RU137999U1

RU137999U1 - MANEUVERED HEATING TURBO INSTALLATION

Info

Publication number: RU137999U1
Application number: RU2013138188/06U
Authority: RU
Inventors: Георг Давидович Авруцкий; Михаил Васильевич Лазарев; Александр Сергеевич Соболев
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2014-02-27

Abstract

Маневренная теплофикационная турбоустановка, содержащая парогенерирующий агрегат и теплофикационную паровую турбину, оборудованную цилиндрами высокого, среднего и низкого давления с паровыми отборами, соединенными с сетевыми подогревателями с возможностью подключения отборов более высоких параметров и поддержания по меньшей мере одного из цилиндров в обеспаренном режиме горячего резерва, отличающаяся тем, что парогенерирующий агрегат выполнен в виде парового котла, допускающего работу с минимальной паропроизводительностью не более 20 % от общей номинальной паропроизводительности установки на скользящем давлении за счет организации рециркуляции водяной среды при малых нагрузках и возможностью параллельной подачи пара при различной степени загрузки котельного агрегата на сетевые подогреватели от паропроводов свежего пара через запорные задвижки и редукционно-охладительную установку и от отборов цилиндров высокого и среднего давлений.A maneuverable cogeneration turbine unit containing a steam generating unit and a cogeneration steam turbine equipped with high, medium and low pressure cylinders with steam taps connected to network heaters with the possibility of connecting taps of higher parameters and maintaining at least one of the cylinders in a dual hot reserve mode, the fact that the steam generating unit is made in the form of a steam boiler, allowing operation with a minimum steam capacity of not more its 20% of the total nominal steam capacity of the installation at a moving pressure due to the organization of recirculation of the aqueous medium at low loads and the possibility of parallel supply of steam at various degrees of loading of the boiler unit to the network heaters from fresh steam pipelines through shut-off valves and a reduction and cooling unit and from cylinder withdrawals high and medium pressure.

Description

Область использованияArea of use

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована при разработке маневренных теплофикационных турбоустановок, в том числе парогазовых с теплофикационными паровыми турбинами.The utility model relates to a power system and can be used in the development of maneuverable heating cogeneration turbines, including combined-cycle ones with cogeneration steam turbines.

Уровень техникиState of the art

Известна принятая в качестве прототипа заявляемой полезной модели маневренная турбоустановка, содержащая парогенерирующий агрегат и теплофикационную паровую турбину, оборудованную цилиндрами высокого, среднего и низкого давления (ЦВД, ЦСД и ЦНД) с паровыми отборами, соединенными с сетевыми подогревателями с возможностью подключения отборов более высоких параметров и поддержания по меньшей мере одного из цилиндров в обеспаренном режиме горячего резерва (SU 1815342, F01K 13/02, 1993). Согласно указанному прототипу парогенерирущий агрегат выполнен в виде парового котла, пар в ЦВД теплофикационной турбины поступает непосредственно от этого котла, а основной сетевой подогреватель подключен к паровым отборам ЦСД, что соответствует режиму работы с номинальной тепловой нагрузкой. Для покрытия пиковой тепловой нагрузки предусмотрен дополнительный сетевой подогреватель, подключенный через редукционно-охладительное устройство (РОУ) к паропроводу острого пара. При этом остаток острого пара с помощью второго РОУ перебрасывается на вход ЦСД, обеспаривая ЦВД, который поддерживается в горячем резерве.Known adopted as a prototype of the claimed utility model, a maneuverable turbine unit containing a steam generating unit and a cogeneration steam turbine equipped with high, medium and low pressure cylinders (CVP, TsSD and TsND) with steam taps connected to network heaters with the ability to connect taps of higher parameters and maintaining at least one of the cylinders in a decoupled hot reserve mode (SU 1815342, F01K 13/02, 1993). According to the specified prototype, the steam generating unit is made in the form of a steam boiler, the steam in the CVP of the cogeneration turbine comes directly from this boiler, and the main network heater is connected to the steam sampling of the DSS, which corresponds to the mode of operation with the nominal heat load. To cover the peak heat load, an additional network heater is provided, connected through a reduction and cooling device (ROW) to the steam line of the hot steam. In this case, the remainder of the hot steam with the help of the second DOC is transferred to the input of the DAC, providing the CVP, which is maintained in the hot reserve.

