RU2565945C2

RU2565945C2 - Combined heat power plant with open district heating system

Info

Publication number: RU2565945C2
Application number: RU2014109456/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Павлович Шелудько
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-10-20
Also published as: RU2014109456A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: combined heat power plant with open district heating system comprising cogeneration steam turbine, turbine with industrial and heat extractions, and raw water heating unit, additionally has raw water heating system in the turbine condenser with industrial and heat extractions, containing recirculation regulator, recirculation valve with input and two output branch lines, recirculation line with pipelines and recirculation pump. Output of the turbine condenser with industrial and heat extractions is connected with pipeline of heated raw water via the first output branch of recirculation valve with unit of raw water heating, and via it the second output branch is connected with the recirculation pipeline of cold raw water and with output of this condenser.

EFFECT: invention increases electric power and economical efficiency of the combined heat power plant with increased power generation at heat consumption.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к теплоэлектроцентралям с открытой теплофикационной системой.The invention relates to the field of energy, and more specifically to cogeneration plants with an open heating system.

Известна теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, снабженная установкой подогрева «сырой» подпиточной воды, подаваемой на химводоочистку. Эта установка состоит из последовательно включенных по ходу воды встроенных пучков конденсаторов теплофикационных паровых турбин, охладителя расширителя непрерывной продувки паровых котлов и подогревателя сырой воды (Л.А. Рихтер, Д.П. Елизаров, В.М. Лавыгин. «Вспомогательное оборудование тепловых электростанций», Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоиздат, 1987. Рис.3.15, стр.65).Known cogeneration plant with an open heating system, equipped with a heating unit for the "raw" make-up water supplied to the chemical water treatment. This installation consists of built-in bundles of condensers of heating steam turbines sequentially connected along the water, a cooler for a continuous blower of steam boilers and a raw water heater (L. A. Richter, D. P. Elizarov, V. M. Lavygin. “Auxiliary equipment of thermal power plants ", Textbook for universities. - M .: Energoizdat, 1987. Fig. 3.15, p. 65).

Указанная теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, снабженная установкой подогрева сырой воды, принята за прототип предлагаемого изобретения. Использование теплоты отработавшего пара для подогрева сырой воды во встроенном пучке конденсатора турбины позволяет повысить тепловую экономичность теплоэлектроцентрали. Но при большинстве режимов работы теплоэлектроцентрали часть низкого давления теплофикационной паровой турбины из-за небольшого расхода пара имеет низкий и даже отрицательный КПД, практически не вырабатывает дополнительную мощность, что приводит к снижению экономичности теплоэлектроцентрали.The specified cogeneration plant with an open heating system, equipped with a raw water heating installation, is taken as a prototype of the invention. Using the heat of the exhaust steam to heat the raw water in the integrated turbine condenser beam allows you to increase the thermal efficiency of the cogeneration plant. But under most operating conditions of the cogeneration plant, part of the low pressure of the cogeneration steam turbine due to the small steam flow rate has a low and even negative efficiency, practically does not generate additional power, which leads to a decrease in the efficiency of the cogeneration plant.

Техническим результатом изобретения является устранение указанного недостатка прототипа, повышение электрической мощности и экономичности теплоэлектроцентрали с увеличением выработки электроэнергии на тепловом потреблении.The technical result of the invention is the elimination of the aforementioned disadvantage of the prototype, the increase in electric power and efficiency of the cogeneration plant with an increase in the generation of electricity for heat consumption.

