RU2220296C1

RU2220296C1 - Method of thermal deaeration of water

Info

Publication number: RU2220296C1
Application number: RU2002115202/06A
Authority: RU
Inventors: В.И. Шарапов; Д.В. Цюра; М.А. Сивухина; М.Р. Феткуллов
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2003-12-27

Abstract

FIELD: heat engineering; thermal power stations. SUBSTANCE: according to proposed method, heating system water is heated is system heaters by steam of heating extractions of extraction turbine and heating system feed water is deaerated in vacuum deaerator before delivering into return pipeline of heating system. For this purpose source water and superheated water are fed into deaerator. Preset concentration of carbon dioxide in deaerated feed water is maintained by sequential regulation of source water temperature and superheated water flow rate. In case of rise of carbon dioxide concentration relative to preset value, first source water temperature is raised and then, if necessary, flow rate of superheated water is increased. In case of drop of carbon dioxide concentration relative to preset value, first flow rate of superheated water is decreased and then source water temperature. EFFECT: improved reliability and increased economy of thermal power station. 2 cl, 1 dwg

Description

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

Известны аналоги - способы деаэрации воды на тепловых электрических станциях (ТЭС), по которым сетевую воду подогревают в сетевых подогревателях паром отопительных отборов теплофикационной турбины, подпиточную воду теплосети перед подачей в обратный сетевой трубопровод деаэрируют в вакуумном деаэраторе, для чего в деаэратор подают исходную воду и перегретую воду (см. а.с. SU 1328563, F 01 К 17/02, 07.08.1987). Данный аналог принят в качестве прототипа.Known analogues are methods of deaerating water at thermal power plants (TPPs), in which the network water is heated in the network heaters with steam from the heating taps of the heating turbine, the heating water is deaerated in the vacuum deaerator before being fed to the return network pipe, for which source water is supplied to the deaerator and superheated water (see.with. SU 1328563, F 01 K 17/02, 08/07/1987). This analogue is adopted as a prototype.

Недостатком аналогов и прототипа является пониженная экономичность способа деаэрации воды на тепловой электрической станции из-за повышенных энергетических затрат на нагрев исходной воды и подачу греющего агента в деаэратор при остаточной концентрации диоксида углерода в деаэрированной воде ниже требуемого значения. Обычно тепловой и гидравлический режимы подготовки подпиточной воды поддерживают постоянными, исходя из достижения заданного нормами отсутствия диоксида углерода СО₂ в деаэрированной воде в расчетном стационарном режиме. В процессе эксплуатации тепловой электрической станции в ряде переменных режимов подготовки подпиточной воды меняется качество исходной воды, а вместе с ним и отсутствие СО₂ может быть достигнуто при меньших температурах исходной воды и расходах греющего агента, но несмотря на это температура исходной воды и расход греющего агента перед деаэратором остаются неизменными, что приводит к перерасходу энергии. С другой стороны, в ряде режимов температура исходной воды и расход греющего агента могут оказаться недостаточными для обеспечения нормативного качества деаэрации, что особенно характерно для вакуумной деаэрации воды. Таким образом, еще одним недостатком известного способа является низкое качество деаэрации воды, приводящее к понижению надежности тепловой электрической станции.The disadvantage of analogues and prototype is the reduced efficiency of the method of deaeration of water at a thermal power plant due to increased energy costs for heating the source water and supplying a heating agent to the deaerator at a residual concentration of carbon dioxide in deaerated water below the required value. Typically, the thermal and hydraulic modes of preparation of make-up water are kept constant, based on the achievement of the specified absence of carbon dioxide CO ₂ in deaerated water as specified by the norms in the calculated stationary mode. During operation of a thermal power plant in a number of variable modes of make-up water preparation, the quality of the source water changes, and with it the absence of CO ₂ can be achieved at lower temperatures of the source water and consumption of the heating agent, but despite this, the temperature of the source water and the consumption of the heating agent before the deaerator remain unchanged, which leads to an excessive consumption of energy. On the other hand, in a number of modes, the temperature of the source water and the flow rate of the heating agent may be insufficient to ensure the normative quality of deaeration, which is especially characteristic of vacuum deaeration of water. Thus, another disadvantage of this method is the low quality of water deaeration, leading to a decrease in the reliability of the thermal power plant.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение надежности и экономичности работы тепловой электрической станции за счет поддержания оптимальных параметров температуры исходной воды и расхода греющего агента, подаваемых в деаэратор.The technical result achieved by the present invention is to increase the reliability and efficiency of the thermal power plant by maintaining optimal parameters of the source water temperature and the flow rate of the heating agent supplied to the deaerator.

Для достижения этого результата предложен способ термической деаэрации воды на тепловой электрической станции, по которому сетевую воду подогревают в сетевых подогревателях паром отопительных отборов теплофикационной турбины, подпиточную воду теплосети перед подачей в обратный сетевой трубопровод деаэрируют в вакуумном деаэраторе, для чего в деаэратор подают исходную и перегретую воду.To achieve this result, a method is proposed for thermal deaeration of water at a thermal power plant, in which the network water is heated in the network heaters with steam from the heating taps of the cogeneration turbine, the heating network feed water is deaerated in the vacuum deaerator before being fed to the return network pipe, for which initial and superheated are fed to the deaerator water.

Отличием заявляемого способа является то, что поддержание заданной концентрации диоксида углерода в деаэрированной подпиточной воде осуществляют путем последовательного регулирования температуры исходной воды и расхода перегретой воды, причем при повышении концентрации диоксида углерода относительно заданной величины сначала повышают температуру исходной воды, а затем при необходимости увеличивают расход перегретой воды и, напротив, при понижении концентрации диоксида углерода относительно заданной величины сначала уменьшают расход перегретой воды, а затем снижают температуру исходной воды.The difference of the proposed method is that maintaining a given concentration of carbon dioxide in deaerated make-up water is carried out by sequentially controlling the temperature of the source water and the flow rate of superheated water, and when the concentration of carbon dioxide is increased relative to the set value, the temperature of the source water is first raised and then, if necessary, the flow rate of the superheated water and, conversely, when lowering the concentration of carbon dioxide relative to a given value, first reduce p converging superheated water, and then reducing the temperature of the source water.

Новый способ деаэрации воды позволяет повысить надежность и экономичность тепловой электрической станции за счет обеспечения требуемого качества деаэрации при максимально экономичной работе станции.A new method of deaeration of water improves the reliability and efficiency of a thermal power plant by ensuring the required quality of deaeration with the most economical operation of the station.

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 способ.The drawing shows a schematic diagram of a thermal power plant explaining the method.

Станция содержит теплофикационную турбину 1 с отборами пара, подключенные по греющей среде к отопительным отборам и включенные по нагреваемой среде в сетевой трубопровод сетевые подогреватели, вакуумный деаэратор 2 с трубопроводами исходной 3 и перегретой воды 4, соединенный трубопроводом деаэрированной подпиточной воды 5 с обратным сетевым трубопроводом 6, включенный в трубопровод исходной воды 3 подогреватель исходной воды 7, к которому подключен трубопровод греющей среды 8. Станция снабжена регулятором содержания диоксида углерода 9 в подпиточной воде теплосети, который соединен с датчиком концентрации диоксида углерода 10 в деаэрированной подпиточной воде и с регулирующими органами 11 на трубопроводе греющей среды подогревателя исходной воды и 12 на трубопроводе перегретой воды. В качестве датчика 10 может быть использован рН-метр с преобразователем показаний рН в значения концентрации диоксида углерода.The station contains a cogeneration turbine 1 with steam extraction connected to the heating extraction via a heating medium and network heaters connected to the heating pipe via a heating medium, a vacuum deaerator 2 with source 3 and superheated water 4 pipes, connected by a deaerated make-up water pipe 5 with a return network pipe 6 included in the source water pipe 3 source water heater 7, which is connected to the heating medium pipe 8. The station is equipped with a regulator of carbon dioxide content 9 in heating water make-up water, which is connected to a carbon dioxide concentration sensor 10 in deaerated make-up water and to regulatory bodies 11 on the heating medium pipe of the source water heater and 12 on the superheated water pipeline. As the sensor 10, a pH meter can be used with a converter of pH readings to the values of the concentration of carbon dioxide.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа термической деаэрации воды.Consider an example of the implementation of the claimed method of thermal deaeration of water.

Сетевую воду подогревают в сетевых подогревателях паром отопительных отборов теплофикационной турбины 1, подпиточную воду теплосети перед подачей в обратный сетевой трубопровод 6 деаэрируют в вакуумном деаэраторе 2, для чего в деаэратор подают исходную и перегретую воду. Исходную воду подогревают паром нижнего отопительного отбора в подогревателе 7, а перегретую воду - паром отборов более высокого потенциала. Поддержание заданной концентрации диоксида углерода в деаэрированной подпиточной воде осуществляют путем последовательного регулирования температуры исходной воды и расхода перегретой воды. При повышении концентрации диоксида углерода относительно заданной величины сначала повышают температуру исходной воды в пределах тепловой мощности подогревателя исходной воды или до температуры t=40-50°С, а затем при необходимости увеличивают расход перегретой воды и, напротив, при понижении концентрации диоксида углерода относительно заданной величины сначала уменьшают расход перегретой воды, а затем снижают температуру исходной воды. Такой порядок регулирования обеспечивает преимущественную загрузку высокоэкономичного нижнего отопительного отбора турбины.The network water is heated in the network heaters with steam from the heating taps of the heating turbine 1, the make-up water of the heating system is deaerated in the vacuum deaerator 2 before being fed to the return network pipe 6, for which initial and superheated water is supplied to the deaerator. The source water is heated by the steam of the lower heating selection in the heater 7, and the superheated water is heated by the steam of the selection of higher potential. Maintaining a given concentration of carbon dioxide in deaerated make-up water is carried out by sequentially controlling the temperature of the source water and the flow rate of superheated water. When increasing the concentration of carbon dioxide relative to a given value, first increase the temperature of the source water within the thermal power of the source water heater or to a temperature of t = 40-50 ° C, and then, if necessary, increase the flow rate of superheated water and, conversely, when lowering the concentration of carbon dioxide relative to the set values first reduce the consumption of superheated water, and then lower the temperature of the source water. This control procedure provides preferential loading of the highly economical lower heating turbine extraction.

При внедрении изобретения (заявленное решение успешно прошло промышленную проверку) в качестве регулятора применен серийно выпускаемый микропроцессорный контроллер Ремиконт Р-130, позволяющий реализовать около 90 программ управления регулируемыми процессами, более того, обладающий рядом функций самонастройки регулируемых процессов. Реализация с его помощью предусмотренного заявленным способом последовательного регулирования температуры исходной воды и расхода перегретой воды (в этой последовательности и состоит основной отличительный признак заявленного способа) при использовании в качестве регулируемого фактора остаточного содержания диоксида углерода не представила сложности. Операция по блокированию сигналов от регулятора к регулирующим органам реализуется самим Рамиконтом на основании введенных в него последовательности работы регулирующих органов и допустимых для конкретной электростанции интервалов изменения температуры исходной воды и расхода перегретой воды.When implementing the invention (the claimed solution successfully passed the industrial test), the mass-produced microprocessor controller Remicont R-130 was used as a controller, which allows implementing about 90 programs for controlling controlled processes, moreover, it has a number of self-tuning functions for controlled processes. The implementation with its help of the sequential control of the source water temperature and the consumption of superheated water provided for by the claimed method (the main distinguishing feature of the claimed method consists in this sequence) when using the residual carbon dioxide content as an adjustable factor was not difficult. The operation to block signals from the regulator to the regulatory bodies is carried out by Ramikont himself on the basis of the sequence of work of regulatory bodies entered into it and the intervals for changing the temperature of the source water and the flow rate of superheated water that are valid for a particular power plant.

Таким образом, новый способ деаэрации позволяет повысить надежность и экономичность работы тепловой электрической станции за счет обеспечения заданной концентрации диоксида углерода в деаэрированной подпиточной воде при экономичной загрузке отборов турбины.Thus, the new method of deaeration improves the reliability and efficiency of the thermal power plant by providing a given concentration of carbon dioxide in deaerated make-up water at an economical loading of turbine offsets.

Claims

The method of thermal deaeration of water at a thermal power plant, in which the network water is heated in the network heaters with steam from the heating taps of the cogeneration turbine, the heating network feed water is deaerated in a vacuum deaerator before being fed to the return network pipe, for which source and superheated water is supplied to the deaerator, characterized in that maintaining a given concentration of carbon dioxide in deaerated make-up water is carried out by sequentially controlling the temperature of the source water and overheated water consumption, moreover, with increasing concentration of carbon dioxide relative to a given value, the temperature of the source water is first raised, and then, if necessary, the consumption of superheated water is increased and, conversely, when the concentration of carbon dioxide is reduced relative to a predetermined value, the consumption of superheated water is first reduced, and then source water temperature.