RU2757317C1 - Способ эксплуатации парогазовой установки с участием в первичном регулировании частоты - Google Patents
Способ эксплуатации парогазовой установки с участием в первичном регулировании частоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757317C1 RU2757317C1 RU2020141234A RU2020141234A RU2757317C1 RU 2757317 C1 RU2757317 C1 RU 2757317C1 RU 2020141234 A RU2020141234 A RU 2020141234A RU 2020141234 A RU2020141234 A RU 2020141234A RU 2757317 C1 RU2757317 C1 RU 2757317C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- power
- plant
- participation
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
- F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к энергетике. Способ эксплуатации парогазовой установки (ПГУ) с участием в первичном регулировании частоты, включающей в себя по меньшей мере одну газотурбинную установку (ГТУ), котлы-утилизаторы (КУ), подключенные к выхлопам ГТУ, и паротурбинную установку (ПТУ), подключенную по пару к КУ, с установленным на ней байпасным подводом пара в зону с более низким давлением, оборудованным дроссельно-регулирующим клапаном и проточно сообщающимся с подводом пара в голову турбины. При участии ПГУ в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме эксплуатация происходит на сниженной на требуемый резерв мощности. Согласно предложенному способу ГТУ эксплуатируют на пониженной нагрузке за счет снижения расхода воздуха и топлива в камеру сгорания, а ПТУ с закрытым байпасным дроссельно-регулирующим клапаном, но полностью открытых органах регулирования расхода пара в голову турбины. В случае необходимости повышения мощности ПГУ увеличивается расход воздуха и топлива в ГТУ, и открывается клапан байпасного подвода пара ПТУ. Изобретение позволяет повысить эффективность эксплуатации ПГУ при участии в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики и предназначено для использования на парогазовых установках (ПГУ).
Энергоблоки ПГУ обычно включают в себя следующее основное оборудование: одну или две газотурбинные установки (ГТУ), каждая из которых со своим электрогенератором, котлы-утилизаторы (КУ) для выработки пара одного, двух, или трех давлений, равные количеству ГТУ, и паротурбинную установку (ПТУ), включающую в себя свой электрогенератор, и подключенную по пару к КУ.
Все генерирующие установки энергосистемы, включая ПГУ, должны обеспечить изменение мощности при изменении частоты тока в энергосистеме с характеристиками, указанными в (Стандарт организации АО «СО ЕЭС» СТО 59012820.27.100.004-2016 «Нормы участия парогазовых и газотурбинных установок в нормированном первичном регулировании частоты и автоматическом вторичном регулировании частоты и перетоков активной мощности» [1] и Стандарт организации АО «СО ЕЭС» СТО 59012820.27.100.003-2012 «Регулирование частоты и перетоков активной мощности в ЕЭС России. Нормы и требования» [2]). При скачкообразном отклонении частоты за пределы «мертвой полосы» первичного регулирования, вызывающем необходимость реализации первичной мощности более 5% номинальной мощности ПГУ, генерирующая установка должна гарантированно в пределах регулировочного диапазона выдать за 30 секунд часть требуемой первичной мощности в объеме 5% номинальной мощности ПГУ (т.е. со скоростью 10% номинальной мощности ПГУ в минуту) и 10% номинальной мощности генерирующего оборудования за время не более 2 минут (что составляет 5% номинальной мощности ПГУ в минуту), при допустимом отклонении в размере 1% номинальной мощности ПГУ.
Изменение мощности ГТУ путем одновременного изменения расхода воздуха, за счет использования воздушного направляющего аппарата (ВНА), и топлива в камеру сгорания позволяет обеспечить максимальную ее тепловую экономичность. Однако, в связи с достаточно высокой требуемой скоростью изменения мощности ПГУ, не всегда возможно ее обеспечить изменением мощности только ГТУ в связи с ограничениями условий ее надежной работы.
