RU2159393C1

RU2159393C1 - Method of operation of heat supply system

Info

Publication number: RU2159393C1
Application number: RU99126036A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; П.В. Ротов; М.Е. Орлов
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2000-11-20

Abstract

FIELD: heat-power engineering; thermal power stations. SUBSTANCE: proposed method consists in connection of preheaters and hot-water boilers in parallel. Temperature of heating-system water in supply line of heating system is set depending on average saturation temperature of steam of upper heating-steam extraction of extraction turbine. Flow rate of heating-system water in base section of graph of control of thermal load is regulated through change of number of preheaters and that in peak section of graph (with preheaters switched on) is regulated through switching-on the hot-water boilers. EFFECT: enhanced economical efficiency; improved quality of operation of heat supply system due to full load of hot-water boilers and reduction of use of make-up water for heat-supply system. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях. The invention relates to the field of power engineering and can be used at thermal power plants.

Известны аналоги - способы работы системы теплоснабжения, по которым поступающую от потребителей сетевую воду последовательно нагревают паром нижних и верхних отопительных отборов соответственно в верхних и нижних сетевых подогревателях параллельно включенных теплофикационных турбин, а затем в водогрейных котлах, тепловую нагрузку Q системы теплоснабжения изменяют в соответствии с температурой наружного воздуха по графику Q=f(t_н) (см. кн. Соколова Е. Я. "Теплофикация и тепловые сети", М.: Энергоиздат, 1982, рис. 3.1б на с. 53 и описание к нему на с. 53-54, рис. 4.35 на с. 135 и описание к нему на с. 134-135).Known analogues are the methods of operation of the heat supply system, in which the network water coming from consumers is successively heated with steam from the lower and upper heating taps, respectively, in the upper and lower network heaters of the parallel connected heating cogeneration units, and then in the hot water boilers, the heat load Q of the heat supply system is changed in accordance with the outdoor temperature according to the schedule Q = f (t _n) (see. Vol. Sokolov E. H. "district heating and heat networks", M .: Energoizdat, 1982, Fig. 3.1b on pp. 53 and description thereto on . 53-54, Fig. 4.35 at pp. 135 and description thereto at pp. 134-135).

Данный аналог принят в качестве прототипа. This analogue is adopted as a prototype.

Недостатками аналогов и прототипа являются низкие экономичность и качество работы систем теплоснабжения из-за неполной загрузки и пониженной надежности водогрейных котлов. При нагреве воды во включенных последовательно сетевых подогревателях и водогрейном котле по стандартному графику тепловых сетей 150/70^oC теплопередающие поверхности котла подвергаются интенсивному накипеобразованию и, как следствие, пережогу этих поверхностей. Для повышения надежности работы водогрейных котлов необходимо применение дорогостоящих методов подготовки подпиточной воды, что не всегда оправдано по экономическим, а также по экологическим причинам (из-за необходимости утилизации сточных вод). На некоторых тепловых электрических станциях для предотвращения накипеобразования ограничивают температуру воды после котлов до 100-120^oC, что влияет на качество работы систем теплоснабжения, так как недоиспользуется тепловая мощность водогрейных котлов и становится невозможно осуществлять качественное регулирование нагрузки системы теплоснабжения Q повышением температуры сетевой воды на выходе из водогрейного котла.The disadvantages of analogues and prototype are low efficiency and quality of heat supply systems due to incomplete loading and reduced reliability of boilers. When heating water in sequentially connected network heaters and a boiler according to the standard schedule of heating networks 150/70 ^o C, the heat transfer surfaces of the boiler are subjected to intensive scale formation and, as a result, burn these surfaces. To increase the reliability of boilers, it is necessary to use expensive methods for the preparation of make-up water, which is not always justified for economic as well as environmental reasons (due to the need for waste water disposal). In some thermal power plants, to prevent scale formation, the water temperature after boilers is limited to 100-120 ^o C, which affects the quality of the heat supply systems, since the thermal power of the boilers is underused and it becomes impossible to carry out quality control of the heat supply system Q by raising the temperature of the network water by exit from the boiler.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и надежности работы системы теплоснабжения за счет полной загрузки водогрейных котлов, снижения затрат на подготовку подпиточной воды для системы теплоснабжения, а также благодаря снижению повреждаемости водогрейных котлов. The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency and reliability of the heating system by fully loading the boilers, reducing the cost of preparing make-up water for the heating system, and also by reducing the damage to the boilers.