Технический результат достигается за счет того, что теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой, содержащая паровой котел, главный паропровод, теплофикационную паровую турбину, турбину с промышленным и теплофикационным отборами, трубопровод холодной сырой воды, трубопровод подогретой сырой воды, установку подогрева сырой воды, химводоочистку; установка подогрева сырой воды включает встроенный пучок конденсатора теплофикационной паровой турбины, охладитель расширителя непрерывной продувки котла и подогреватель сырой воды; трубопровод холодной сырой воды связан с химводоочисткой через установку подогрева сырой воды, подогреватель сырой воды соединен паропроводом с теплофикационным отбором теплофикационной паровой турбины, причем она дополнительно снабжена системой подогрева сырой воды в конденсаторе турбины с промышленным и теплофикационным отборами, содержащей регулятор рециркуляции, клапан рециркуляции с входным и двумя выходными патрубками, линию рециркуляции с трубопроводом и насосом рециркуляции, выход конденсатора турбины с промышленным и теплофикационным отборами связан трубопроводом подогретой сырой воды через первый выходной патрубок клапана рециркуляции с установкой подогрева сырой воды, а через его второй выходной патрубок соединен трубопроводом рециркуляции с трубопроводом холодной сырой воды и с входом этого конденсатора, регулятор рециркуляции соединен импульсными линиями с клапаном рециркуляции, с датчиками расхода и температуры холодной сырой воды.The technical result is achieved due to the fact that the combined heat and power plant with an open heating system, comprising a steam boiler, a main steam pipeline, a heating steam turbine, a turbine with industrial and heating selections, a cold raw water pipeline, a heated raw water pipeline, a raw water heating unit, chemical water treatment; the raw water heating unit includes an integrated condenser bundle of a cogeneration steam turbine, a cooler for the continuous blower of the boiler and a raw water heater; the cold raw water pipeline is connected with chemical water treatment through the raw water heating unit, the raw water heater is connected by a steam line to the cogeneration selection of a cogeneration steam turbine, and it is additionally equipped with a raw water heating system in a turbine condenser with industrial and cogeneration extraction, containing a recirculation regulator, a recirculation valve with an inlet and two outlet pipes, a recirculation line with a pipeline and a recirculation pump, an output of a turbine condenser with an industrial lofting selections connected by a pipeline of heated raw water through the first outlet pipe of the recirculation valve with the installation of heating the raw water, and through its second outlet pipe connected by a recirculation pipe to the pipeline of cold raw water and to the inlet of this condenser, the recirculation regulator is connected by impulse lines to the recirculation valve, to sensors flow rate and temperature of cold raw water.

Расход сырой воды на большинстве мощных ТЭЦ с открытой теплофикационной системой составляет от 3000 до 6000 т/ч. Подогрев сырой воды в конденсаторе турбины с промышленным и теплофикационными отборами пара, снабженном дополнительными клапаном рециркуляции, трубопроводом рециркуляции и насосом рециркуляции, позволяет:Raw water consumption at most powerful CHP plants with an open heating system ranges from 3,000 to 6,000 t / h. Heated raw water in a turbine condenser with industrial and heating steam extraction, equipped with additional recirculation valve, recirculation pipe and recirculation pump, allows you to:

- с помощью регулятора рециркуляции поддерживать при различных режимах работы теплоэлектроцентрали номинальный расход воды 8000 т/ч через конденсатор турбины ПТ-65/75-130/13;- using a recirculation controller to maintain, at various operating modes of the cogeneration plant, the nominal water flow rate of 8000 t / h through the turbine condenser PT-65 / 75-130 / 13;

- повысить до 20-35°С подогрев сырой воды в конденсаторе, в зависимости от расхода и температуры сырой воды;- increase to 20-35 ° C the heating of raw water in the condenser, depending on the flow rate and temperature of the raw water;

- повысить электрическую мощность части низкого давления этой турбины, увеличить выработку электроэнергии на тепловом потреблении и тепловую экономичность теплоэлектроцентрали.- increase the electric power of the low-pressure part of this turbine, increase the generation of electricity from heat consumption and the thermal efficiency of the cogeneration plant.

На чертеже фиг.1 приведена тепловая схема теплоэлектроцентрали с открытой теплофикационной системой.The drawing of figure 1 shows the thermal diagram of the cogeneration plant with an open heating system.

Она содержит паровой котел 1, главный паропровод 2, теплофикационную паровую турбину 3, имеющую конденсатор со встроенным пучком 6, электрогенераторы 4, паровую турбину с промышленным и теплофикационными отборами пара 5, трубопровод подогретой воды 7, клапан рециркуляции 8, конденсатор турбины с промышленным и теплофикационными отборами пара 9, трубопровод рециркуляции 10, трубопровод сырой воды 11, охладитель расширителя продувки котла 12, насос рециркуляции 13, подогреватель сырой воды 14, паропровод 15, регулятор рециркуляции 16, химводоочистку 17, декарбонизатор 18, трубопровод декарбонизированной подпиточной воды 19, вакуумный деаэратор 20, трубопровод подпитки теплосети 21.It contains a steam boiler 1, a main steam line 2, a cogeneration steam turbine 3 having a condenser with an integrated beam 6, electric generators 4, a steam turbine with industrial and cogeneration steam 5, a heated water pipeline 7, a recirculation valve 8, a turbine condenser with industrial and cogeneration steam withdrawals 9, recirculation pipeline 10, raw water pipe 11, boiler purge expander cooler 12, recirculation pump 13, raw water heater 14, steam pipe 15, recirculation regulator 16, chemical water treatment 1 7, a decarbonizer 18, a decarbonized make-up water pipe 19, a vacuum deaerator 20, a heating system feed pipe 21.

