RU2164605C1

RU2164605C1 - Thermal power plant operating process

Info

Publication number: RU2164605C1
Application number: RU99124312A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; М.Е. Орлов; П.В. Ротов
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2001-03-27

Abstract

FIELD: thermal engineering. SUBSTANCE: process includes heating of delivery water returned from users by extraction steam with aid of main heating-system heaters of extraction turbines. During peak heat demand periods delivery water is additionally heated using thermal power of peak-demand water boilers, Delivery water leaks in heat supply system are replenished by makeup water. Feedwater, steam, and condensate losses in steam-water line of plant are compensated for by demineralized and deaerated emergency feedwater passed to feedwater line of steam boilers. During peak heat demand periods delivery water is heated in surface water-to-water heat exchangers with water heated in water boilers and force circulated over closed loop incorporating water boilers and surface water-to-water heat exchangers. Delivery water leaks in closed loop are compensated for by supplying emergency feedwater. EFFECT: improved reliability and economic efficiency of power plant. 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.

Известен способ работы тепловой электрической станции - аналог, по которому поступающую от потребителей сетевую воду нагревают паром отопительных отборов в основных сетевых подогревателях теплофикационных турбин, в пиковых режимах тепловой нагрузки осуществляют дополнительный нагрев сетевой воды за счет использования тепловой мощности пиковых водогрейных котлов, утечки сетевой воды в системе теплоснабжения восполняют подпиточной водой, потери питательной воды, пара и конденсата в пароводяном тракте станции компенсируют обессоленной и деаэрированной добавочной питательной водой, которую подают в тракт питательной воды паровых котлов (см. кн. Ионина А.А. и др. Теплоснабжение. - М.: Стройиздат, 1982, рис. 12.2 на с. 274 и описание к нему на с. 274-276). Данный аналог принят в качестве прототипа изобретения. A known method of operation of a thermal power plant is an analogue in which the network water supplied by consumers is heated with heating steam in the main network heaters of cogeneration turbines, in peak heat load conditions, additional heating of the network water is carried out by using the thermal power of the peak boilers, network water leakage in the heating system is replenished with make-up water, the loss of feed water, steam and condensate in the station’s steam-water path compensates for the desalted Oh and deaerated supplementary feed water, which is fed into the feed water path of steam boilers (see book. AA Ionina and others. Heat supply. - M.: Stroyizdat, 1982, Fig. 12.2 on page 274 and the description thereto p. 274-276). This analogue is adopted as a prototype of the invention.

Недостатками аналогов и прототипа являются пониженная надежность работы тепловой электрической станции вследствие ненадежной работы водогрейных котлов, применяемых в качестве пиковых источников тепловой мощности, из-за заноса поверхностей нагрева водогрейных котлов отложениями, вынесенными сетевой водой из системы теплоснабжения и вызывающими пережог этих поверхностей, и пониженная экономичность работы станции из-за необходимости применения дорогостоящих методов повышения качества больших объемов подпиточной и сетевой воды для предотвращения этого пережога и внутренней коррозии котлов. The disadvantages of the analogues and the prototype are the reduced reliability of the thermal power plant due to unreliable operation of hot water boilers used as peak heat sources, due to the drift of the heating surfaces of hot water boilers by deposits brought by the network water from the heat supply system and causing burnout of these surfaces, and reduced efficiency the work of the station because of the need to use expensive methods to improve the quality of large volumes of make-up and network water for prevent this burnout and internal corrosion of boilers.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение надежности и экономичности работы тепловой электрической станции. The technical result achieved by the present invention is to increase the reliability and efficiency of the thermal power plant.

Для достижения этого результата предложен способ работы тепловой электрической станции, по которому поступающую от потребителей сетевую воду нагревают паром отопительных отборов в основных сетевых подогревателях теплофикационных турбин, в пиковых режимах тепловой нагрузки осуществляют дополнительный нагрев сетевой воды за счет использования тепловой мощности пиковых водогрейных котлов, утечки сетевой воды в системе теплоснабжения восполняют подпиточной водой, потери питательной воды, пара и конденсата в пароводяном тракте станции компенсируют обессоленной и деаэрированной добавочной питательной водой, которую подают в тракт питательной воды паровых котлов. To achieve this result, a method of operating a thermal power plant is proposed, in which the network water supplied by consumers is heated by heating steam in the main network heaters of cogeneration turbines, in peak heat load conditions, additional heating of the network water is carried out by using the thermal power of the peak boilers, network leakage water in the heat supply system is replenished with make-up water, the loss of feed water, steam and condensate in the steam-water channel of the station and compensate for desalinated and deaerated supplementary feed water, which is fed into the feed water path of steam boilers.

