенный между дополнительным сетевым подогревателем и редукционно-охладительной установкой, а также турбонасос с питательным насосом, подключенный с одной стороны к струйному компрессору, а с другой стороны - к турбине. 2. A cogeneration steam turbine installation comprising a boiler connected by a sharp steam pipeline to a turbine, an electric generator and a condenser; main heaters connected to the mains pump and return line water supply pipe, as well as to the additional mains heater, which is connected to the sharp steam pipeline through a reduction and cooling unit, characterized in that an additional jet compressor is included in between an additional network heater and a reduction and cooling unit, as well as a turbopump with a feed pump, connected on one side to the stream compressor, and on the other hand, to the turbine.