Паровой котел 1 соединен главным паропроводом 2 с теплофикационной паровой турбиной 3 и с паровой турбиной с промышленным и теплофикационными отборами пара 5. Трубопровод сырой воды 11 подключен через трубопровод рециркуляции 10 с насосом рециркуляции 13 к входу конденсатора турбины с промышленным и теплофикационными отборами пара 9. Его выход через первый выход клапана рециркуляции 8 трубопроводом подогретой воды 7 последовательно соединен со встроенным пучком 6 конденсатора теплофикационной паровой турбины 3, с охладителем расширителя продувки котла 12, с подогревателем сырой воды 14 и с химводоочисткой 17. Подогреватель сырой воды 14 соединен паропроводом 15 с теплофикационным отбором пара турбины 5. Второй выход клапана рециркуляции 8 связан трубопроводом рециркуляции 10 с входом конденсатора турбины с промышленным и теплофикационными отборами пара 9 и с трубопроводом сырой воды 11. Химводоочистка 17 через декарбонизатор 18 трубопроводом декарбонизированной подпиточной воды 19 соединена с вакуумным деаэратором 20, соединенным с трубопроводом подпитки теплосети 21. Регулятор рециркуляции 16 соединен импульсными линиями с датчиками расхода и температуры, установленными на трубопроводе сырой воды 11, и с клапаном рециркуляции 8.The steam boiler 1 is connected by a main steam line 2 to a cogeneration steam turbine 3 and to a steam turbine with industrial and cogeneration steam 5. The raw water pipe 11 is connected through a recirculation pipe 10 with a recirculation pump 13 to the turbine condenser inlet with industrial and cogeneration steam 9. It the outlet through the first outlet of the recirculation valve 8 by a heated water pipeline 7 is connected in series with the built-in bundle 6 of the condenser of the heating steam turbine 3, with a cooler of the expander blower boiler 12, with a raw water heater 14 and with chemical water purification 17. The raw water heater 14 is connected by a steam line 15 to the cogeneration steam extraction of the turbine 5. The second outlet of the recirculation valve 8 is connected by a recirculation pipe 10 to the input of the turbine condenser with industrial and cogeneration steam extraction 9 and raw water pipeline 11. Chemical water purification 17 through a decarbonizer 18 by a decarbonized make-up water pipe 19 is connected to a vacuum deaerator 20 connected to a heating network feed line 21. Rec controller rkulyatsii impulse lines 16 is connected with the flow rate and temperature sensors installed on the raw water line 11, and a recirculation valve 8.