Отличием заявленного способа является то, что в пиковых режимах тепловой нагрузки дополнительный нагрев сетевой воды осуществляют в поверхностных водо-водяных теплообменниках водой, которую нагревают в водогрейных котлах и принудительно циркулируют по замкнутому контуру, включающему в себя водогрейные котлы и поверхностные водо-водяные теплообменники, а утечки сетевой воды из замкнутого контура восполняют добавочной питательной водой. The difference of the claimed method is that in peak heat load conditions, additional heating of the network water is carried out in surface water-water heat exchangers with water, which is heated in hot water boilers and forcedly circulated in a closed loop, including hot water boilers and surface water-water heat exchangers, and leaks of network water from a closed circuit are replenished with additional feed water.

Использование для подпитки замкнутого контура водогрейных котлов воды высокого качества из трубопровода добавочной питательной воды позволяет исключить повреждения водогрейного котла, обусловленные накипеобразованием и внутренней коррозией, а также снизить затраты на подготовку подпиточной воды открытого контура теплосети. The use of high-quality water from the auxiliary feed water pipeline to feed the closed circuit of hot water boilers allows eliminating damage to the boiler due to scale formation and internal corrosion, as well as reducing the cost of preparing makeup water for an open heating circuit.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам, 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 из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к достигаемому техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources, and the 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 from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue made it possible to identify a set of essential distinguishing features in relation to the achieved technical result set forth in the claims. 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 известной 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 тепловой электрической станции операции дополнительного нагрева сетевой воды в поверхностных водо-водяных теплообменниках, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков способа 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 known part attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established. So, such a transformation cannot include the inclusion in the method of operation of a thermal power plant of the operation of additional heating of network water in surface water-water heat exchangers, since this operation in the claimed method is carried out in a different set of essential features of the method and according to different rules compared to known methods , which 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.

На чертеже изображена принципиальная схема тепловой электрической станции, поясняющая предложенный способ. The drawing shows a schematic diagram of a thermal power plant, explaining the proposed method.

Тепловая электрическая станция содержит паровую турбину 1 с отопительными отборами пара 2 и основными сетевыми подогревателями 3, подключенными к отопительным отборам 2, сетевой трубопровод 4, в который последовательно включены основные сетевые подогреватели 3 и поверхностные водо-водяные теплообменники 5, соединенные трубопроводами замкнутого контура 6 с пиковым водогрейным котлом 7 и циркуляционным насосом замкнутого контура 8, подпиточный трубопровод теплосети 9, подключенный к сетевому трубопроводу 4 до основных сетевых подогревателей 3, тракт питательной воды паровых котлов, включающий трубопровод основного конденсата турбины 10, трубопровод питательной воды 11 и деаэратор повышенного давления 12, трубопровод добавочной питательной воды паровых котлов 13, подключенный к тракту питательной воды (в рассматриваемой схеме - к трубопроводу основного конденсата 10). Трубопровод подпиточной воды замкнутого контура 14 подключен к трубопроводу добавочной питательной воды 13 и к трубопроводам замкнутого контура 6 перед циркуляционным насосом 8 этого контура. The thermal power plant contains a steam turbine 1 with heating steam taps 2 and main network heaters 3 connected to the heating taps 2, a network pipe 4, in which the main network heaters 3 and surface water-water heat exchangers 5 are connected in series, connected by closed-circuit pipelines 6 sec peak hot water boiler 7 and closed-loop circulation pump 8, make-up heating network pipe 9 connected to the network pipe 4 to the main network heaters 3, feed water path of steam boilers, including the main condensate pipeline of turbine 10, feed water pipe 11 and high pressure deaerator 12, additional feed water pipe of steam boilers 13, connected to the feed water path (in the considered circuit, to the main condensate pipeline 10) . The make-up water pipe of the closed circuit 14 is connected to the additional feed water pipe 13 and to the pipelines of the closed circuit 6 in front of the circulation pump 8 of this circuit.

Рассмотрим конкретный пример реализации заявленного способа работы тепловой электрической станции. Consider a specific example of the implementation of the claimed method of operation of a thermal power plant.

