SU1813885A1 - Способ работы парогазовой установки - Google Patents

Description

Целью изобретения является повышение экономичности установки на нерасчетных режимах.

На чертеже изображена принципиальная схема установки.

Схема парогазовой установки включает газотурбинный агрегат 1, котел-утилизатор 2 двух давлений. В газовом тракте котлаутилизатора 2 размещены поверхности на; грева: пароперегреватель 3, испаритель 4 и экономайзер 5 высокого давления, пароперегреватель 6, испаритель 7 и экономайзер 8 низкого давления, и газоводяной подогреватель низкого давления (ГВПНД) 9. Кроме того, в схему включены барабаны-сепараторы высокого 10 и низкого 11 давления, насосы принудительной циркуляции 12, 13, питательные насосы 14, 15, деаэратор 16, включенный в рассечку между экономайзером 8 и ГВПНД 9, магистрали свежего пара высокого и низкого давления 17,18, паровая турбина 19, конденсатор 20, конденсатный насос 21. Паропровод питания деаэратора 22, регулирующий клапан 23, система регулирования 24, нагнетатели природного газа '25, 26. Газотурбинный агрегат включает компрессор 27, камеру сгорания 28, газовую турбину.29. Кроме того, в схеме предусмотрен датчик температуры 30.

Работа парогазовой установки осуществляется следующим образом.

Воздух из атмосферы с температурой 15°С поступает в компрессор 27 газотурбинного агрегата, где сжимается до давления около 1,0 МПа (здесь и далее приведены параметры проектируемой ПГУ на базе газотурбинного агрегата ГТН-16М УТМЗ). После сгорания топлива в камере сгорания 28 образующиеся продукты горения с температурой около 850°С поступают в газовую турбину 29. После расширения в газовой турбине 29 уходящие газы с температурой 370°С (430°С) поступают в котел-утилизатор 2, где в поверхностях нагрева 3-9 генерируется пар двух уровней давления высокого 4 МПа и низкого 0,6 МПа. Генерирование пара осуществляется следующим образом.

Конденсат из конденсатора 20 паровой турбины 19 конденсатным насосом 21 подается в ГВПНД 9. где нагревается до температуры t-щ = 140°С, затем нагретая вода поступает в деаэратор 16. где осуществляется нагрев воды до температуры tgs = =150°С. Из деаэратора 16 вода питательным насосом 15 подается в контур низкого давления. состоящий из экономайзера 8, испа рителя 7, барабана 11, насоса принудительной циркуляции 13 и пароперегревателя 6 низкого давления.

Из контура низкого давления питательным насосом 14 вода подается в контур высокого давления, состоящий из экономайзера 5, испарителя 4,барабана 10, насоса принудительной циркуляции 12 и пароперегревателя 3 высокого давления. В контурах высокого и низкого давления вырабатывается пар указанных выше параметров. Охлажденные дымовые газы из котла-утилизатора 2 с температурой 110°С отводятся в атмосферу.

Полученный в котле-утилизаторе 2 пар по магистралям 17 и 18 поступает в паровую турбину 19. После расширения в паровой турбине 19 отработанный пар поступает в конденсатор 20, где конденсируется при давлении 0,01 МПа и температуре 45°С.

Для деаэрации конденсата по паропроводу 22 с регулирующим клапаном 23 в деаэратор 16 поступает греющий пар из магистрали свежего пара низкого давления

18. .

Датчик 30 измеряет температуру воды на выходе из ГВПНД (ΐ 1 д) и передает результаты измерения в систему регулирования 24. Система регулирования 24 обеспечивает воздействием на регулирующий клапан 23 поддержание давления в деаэраторе 16 на уровне задаваемой уставки. Причем, если давление в деаэраторе 16 выше уставки, клапан 23 прикрывается, а если ниже - открывается. Значение указанной уставки вычисляется системой 24 по следующим соотношениям:

расчетная температура кипения в деаэраторе tfls = ti4+ Агд = 140 + 10 = 150°С, где Агд-заданное значение недогрева воды до кипения в деаэраторе 16.