Известен способ и система автоматического регулирования мощности парогазовой установки, содержащий по меньшей мере одну ГТУ со своим электрогенератором, соответствующее количество подключенных к газовым выхлопам указанных установок КУ и параллельно подключенную к последним по пару ПТУ, заключающийся в том, что при отклонении от номинального значения частоты электрической сети сигнал задания на изменение мощности распределяют по системам регулирования ГТУ и паровой турбины (ПТ), причем в системе регулирования ПТ соответствующий сигнал задания пропускают через элементы форсирования. Указанный сигнал задания в системе регулирования ПТ дополнительно распределяют на сигналы задания управления клапанами высокого и среднего давлений указанной ПТ (RU 2671659, F01K 13/00, 2018 [3]).
Недостатком [3] является то, что для работы ПТ на пониженной мощности с целью участия в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме появляется необходимость прикрытия клапанов цилиндров высокого и среднего давления ПТ, что приводит к дросселированию пара, и, как следствие, к снижению эффективности работы ПГУ. При этом снижение экономичности будет наблюдаться как при использовании ПТ с дроссельным парораспределением, так и при использовании ПТ с сопловым парораспределением.
Наиболее близким аналогом является вариант ПТУ и корпуса ПТ, содержащей первый и второй впускные каналы для приема поступающего пара, причем первый впускной канал расположен на ПТ в зоне более высокого давления, чем второй впускной канал, и электромеханическую систему управления, функционально присоединенную к первому и второму клапанам и предназначенную для регулирования количества поступающего пара, подаваемого к каждому впускному каналу, первому и второму, исходя из потребности в нагрузке на ПТ и давления поступающего пара, при этом электромеханическая система управления выполнена с возможностью, по меньшей мере, частичного открытия второго клапана в ответ на увеличение потребности в нагрузке на ПТ (RU 2583178, F01K 13/02, F01D 17/18, 2016 [4]).
Недостатком известной установки [4] является то, что рассматривается только ПТУ, независимо от способа получения тепла для повышения мощности. Применительно к ПГУ необходимо рассматривать совмещение форсирования как газотурбинных, так и паротурбинных установок. Кроме того, отсутствуют методы применения обводного парораспределения для эффективного участия генерирующих установок в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности эксплуатации ПГУ при участии в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме.
Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является эксплуатация ПГУ с повышенной эффективностью относительно существующих способов участия ПГУ в первичном регулировании частоты со сниженной на требуемый резерв мощностью.
Указанный технический результат достигается тем, что на ПГУ, содержащей по меньшей мере одну ГТУ со своим электрогенератором, соответствующее количество КУ, соединенных с выхлопом ГТУ и содержащих рабочие контуры, включающие в себя барабаны, ПТ со своим электрогенератором и вспомогательным оборудованием, подключенную по пару к КУ, по меньшей мере, двумя проточно сообщающимися паропроводами с установленными на них дроссельно-регулирующими клапанами, один из которых подводит пар в голову паровой турбины, а второй в промежуточную ступень с более низким давлением, согласно предложенного способа работы, при участии энергоблока в первичном регулировании частоты изначально ГТУ недогружена относительно номинальных значений и, как следствие, ПТУ также работает на неполной нагрузке с закрытым дроссельно-регулирующим клапаном байпасного паропровода, расположенным в зоне более низкого давления. При снижении частоты тока в энергосистеме, возможно увеличение мощности ГТУ и перегрузка ПТУ путем увеличения расхода пара в камеру промежуточной ступени. За счет повышения давления в промежуточных ступенях, ПТУ сможет пропустить большее количество пара и обеспечить увеличение мощности. В начальный промежуток времени увеличение паропроизводительности произойдет за счет аккумулированной теплоты в КУ, а далее уровень паропроизводительности будет поддерживаться за счет увеличившегося расхода продуктов сгорания через КУ.
Сущность изобретения заключается в обеспечении повышения эффективности функционирования ПГУ на пониженной мощности с целью участия в регулировании частоты тока в энергосистеме на основе использования ПТ с обводным парораспределением, что позволяет на пониженной нагрузке избежать дросселирования пара в ПТ, и повысить таким образом эффективность всей ПГУ.
Изобретение иллюстрируется чертежом (фиг.1), где показана упрощенная схема ПГУ в соответствии с описанием разработанного способа. Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - компрессор ГТУ; 2 - камера сгорания ГТУ; 3 - газовая турбина (ГТ); 4 - электрогенератор ГТУ; 5 - котел-утилизатор; 6 - дроссельно-регулирующий клапан; 7 - дроссельно-регулирующий клапан; 8 - ПТ; 9 - электрогенератор ПТУ; 10 - вспомогательное оборудование ПТУ.
При участии ПГУ в первичном регулировании частоты основное время ПГУ работает на сниженной на требуемый резерв нагрузке посредством сниженной мощности электрогенератора 4 ГТ 3 путем сниженных расхода воздуха, подаваемого в камеру сгорания 2 компрессором 1, и расхода топлива. При этом ПТ 8 со своим электрогенератором 9 и вспомогательным оборудованием 10 работает на сниженной нагрузке с полностью открытым дроссельно-регулирующим клапаном 6 в голову ПТ 8 (что позволяет добиться максимальной эффективности ПТ 8), и полностью закрытым дроссельно-регулирующим клапаном 7 в промежуточную ступень ПТ 8.
В случае снижения частоты тока в энергосистеме ПГУ повышает мощность со скоростью, заданной требованиями системного оператора, путем увеличения мощности электрогенератора 4 ГТ 3 посредством увеличения расхода воздуха, подаваемого в камеру сгорания 2 компрессором 1, и расхода топлива. Увеличение мощности ПТ 8 производится открытием дроссельно-регулирующего клапана 7 в промежуточную ступень ПТ 8. В начальный промежуток времени увеличение паропроизводительности произойдет за счет аккумулированной теплоты в КУ 5, а далее уровень паропроизводительности будет поддерживаться за счет увеличившегося расхода продуктов сгорания через КУ 5.
Выполнение требований системного оператора в случае повышения частоты происходит путем снижения расхода воздуха, подаваемого в камеру сгорания 2 компрессором 1, и расхода топлива, что приводит к снижению мощности электрогенератора 4 ГТ 3. При этом снижение мощности ПТ 8 производится прикрытием на заданный уровень дроссельно-регулирующего клапана 6 в голову ПТ 8, при полностью закрытом дроссельно-регулирующим клапане 7 в промежуточную ступень ПТ 8.
Отличительным признаком способа эксплуатации ПГУ в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме является повышенная эффективность ПГУ в целом, вследствие того, что при работе на сниженной на требуемый системным оператором резерв нагрузке отсутствует дросселирование пара в ПТ, входящей в состав ПГУ.
Claims (1)
- Способ эксплуатации парогазовой установки, содержащей, по меньшей мере, одну газотурбинную установку со своим электрогенератором, соответствующее количество котлов-утилизаторов, подключенных к выхлопам газотурбинных установок и содержащих рабочие контуры, включающие в себя барабаны, и паротурбинную установку с электрогенератором и вспомогательным оборудованием, подключенную по пару к котлам-утилизаторам, по меньшей мере, двумя проточно сообщающимися паропроводами, один из которых подводит пар в голову паровой турбины, а второй - в промежуточную ступень с более низким давлением, при этом на байпасном подводе пара установлен дроссельно-регулирующий клапан, отличающийся тем, что парогазовая установка эффективно функционирует на около номинальной мощности, сниженной на требуемый резерв для участия в первичном регулировании частоты тока в энергосистеме, за счет уменьшенного расхода воздуха и топлива в камеру сгорания газовой турбины, а паровой турбины за счет закрытого обводного дроссельно-регулирующего клапана, но полностью открытых органах регулирования расхода пара, поступающего в голову паровой турбины, что приводит к отсутствию дросселирования пара в органах регулирования расхода, а при необходимости повышения мощности парогазовой установки используется форсировка газотурбинной установки за счет увеличения расхода воздуха и топлива в камеру сгорания и паровой турбины за счет открытия дроссельно-регулирующего клапана на байпасном паропроводе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141234A RU2757317C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ эксплуатации парогазовой установки с участием в первичном регулировании частоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141234A RU2757317C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ эксплуатации парогазовой установки с участием в первичном регулировании частоты |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2757317C1 true RU2757317C1 (ru) | 2021-10-13 |