Способ состоит из следующих операций. Поступающую от потребителей по сетевому трубопроводу 4 сетевую воду в количестве 4500 т/ч нагревают по температурному графику теплосети 150/70^oC в базовом режиме в основных сетевых подогревателях 3 паром отопительных отборов 2 паровых турбин 1 типа Т-100-130 до 70-110^oC. В пиковом режиме дополнительный нагрев сетевой воды от 110 до 150^oC осуществляют в поверхностных водо-водяных теплообменниках 5 водой в количестве 3000 т/ч, циркулирующей в трубопроводах замкнутого контура 6 через пиковый водогрейный котел 7 типа ПТВМ-180. Утечки сетевой воды компенсируют деаэрированной подпиточной водой, подготавливаемой по упрощенной технологии и подаваемой по подпиточному трубопроводу теплосети 9 в сетевой трубопровод 4 до основных сетевых подогревателей 3. Основной конденсат турбины и питательную воду по трубопроводам основного конденсата турбины 10 подают в деаэратор повышенного давления 12, после которого по трубопроводам питательной воды 11 подают в паровые котлы. Добавочную питательную воду после химического обессоливания и деаэрации по трубопроводу добавочной питательной воды 13 направляют в тракт питательной воды паровых котлов (в трубопровод 10). Часть добавочной питательной воды из трубопровода 13 отводят по трубопроводу подпиточной воды замкнутого контура 14 в замкнутый контур водогрейного котла перед циркуляционным насосом 8 этого контура. Благодаря разделению потоков сетевой воды на два независимых контура: сетевой трубопровод и замкнутый контур водогрейного котла, снижается интенсивность заноса поверхностей нагрева водогрейного котла отложениями из системы теплоснабжения, вызывающими пережог поверхностей нагрева котла, снижается до минимума расход подпиточной воды замкнутого контура. Подпитка замкнутого контура водогрейного котла производится из трубопровода добавочной питательной воды водой более высокого качества, чем подпиточная вода теплосети, которая при использовании заявленного решения может готовиться по упрощенной технологии. Благодаря этому повышается надежность водогрейного котла и снижается стоимость подготовки подпиточной воды. Тем самым повышается надежность и экономичность работы тепловой электрической станции.The method consists of the following operations. Net water in the amount of 4500 t / h coming from consumers through a network pipeline 4 is heated according to the temperature schedule of the heating system 150/70 ^o C in the basic mode in the main network heaters 3 with a pair of heating taps 2 steam turbines of 1 type T-100-130 to 70-110 ^o C. In the peak mode, additional heating of the mains water from 110 to 150 ^o C is carried out in surface water-water heat exchangers 5 with water in the amount of 3000 t / h circulating in the pipelines of the closed circuit 6 through the peak boiler 7 of the PTVM-180 type. Leaks of mains water are compensated for by deaerated make-up water, prepared by a simplified technology and supplied through the make-up pipeline of the heating system 9 to the mains pipe 4 to the main network heaters 3. The main condensate of the turbine and feed water through the pipelines of the main condensate of the turbine 10 are fed to the high-pressure deaerator 12, after which feed water pipes 11 are fed to steam boilers. After the chemical desalination and deaeration, the additional feedwater is sent through the feedwater pipe 13 to the feedwater path of steam boilers (to pipeline 10). A part of the additional feed water from the pipeline 13 is diverted through the make-up water pipeline of the closed circuit 14 to the closed circuit of the boiler before the circulation pump 8 of this circuit. Due to the division of the network water flows into two independent circuits: the network pipeline and the closed circuit of the boiler, the intensity of skidding of the heating surfaces of the boiler is reduced by deposits from the heat supply system that cause the heating surfaces of the boiler to burn out, the consumption of closed loop makeup water is minimized. Closed loop water make-up is made from the auxiliary feed water pipeline with higher quality water than the heating network make-up water, which, when using the claimed solution, can be prepared using simplified technology. This increases the reliability of the boiler and reduces the cost of preparing make-up water. This increases the reliability and efficiency of the thermal power plant.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ, 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 средств и методов;
- способ работы тепловой электрической станции, 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 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 is confirmed;
- the method of operation of a thermal power plant embodying the claimed invention, when implemented, 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 a thermal power plant, in which the network water supplied by consumers is heated by heating steam in the main network heaters of cogeneration turbines, in peak heat load conditions, additional heating of the network water is performed by using the thermal power of the peak boilers, network water leaks in the heat supply system make up for make-up water, the loss of feed water, steam and condensate in the station’s steam-water path compensate for desalinated and deaerated additional feed water, which is fed into the feed water path of steam boilers, characterized in that in peak heat load conditions, additional heating of the network water is carried out in surface water-water heat exchangers with water that is heated in boilers and forcedly circulated in a closed loop, including water boilers and surface water-water heat exchangers themselves, and leakages of network water from a closed circuit are filled with additional feedwater.