Для достижения этого результата предложен способ работы системы теплоснабжения, по которому поступающую от потребителя сетевую воду последовательно нагревают паром нижних и верхних отопительных отборов соответственно в нижних и верхних сетевых подогревателях параллельно включенных теплофикационных турбин, а также в водогрейных котлах, тепловую нагрузку Q системы теплоснабжения изменяют в соответствии с температурой наружного воздуха t_н по графику зависимости Q=f(t_н).To achieve this result, a method of operation of a heat supply system is proposed, in which the network water supplied from the consumer is successively heated with steam of the lower and upper heating taps, respectively, in the lower and upper network heaters of the parallel connected heating cogeneration units, as well as in hot water boilers, the heat load Q of the heating system is changed to in accordance with the outdoor temperature t _n according to the graph of the dependence Q = f (t _n ).

Отличием заявляемого способа является то, что температуру сетевой воды в подающей магистрали τ₁ поддерживают постоянной, устанавливают ее исходя из средней температуры насыщения пара верхних отопительных отборов теплофикационных турбин t^во с учетом средней величины недогрева воды в верхних сетевых подогревателях δt^всп:τ₁ = t^во-δt^всп, расход сетевой воды в базовой части графика регулирования тепловой нагрузки Q=f(t_н) регулируют изменением количества включенных сетевых подогревателей, а в пиковой части графика при включенных сетевых подогревателях всех турбин расход сетевой воды регулируют изменением количества водогрейных котлов, включенных параллельно сетевым подогревателям.The difference of the inventive method is that the temperature of the heating water in the flow line τ ₁ is maintained constant, set it on the basis of the average saturation temperature of the pair of upper heating heats heating turbines t ^of considering the average value of water subcooled in the upper network heaters δt ^Aux: τ ₁ = t ⁱⁿ -δt ^WWW network water flow in the base of the graph of heat load control Q = f (t _n) is adjusted by changing the number of heaters included network, and the peak of the graph when the power odogrevatelyah all turbine flow system water is controlled by varying the number of boilers connected in parallel network heaters.

Ограничение температуры сетевой воды величиной τ₁ = t^во-δt^всп в сочетании с количественным регулированием нагрузки теплоснабжения, проводимым по предложенному порядку, позволяет повысить экономичность систем теплоснабжения за счет работы водогрейных котлов при более полной загрузки (благодаря увеличению температур воды на входе и на выходе водогрейных котлов) и за счет снижения затрат на подготовку подпиточной воды. Понижение величины τ₁ приводит к снижению повреждаемости водогрейных котлов и повышению надежности систем теплоснабжения.Limiting the temperature of the supply water to τ ₁ = t ⁱⁿ -δt ^sp in combination with the quantitative regulation of the heat supply load, carried out according to the proposed procedure, makes it possible to increase the efficiency of heat supply systems due to the operation of boilers at a more complete load (due to an increase in the inlet and outlet water temperatures boilers) and by reducing the cost of preparing make-up water. Lowering the value of τ ₁ leads to a decrease in the damage to hot water boilers and an increase in the reliability of heat supply systems.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение прототипа из перечня выявленных аналогов позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition of the prototype from the list of identified analogues made it possible to identify a set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s perceived technical result in the claimed method set forth in the claims.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Так, к такому преобразованию не может быть отнесено включение в способ работы системы теплоснабжения нагрева сетевой воды во включенных параллельно сетевых подогревателях и водогрейных котлах, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков и по другим правилам по сравнению с известными способами, что и позволяет обеспечить достижение искомого технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant. In particular, the claimed invention does not provide for the addition of a known agent to any part attached to it by known rules to achieve a technical result, in respect of which the effect of such additions is established. So, such a transformation cannot be attributed to the inclusion in the method of operation of the heat supply system of heating network water in parallel connected network heaters and boilers, since this operation in the claimed method is carried out in a different set of essential features and according to different rules compared to known methods, which and allows to achieve the desired technical result.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата. Next, we consider the information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the desired technical result.

Для работы по заявляемому способу система теплоснабжения подключена к тепловой электрической станции, принципиальная схема которой представлена на чертеже. Тепловая электрическая станция с подключенной к ней системой теплоснабжения содержит теплофикационные турбины 1, нижние 2 и верхние 3 отопительные отборы с подключенными к ним нижними 4 и верхними 5 сетевыми подогревателями, водогрейные котлы 6, включенные в сетевые трубопроводы параллельно нижним 4 и верхним 5 сетевым подогревателям, и сетевые насосы 7. В трубопровод подпиточной воды 8 последовательно включены установка химводоочистки 9, вакуумный деаэратор 10, бак-аккумулятор 11, подпиточный насос 12. To work according to the claimed method, the heat supply system is connected to a thermal power station, a schematic diagram of which is shown in the drawing. A thermal power plant with a heat supply system connected to it contains heat-producing turbines 1, lower 2 and upper 3 heating taps with lower 4 and upper 5 network heaters connected to them, hot water boilers 6 included in the network pipelines parallel to the lower 4 and upper 5 network heaters, and network pumps 7. A chemical water treatment plant 9, a vacuum deaerator 10, a storage tank 11, and a make-up pump 12 are sequentially included in the make-up water pipeline 8.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа. Consider an example implementation of the claimed method.