Давление в деаэраторе вычисляется как давление насыщения по полученной расчетной температуре кипения

Рд = Ps (150°С) = 0,5 МПа.

Вычисление производится с помощью табличной базы данных, либо аппроксимирующей функции.

Мощность газотурбинного агрегата 1 при этом составляет 14 МВт и используется для привода нагнетателя 25. Мощность паровой турбины 19 в расчете на утилизацию тепла за одним газотурбинным агрегатом , ГТН-16М составляет 5 М Вт и может использоваться либо для привода нагнетателя 26, как показано на рис.1, либо электрогенератора.

Описанный выше режим является нерасчетным и характеризуется нагрузкой около 87% от номинала. Номинальный режим ПГУ характеризуется следующими параметрами:

начальная температура газов перед газовой турбиной 920°С:

температура газов на входе в котел-утилизатор 2 - 430°С:

ггд = 122°С;

tfl_S= 122 + 10= 132°С;

Рд=0,ЗМПа;

мощность газотурбинного агрегата 16 МВт;

мощность паровой турбины 8 МВт.

Как видно из приведенных данных, которые получ&ны на численной модели ПГУ РАПАГУ (СЗО ВНИПИэнергопром - НПО ЦКТИ) нерасчетный частичный режим ПГУ характеризуется перегревом ГВПНД, в связи с чем температура воды после ГВПНД может повыситься на 10-20°С по сравнению с номинальным режимом.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает полезное использование этой повышенной температуры благодаря поступлению более горячей воды в экономайзер низкого дзвле/ния 8, и увеличения паропроизводительности контура низкого давления, а, следовательно, и КПД ПГУ на величину до 0.5% отн. Более низкая экономичность прототипа при этом связана с поддержанием постоянного давления в деаэраторе на уровне, соответствующем расчетному номинальному режиму (0,3 МПа). Это требует сброса части горячей воды после ГВПНД в конденсатор. Таким образом, теряется часть тепла из котла-утилизатора, в экономайзер низкого давления поступает более холодная вода, что снижает паропроизводительность контура низкого давления и экономичность ПГУ.

Перегрузочные режимы ПГУ характеризуются недогрузкой ГВПНД по теплу, т.е. недогревом воды после ГВПНД до расчетной температуры 122°С. При этом реалиэация предлагаемого способа приведет к снижению давления в деаэраторе при сохранении расхода пара на деаэратор. В 5 прототипе при постоянном давлении в деаэраторе расход греющего пара будет больше, чем также определяет повышенную экономичность предлагаемого способа по сравнению с прототипом.

Claims (1)

10 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ, работы парогазовой установки путем выработки мощности в газотурбинном агрегате, утилизации тепла уходящих газов Тазотурбинного агрегата в поверхно15 стях нагрева котла-утилизатора с генерацией пара, получения мощности от выработанного пара в паровой турбине, конденсации отработанного пара в конденсаторе, а также деаэрации питательной во20 ды в деаэраторе, включенном по тракту питательной воды в рассечку между поверхностями нагрева котла-утилизатора и подключенном к магистрали свежего пара через паропровод с регулирующим клапа25 ном, и поддержания с помощью регулирующего клапана давления в деаэраторе на уровне заданной уставки, отличающийс я тем, что, с целью Повышения экономичности установки на нерасчетных режимах, 30 измеряют температуру воды на входе в деаэратор, а уставку по давлению в деаэраторе определяют, исходя из следующих соотношений:

Рд = Ps (tfls).

35 us = t^+ Агд, где Рд - уставка по давлению в деаэраторе;

PsftAs) - функциональная зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры;

40 11 д - температура воды на входе в деаэратор;

тдэ ~ расчетная температура кипения в деаэраторе;

Агд - заданный недогрев до кипения в деаэраторе.

.Редактор Составитель Т,Комисарчик Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская