RU2309261C2

RU2309261C2 - Method of operation of thermal power station

Info

Publication number: RU2309261C2
Application number: RU2005140477/06A
Authority: RU
Inventors: Мансур Масхутович Замалеев (RU); Мансур Масхутович Замалеев; Елена Владимировна Макарова (RU); Елена Владимировна Макарова; Владимир Иванович Шарапов (RU); Владимир Иванович Шарапов
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-10-27
Also published as: RU2005140477A

Abstract

FIELD: heat power engineering; thermal power stations.

SUBSTANCE: according to proposed method, exhaust gases of gas turbine plant - oxidizer for combustion of fuel, and directed to burners of steam boiler in downtake gas duct of which combustion products are successively cooled in convection super heater, water economizer, high-pressure gas-water heater and low-pressure gas-water heater. Superheated steam after steam super heater of steam boiler is directed to extraction steam turbine plant from regulated heating extractions of which steam is directed for heating system in lower and upper system heater. Regenerative heating of main condensate of steam turbine plant is provided successively in four regenerative low-pressure heaters connected, respectively, to seventh, sixth, fifth and fourth steam turbine extractions in direction of steam flow in steam turbine passage. Low-pressure gas-water heater is cooled by deaerated water circulating in closed circuit with water-to-water heat exchanger in which desalted water is heated before atmospheric deaerator.

EFFECT: increased economy of thermal; power station owing to creating conditions for additional generation of electric energy at heat consumption of steam turbine and more complete use of excess heat of exhaust gases of gas turbine plant.

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 работы тепловой электрической станции, по которым уходящие газы газотурбинной установки (ГТУ) - окислитель для сжигания топлива направляют к горелкам и сбросным соплам парового котла, в опускном газоходе которого продукты сгорания последовательно охлаждают в конвективном пароперегревателе, водяном экономайзере (ВЭК), газоводяном подогревателе высокого давления (ГВП ВД) и газоводяном подогревателе низкого давления (ГВП НД), перегретый пар после пароперегревателя парового котла направляют в теплофикационную паротурбинную установку (ПТУ), из регулируемых отопительных отборов которой отводят пар на подогрев сетевой воды в нижнем и верхнем сетевых подогревателях, в газоводяном подогревателе низкого давления нагревают основной конденсат паротурбинной установки после регенеративных подогревателей низкого давления, подключенных соответственно к шестому и седьмому по ходу пара в проточной части паровой турбины отборам, в водо-водяном подогревателе, подключенном по греющей среде к трубопроводу основного конденсата после ГВП НД, нагревают сетевую воду параллельно с сетевыми подогревателями ПТУ, в газоводяном подогревателе высокого давления нагревают деаэрированную питательную воду после деаэратора повышенного давления перед подачей в водяной экономайзер (см. Нишневич В.И., Словиковский Г.Б. Проектирование энергоблока ПТУ-190/220 для Тюменской ТЭЦ-1 // Электрические станции. 2005. №6. С.9-16). Данный аналог принят в качестве прототипа.Known analogues are the methods of operation of a thermal power plant, in which the exhaust gases of a gas turbine installation (GTU) - an oxidizing agent for fuel combustion is directed to burners and waste nozzles of a steam boiler, in the lowering duct of which the combustion products are successively cooled in a convective superheater, water economizer (EEC), gas-water heater of high pressure (GVP VD) and gas-water heater of low pressure (GVP ND), superheated steam after the superheater of the steam boiler is sent to the heating station a rotary turbine unit (PTU), from which the steam is diverted from the controlled heating taps to heat the network water in the lower and upper network heaters, in the gas-water low-pressure heater, the main condensate of the steam-turbine installation is heated after regenerative low-pressure heaters connected to the sixth and seventh steam paths respectively the flow part of the steam turbine offsets, in the water-to-water heater, connected via a heating medium to the main condensate pipeline after the main low pressure water heater, w water heaters in parallel with power PTU, in the high-pressure gas-water heater is heated after deaerated feed water deaerator pressurized before entering the water economizer (see. Nishnevich V.I., Slovikovsky G.B. Design of the PTU-190/220 power unit for the Tyumen TPP-1 // Electric stations. 2005. No. 6. S.9-16). This analogue is adopted as a prototype.

Недостатками аналогов и прототипа являются пониженная экономичность тепловых электростанций из-за недостаточно эффективного использования теплоты уходящих газов ГТУ и пониженной выработки электроэнергии на внутреннем и внешнем тепловом потреблении за счет исключения части подогревателей системы регенерации ПТУ и использования для подогрева сетевой воды водо-водяного подогревателя, снижающего величину низкопотенциальных отопительных отборов на сетевые подогреватели ПТУ.The disadvantages of the analogues and the prototype are the reduced cost-effectiveness of thermal power plants due to the insufficiently efficient use of the heat of the GTU flue gases and the reduced generation of electricity for internal and external heat consumption due to the exclusion of part of the heaters of the PTU regeneration system and the use of a water-to-water heater to heat the network water, which reduces the value low-grade heating taps for network heaters PTU.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности тепловой электрической станции за счет создания условий для дополнительной выработки электроэнергии на тепловом потреблении паровой турбиной и более полного использования избыточной теплоты уходящих газов газотурбинной установки.The technical result achieved by the present invention is to increase the efficiency of a thermal power plant by creating conditions for additional power generation from the heat consumption of a steam turbine and more complete use of the excess heat of the flue gases of a gas turbine plant.

Для достижения этого результата предложен способ работы тепловой электрической станции, по которому уходящие газы газотурбинной установки - окислитель для сжигания топлива направляют к горелкам парового котла, в опускном газоходе которого продукты сгорания последовательно охлаждают в конвективном пароперегревателе, водяном экономайзере, газоводяном подогревателе высокого давления и газоводяном подогревателе низкого давления, перегретый пар после пароперегревателя парового котла направляют в теплофикационную паротурбинную установку, из регулируемых отопительных отборов которой отводят пар на подогрев сетевой воды в нижнем и верхнем сетевых подогревателях, основной конденсат паротурбинной установки после регенеративных подогревателей низкого давления, подключенных соответственно к седьмому и шестому по ходу пара в проточной части паровой турбины отборам, нагревают перед подачей в деаэратор повышенного давления.To achieve this result, a method is proposed for operating a thermal power plant, in which the exhaust gases of a gas turbine installation - an oxidizer for burning fuel - are directed to the burners of a steam boiler, in the downstream gas duct of which the combustion products are successively cooled in a convective superheater, water economizer, high pressure gas / water heater and gas / water heater low pressure, superheated steam after the superheater of the steam boiler is sent to the cogeneration steam turbine The boiler, from the controlled heating selections of which steam is diverted to heat the mains water in the lower and upper network heaters, the main condensate of the steam turbine installation after regenerative low-pressure heaters connected to the seventh and sixth along the steam in the flow part of the steam turbine, respectively, is heated before being fed to deaerator of high pressure.

Особенность заключается в том, что регенеративный подогрев основного конденсата паротурбинной установки осуществляют последовательно в четырех регенеративных подогревателях низкого давления, подключенных соответственно к седьмому, шестому, пятому и четвертому по ходу пара в проточной части паровой турбины отборам, а газоводяной подогреватель низкого давления охлаждают деаэрированной водой, циркулирующей по замкнутому контуру с водо-водяным теплообменником, в котором нагревают обессоленную воду перед атмосферным деаэратором.The peculiarity lies in the fact that the regenerative heating of the main condensate of the steam turbine installation is carried out sequentially in four regenerative low-pressure heaters connected to the seventh, sixth, fifth and fourth downstream steam in the flow part of the steam turbine, respectively, and the gas-water low-pressure heater is cooled with deaerated water, circulating in a closed circuit with a water-to-water heat exchanger, in which desalted water is heated in front of an atmospheric deaerator.

Новая взаимосвязь элементов позволяет повысить экономичность тепловой электрической станции за счет обеспечения дополнительной выработки электроэнергии на внутреннем тепловом потреблении при подогреве основного конденсата ПТУ в регенеративных подогревателях низкого давления, подключенных к четвертому и пятому по ходу пара в проточной части турбины отборам, за счет нормативного качества деаэрации добавочной питательной воды в атмосферном деаэраторе вследствие подогрева обессоленной воды после химводоочистки до требуемой температуры, за счет увеличения выработки электроэнергии на внешнем тепловом потреблении ввиду исключения малоэффективного водо-водяного подогревателя сетевой воды, снижающего величину отопительных отборов на сетевые подогреватели ПТУ и за счет более полного использования теплоты уходящих газов ГТУ.The new interconnection of elements makes it possible to increase the efficiency of a thermal power plant by providing additional electricity generation for internal heat consumption during heating of the main condensate of a heat transfer unit in low-pressure regenerative heaters connected to the fourth and fifth downstream steam in the turbine exhaust through the regulatory quality of additional deaeration feed water in the atmospheric deaerator due to the heating of demineralized water after chemical water treatment to the required temperature tours, by increasing the power generation in the external heat consumption due to elimination of ineffective water-water system water heater, reducing the heating value to network selections heaters PTU and due to more complete utilization of heat of flue gas GTP.

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. Схема содержит паровой котел 1, использующий уходящие газы газовой турбины 3 в качестве окислителя для сжигания топлива, теплофикационную паровую турбину 2 с отборами пара на регенеративные подогреватели низкого давления 5, водо-водяной теплообменник 6, включенный по нагреваемой среде в трубопровод обессоленной воды 7 перед атмосферным деаэратором 4, а по греющей среде - в трубопровод циркуляции 8 после газоводяного подогревателя низкого давления (ГВП НД) и насоса циркуляции 9.The drawing shows a schematic diagram of a thermal power station. The scheme contains a steam boiler 1, using the exhaust gases of a gas turbine 3 as an oxidizing agent for fuel combustion, a heating steam turbine 2 with steam extraction for low pressure regenerative heaters 5, a water-to-water heat exchanger 6, connected via a heated medium to a demineralized water pipe 7 in front of atmospheric deaerator 4, and in the heating medium - into the circulation pipe 8 after the gas-water low-pressure heater (GWP ND) and the circulation pump 9.

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

Уходящие газы газовой турбины 3 направляют к горелкам 10 и сбросным соплам 11 парового котла 1 для окисления поступающего в топку топлива. Вырабатываемый в паровом котле 1 пар направляют в теплофикационную паровую турбину 2. Потери пара и конденсата из цикла станции компенсируют обессоленной водой, которую перед подачей в атмосферный деаэратор 4 направляют в водоводяной теплообменник 6. В водоводяной теплообменник 6 по трубопроводу 8 подают греющую среду - деаэрированную воду после ГВП НД и насоса циркуляции 9. Включение ГВП НД в контур циркуляции деаэрированной воды перед водоводяным подогревателем обессоленной воды позволяет осуществить регенеративный подогрев основного конденсата ПТУ в четырех подогревателях низкого давления без снижения эффективности использования теплоты уходящих газов парового котла.The flue gases of the gas turbine 3 are directed to the burners 10 and waste nozzles 11 of the steam boiler 1 for oxidation of the fuel entering the furnace. The steam generated in the steam boiler 1 is sent to the heating steam turbine 2. The losses of steam and condensate from the plant cycle are compensated by demineralized water, which is sent to the water-water heat exchanger 6 before being fed to the atmospheric deaerator 4. The heating medium - deaerated water is supplied to the water-water heat exchanger 6 through line 8. after GWP ND and circulation pump 9. The inclusion of GWP ND in the circulation circuit of deaerated water in front of the demineralized water-water heater allows regenerative heating of the main PTU condensate in four low-pressure heaters without reducing the efficiency of using the heat of the exhaust gases of the steam boiler.

Таким образом, предложенное решение позволяет обеспечить требуемый нагрев обессоленной воды перед атмосферным деаэратором за счет использования избыточной теплоты уходящих газов ГТУ и создать условия для полного сохранения экономичной схемы подогрева основного конденсата в четырех регенеративных подогревателях низкого давления ПТУ без снижения эффективности использования теплоты уходящих газов парового котла, т.е. повысить надежность и экономичность работы электростанции.Thus, the proposed solution allows us to provide the required heating of demineralized water in front of the atmospheric deaerator due to the use of excess heat of the GTU flue gases and to create conditions for the complete conservation of the economical scheme for heating the main condensate in four regenerative low-pressure heaters of the PTU without reducing the efficiency of using the heat of the exhaust gases of the steam boiler, those. increase the reliability and efficiency of the power plant.

Claims

The method of operation of a thermal power plant, in which the exhaust gases of a gas turbine unit — an oxidizer for burning fuel — are directed to the burners of a steam boiler, in the downcomer of which the combustion products are sequentially cooled in a convective superheater, a water economizer, a gas-water high-pressure heater and a gas-water low-pressure heater, superheated steam after the superheater of the steam boiler, they are sent to the cogeneration steam turbine installation, from regulated heating selections which steam is diverted to heat the mains water in the lower and upper network heaters, the main condensate of the steam turbine installation after regenerative low-pressure heaters, connected respectively to the seventh and sixth downstream steam in the flow part of the steam turbine, is heated before being fed to the high pressure deaerator, characterized in that the regenerative heating of the main condensate of the steam turbine unit is carried out sequentially in four regenerative low-pressure heaters, connecting respectively, to the seventh, sixth, fifth, and fourth downstream steam in the flow part of the steam turbine, and the gas-water low-pressure heater is cooled by deaerated water circulating in a closed circuit with a water-water heat exchanger, in which demineralized water is heated in front of the atmospheric deaerator.