Теплоэлектроцентраль с открытой теплофикационной системой работает следующим образом. Острый пар из парового котла 1 по главному паропроводу 2 подается в теплофикационную паровую турбину 3 и в паровую турбину с промышленным и теплофикационным отборами 5. Полезная работа расширения пара используется для выработки электроэнергии в их электрогенераторах 4. Сырая вода по трубопроводу сырой воды 11 подается во входной патрубок конденсатора 9, где теплота конденсации пара используется для подогрева сырой воды. Вышедшая из конденсатора подогретая сырая вода клапаном рециркуляции 8 разделяется на два потока - первый поток по трубопроводу рециркуляции 10 с помощью насоса рециркуляции 13 подается к входному патрубку конденсатора, где он смешивается и подогревает холодную сырую воду, подводимую в конденсатор 9 по трубопроводу сырой воды 11. Положением клапана рециркуляции 8, изменяющим величину кратности рециркуляции и устанавливающим при различных режимах работы теплоэлектроцентрали номинальный расход сырой воды через конденсатор 9, управляет регулятор рециркуляции 16, в соответствии с расходом и температурой холодной сырой воды в трубопроводе сырой воды 11. Рециркуляция сырой воды позволяет увеличить расход пара в конденсатор 9, обеспечить в нем дополнительный подогрев сырой воды с увеличением мощности паровой турбины 5 с промышленным и теплофикационным отборами. Второй поток сырой воды, подогретой в конденсаторе 9, через клапан рециркуляции 8 подается по трубопроводу подогретой воды 7 через встроенный пучок 6 теплофикационной паровой турбины 3, где подгревается теплотой конденсирующегося пара этой турбины, дополнительно подогревается в охладителе расширителя продувки котла 12, теплотой концентрата продувки расширителя и в сетевом подогревателе сырой воды 14, за счет теплоты пара, подводимого из теплофикационного отбора турбины 5 по паропроводу 15, и поступает на химводоочистку 17. Умягченная в ней сырая вода и затем декарбонизированная в декарбонизаторе 18 по трубопроводу декарбонизированной подпиточной воды 19 подается в вакуумный деаэратор 20, деаэрируется в нем и по трубопроводу подпиточной воды 21 направляется на подпитку теплосети. Положением клапана рециркуляции 8, устанавливающего при различных режимах работы теплоэлектроцентрали заданный расход воды сырой воды через конденсатор 9 и кратность рециркуляции, управляет регулятор рециркуляции 17, связанный с датчиками расхода и температуры сырой воды, установленными на трубопроводе сырой воды 11.The combined heat and power plant with an open heating system works as follows. The sharp steam from the boiler 1 through the main steam line 2 is fed to a heating steam turbine 3 and to a steam turbine with industrial and heating selections 5. The useful work of expanding the steam is used to generate electricity in their generators 4. Raw water is supplied through the raw water pipe 11 to the input condenser pipe 9, where the heat of condensation of steam is used to heat raw water. The heated raw water emerging from the condenser is divided into two flows by the recirculation valve 8 - the first flow through the recirculation pipeline 10 is fed to the inlet pipe of the condenser 13 through the recirculation pump 13, where it mixes and heats the cold raw water supplied to the condenser 9 through the raw water pipeline 11. The position of the recirculation valve 8, which changes the magnitude of the recirculation ratio and sets the nominal flow rate of raw water through the condenser 9 under various operating modes of the cogeneration system, is controlled by recirculation cooler 16, in accordance with the flow rate and temperature of cold raw water in the raw water pipeline 11. Recirculation of raw water allows to increase the steam flow rate in the condenser 9, provide additional heating of raw water in it with an increase in the capacity of the steam turbine 5 with industrial and heating selections. The second stream of raw water heated in the condenser 9, through the recirculation valve 8, is supplied through the heated water pipe 7 through the integrated bundle 6 of the heating steam turbine 3, where it is heated by the heat of the condensing steam of this turbine, it is additionally heated in the cooler of the blower expander of the boiler 12, by the heat of the blower concentrate of the expander and in the network raw water heater 14, due to the heat of steam supplied from the heat recovery of the turbine 5 via the steam line 15, and enters the chemical water treatment 17. Softened in it Paradise water and then decarbonized in a decarbonizer 18 is supplied through a decarbonized make-up water pipe 19 to a vacuum deaerator 20, deaerated therein and sent to a heating network via a make-up water pipe 21. The position of the recirculation valve 8, which establishes the set flow rate of raw water through the condenser 9 and the recirculation rate under various modes of operation of the heat and power plant, is controlled by the recirculation controller 17 associated with the flow sensors and the temperature of the raw water installed on the raw water pipe 11.

Claims

A heat and power plant with an open heating system, comprising a steam boiler, a main steam pipeline, a heating steam turbine, a turbine with industrial and heating plants, a cold raw water pipeline, a heated raw water pipeline, a raw water heating unit, chemical water treatment; the raw water heating unit includes an integrated condenser bundle of a cogeneration steam turbine, a cooler for the continuous blower of the boiler and a raw water heater; the cold raw water pipe is connected with chemical water treatment through the raw water heating unit, the raw water heater is connected by a steam line to the cogeneration selection of a cogeneration steam turbine, characterized in that it is additionally equipped with a raw water heating system in a turbine condenser with industrial and cogeneration extraction, containing a recirculation regulator, a valve recirculation with inlet and two outlet pipes, recirculation line with piping and recirculation pump, turbine condenser output with it is connected by heating and raw heat extraction pipelines with a heated raw water pipe through a first outlet pipe of a recirculation valve to a raw water heating unit, and through its second outlet pipe is connected by a recirculation pipe to a cold raw water pipe and with the inlet of this condenser, the recirculation regulator is connected by impulse lines to the recirculation valve, with flow sensors and temperature of cold raw water.