Family
ID=78286538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141234A RU2757317C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ эксплуатации парогазовой установки с участием в первичном регулировании частоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2757317C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809894C1 (ru) * | 2023-06-27 | 2023-12-19 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Паротурбинная установка с переключаемым местом подвода пара низкого давления котла-утилизатора |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2583178C2 (ru) * | 2010-07-14 | 2016-05-10 | Дженерал Электрик Компани | Паротурбинная установка (варианты) и корпус паровой турбины |
RU2601320C1 (ru) * | 2015-08-05 | 2016-11-10 | Юрий Семенович Тверской | Способ регулирования мощности парогазовых установок и устройство для его реализации |
RU2671659C1 (ru) * | 2017-10-27 | 2018-11-06 | Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ") | Способ и система автоматического регулирования мощности парогазовой установки с форсирующим воздействием на регулирующие клапаны высокого и среднего давления паровой турбины |
-
2020
- 2020-12-14 RU RU2020141234A patent/RU2757317C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2583178C2 (ru) * | 2010-07-14 | 2016-05-10 | Дженерал Электрик Компани | Паротурбинная установка (варианты) и корпус паровой турбины |
RU2601320C1 (ru) * | 2015-08-05 | 2016-11-10 | Юрий Семенович Тверской | Способ регулирования мощности парогазовых установок и устройство для его реализации |
RU2671659C1 (ru) * | 2017-10-27 | 2018-11-06 | Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ") | Способ и система автоматического регулирования мощности парогазовой установки с форсирующим воздействием на регулирующие клапаны высокого и среднего давления паровой турбины |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809894C1 (ru) * | 2023-06-27 | 2023-12-19 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Паротурбинная установка с переключаемым местом подвода пара низкого давления котла-утилизатора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10066513B2 (en) | Method for operating a combined-cycle power plant with cogeneration, and a combined-cycle power plant for carrying out the method | |
US7509794B2 (en) | Waste heat steam generator | |
JP7132186B2 (ja) | スチームパワー発電プラント、スチームパワー発電プラントの改造方法及びスチームパワー発電プラントの運転方法 | |
US20140290264A1 (en) | Control of the gas composition in a gas turbine power plant with flue gas recirculation | |
SA06270022B1 (ar) | وحدة متحدة لتوليد الطاقة الكهربية وإزالة الملوحة وطريقة تشغيلها | |
JPS6193208A (ja) | タ−ビンバイパス系統 | |
CN109653810B (zh) | 一种一炉带两机切换运行热力系统 | |
US8528314B2 (en) | Method and apparatus for combined cycle power plant startup | |
US20130227958A1 (en) | Method for operating a combined-cycle power plant with cogeneration, and a combined-cycle power plant for carrying out the method | |
US20030167774A1 (en) | Method for the primary control in a combined gas/steam turbine installation | |
CN106246251B (zh) | 联合循环热电联供系统及其高排抽汽控制方法 | |
RU2757317C1 (ru) | Способ эксплуатации парогазовой установки с участием в первичном регулировании частоты | |
CN114810251B (zh) | 燃气–蒸汽联合循环机组的分工况顺控启动控制系统及方法 | |
CN212510516U (zh) | 一种用于减温减压装置在热备用状态实现节能的装置 | |
RU2459293C1 (ru) | Турбинная установка атомной электростанции (варианты) | |
CN111207300A (zh) | 用于减温减压装置在热备用状态实现节能的装置及方法 | |
CN113154362A (zh) | 一种燃煤发电机组再热蒸汽参数调节的系统及方法 | |
CN107075977B (zh) | 用于联合循环发电设备的低负载调降 | |
JP4232321B2 (ja) | 複数のボイラと蒸気タービンとの組合せシステム、および発電プラント | |
JPH0996227A (ja) | ガス化プラントの圧力制御装置 | |
CN112082147A (zh) | 余热锅炉的低压过热器系统 | |
CN216240841U (zh) | 一种蒸汽调节系统 | |
RU2563559C1 (ru) | Парогазовый энергоблок с парогенерирующими водородно-кислородными установками | |
RU2809894C1 (ru) | Паротурбинная установка с переключаемым местом подвода пара низкого давления котла-утилизатора | |
CN215890107U (zh) | 一种低压做功单元设置调节级的汽轮机 |