В начале отопительного сезона сетевую воду, поступающую от потребителей в количестве 4000 т/ч с температурой 50-60^oC, подают в нижние 4 и верхние 5 сетевые подогреватели одной из теплофикационных турбин 1 типа T - 100-130, где нагревают паром нижних 2 и верхних 3 отопительных отборов теплофикационных турбин 1. Температуру сетевой воды τ₁ в подающей магистрали устанавливают исходя из средней температуры насыщения верхних отопительных отборов 3, теплофикационных турбин 1 с учетом средней величины недогрева воды в верхних сетевых подогревателях 5 δt^всп = 5^oC и поддерживают постоянной. Давление пара в верхних отопительных отборах 3 равно 0,15-0,20 МПа с температурой насыщения 115-120^oC, следовательно, температура сетевой воды в подающей магистрали τ₁ = t^во-δt^всп = 115-120 - 5 = 110-115^oC. Расход сетевой воды в базовой части графика Q=f(t_н) регулируют изменением количества включенных нижних 4 и верхних 5 сетевых подогревателей. При понижении температуры наружного воздуха возрастает тепловая нагрузка системы теплоснабжения, для покрытия которой сетевую воду дополнительно нагревают в водогрейных котлах 6 типа ПТВМ-180 до температуры 110-115^oC. В пиковой части графика расход сетевой воды регулируют путем дополнительного включения водогрейных котлов 6, включенных параллельно нижним 4 и верхним 5 сетевым подогревателям. Для восполнения потерь сетевой воды в теплосеть подпиточным насосом 12 подают подготовленную по упрощенной технологии подпиточную воду из установки химводоочистки 9 через вакуумный деаэратор 10 и бак-аккумулятор 11. В подающую магистраль теплосети воду подают сетевыми насосами 7.At the beginning of the heating season, the network water supplied by consumers in the amount of 4000 t / h with a temperature of 50-60 ^o C is supplied to the lower 4 and upper 5 network heaters of one of the heating turbines of type 1 T - 100-130, where they are heated with steam of the lower 2 and the top 3 heating taps of cogeneration turbines 1. The temperature of the supply water τ ₁ in the supply line is set based on the average saturation temperature of the upper heating taps 3, cogeneration turbines 1 taking into account the average value of the under-heating of the water in the upper network heaters 5 δt ^aux = 5 ^o C and keep constant. The vapor pressure in the upper heating taps 3 is 0.15-0.20 MPa with a saturation temperature of 115-120 ^o C, therefore, the temperature of the supply water in the supply pipe is τ ₁ = t ⁱⁿ -δt ^cp = 115-120 - 5 = 110- 115 ^o C. The consumption of network water in the base of the graph Q = f (t _n ) is regulated by changing the number of included lower 4 and upper 5 network heaters. When lowering the outdoor temperature, the heat load of the heat supply system increases, to cover which the network water is additionally heated in hot water boilers 6 of the PTVM-180 type to a temperature of 110-115 ^o C. At the peak of the graph, the flow rate of the network water is regulated by additionally turning on the hot water boilers 6, included parallel to the bottom 4 and top 5 network heaters. To compensate for the losses of network water, the make-up pump 12 serves the make-up water prepared by a simplified technology from the chemical water treatment unit 9 through a vacuum deaerator 10 and a storage tank 11. Water is supplied to the supply main of the heating network by network pumps 7.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности в области теплоэнергетики;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- способ работы системы теплоснабжения, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение искомого технического результата.The above information indicates that when using the claimed method the following set of conditions:
- a tool embodying the claimed method in its implementation, is intended for use in industry in the field of heat power;
- for the claimed method in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- the method of operation of the heat supply system embodying the claimed invention in its implementation, is able to achieve the desired technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

The method of operation of the heat supply system, in which the network water supplied from the consumer is successively heated with steam from the upper and lower heating taps, respectively, in the lower and upper network heaters of the parallel connected heating turbines, as well as in hot water boilers, the heat load Q of the heat supply system is changed in accordance with the outdoor temperature t _n by plotting Q = f (t _n), characterized in that the temperature of the mains water supply line is maintained constant τ _1, We establish ayut it, based on an average saturation temperature of the upper vapor heating heats heating turbines ⁱⁿ t with the average value of subcooled water to the upper network heaters δt ^Aux: τ ₁ = t ⁱⁿ -δt ^WWW network water flow in the base of the graph of heat load control Q = f (t _n ) is controlled by changing the number of network heaters turned on, and in the peak part of the graph, when the network heaters of all turbines are turned on, the flow of network water is controlled by changing the number of boilers connected in parallel to the grid to heaters.