К недостаткам технического решения согласно указанному прототипу следует отнести следующее:The disadvantages of the technical solution according to the specified prototype should include the following:

- неспособность оперативного набора или сброса электрической и тепловой нагрузки из-за низких маневренных качеств (высокой степени инерционности) парового котла;- the inability to quickly dial or discharge electrical and thermal loads due to low maneuvering qualities (high inertia) of a steam boiler;

- низкая экономичность в режимах работы при глубокой разгрузке котельного агрегата из-за использования РОУ не только при пуске и останове установки, но и в режимах относительно длительной продолжительности;- low profitability in operating modes during deep unloading of the boiler unit due to the use of ROW, not only when starting and stopping the installation, but also in modes of relatively long duration;

- мало освоенный беспаровой режим ЦВД.- little mastered steam-free mode CVP.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей полезной модели является повышение маневренности турбоустановки без существенного снижения экономичности турбоустановки, а достигаемыми техническими результатами - обеспечение оперативного набора или сброса электрической и тепловой нагрузки, успешное прохождение провала электрической нагрузки при сохранении отпуска тепла, требуемого по тепловому графику.The objective of the utility model is to increase the maneuverability of a turbine installation without significantly reducing the efficiency of a turbine installation, and the achieved technical results are to ensure prompt recruitment or discharge of electric and thermal load, successful passage of the failure of the electric load while maintaining the heat output required by the heat schedule.

Решение указанной задачи и достижение указанных технических результатов обеспечиваются тем, что в маневренной турбоустановке, содержащей парогенерирующий агрегат и теплофикационную паровую турбину, оборудованную цилиндрами высокого, среднего и низкого давления с паровыми отборами, соединенными с сетевыми подогревателями с возможностью подключения отборов более высоких параметров и поддержания по меньшей мере одного из цилиндров в обеспаренном режиме горячего резерва согласно полезной модели парогенерирующий агрегат выполнен в виде парового котла с минимальной паропроизводительностью не более 20% от общей номинальной паропроизводительности установки на скользящем давлении за счет организации рециркуляции среды при малых нагрузках и возможностью параллельной подачи пара при различной степени загрузки котельного агрегата на сетевые подогреватели от паропроводов свежего пара через запорные задвижки и РОУ и от отборов цилиндров высокого и среднего давлений.The solution of this problem and the achievement of the indicated technical results are ensured by the fact that in a maneuverable turbine installation containing a steam generating unit and a cogeneration steam turbine equipped with high, medium and low pressure cylinders with steam taps connected to network heaters with the possibility of connecting taps of higher parameters and maintaining of at least one of the cylinders in a decoupled hot reserve mode, according to a utility model, a steam generating unit is made in de steam boiler with a minimum steam capacity of not more than 20% of the total nominal steam capacity of the installation at a moving pressure due to the organization of medium recirculation at low loads and the possibility of parallel steam supply at different degrees of loading of the boiler unit to the network heaters from fresh steam pipelines through shut-off valves and ROW and from selections of high and medium pressure cylinders.

Отличительные признаки полезной модели состоят в том, что при снижении электрической нагрузки и необходимости сохранить тепловую нагрузку происходит разгрузка котла на скользящем давлении с одновременным переводом питания сетевых подогревателей сначала на более высокие отборы, а потом на свежий пар через РОУ. Для увеличения регулировочного диапазона котла в схеме предусмотрен насос рециркуляции. Совокупность этих известных технических решений создает новое эксплуатационное свойство теплофикационной турбоустановки, которое позволяет ей участвовать в регулировании мощности сети и получать от этого прибыль.Distinctive features of the utility model are that when the electric load is reduced and the heat load is required to be maintained, the boiler is unloaded at a sliding pressure, while the supply of network heaters is transferred first to higher taps, and then to fresh steam through the DOC. To increase the control range of the boiler, a recirculation pump is provided in the circuit. The combination of these well-known technical solutions creates a new operational property of the cogeneration turbine unit, which allows it to participate in the regulation of the power of the network and make profit from it.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже изображен один из возможных примеров принципиальной тепловой схемы теплофикационной турбоустановки согласно полезной модели с предусмотренными байпасными линиями парового переключения основных отборов из цилиндра среднего давления при провале электрической нагрузки на сетевые подогреватели воды.The drawing shows one of the possible examples of the thermal circuit of a cogeneration turbine plant according to a utility model with provided bypass lines for steam switching of the main withdrawals from the medium pressure cylinder when the electric load on the network water heaters fails.

Подробное описание полезной моделиDetailed description of utility model

Теплофикационная паротурбинная установка согласно изображенному на чертеже примеру реализации полезной модели содержит ЦВД 1, ЦСД 2, и ЦНД 3. При этом валы роторов ЦВД, ЦСД и ЦНД объединены муфтовыми соединениями (не показаны) в общий валопровод 4, соединенный с турбогенератором ТГ 5. Вход ЦВД соединен паропроводом 6 острого пара с паровым выходом поверхностей нагрева 7 парового котла 8, включающих водяной экономайзер, испарительные поверхности и пароперегреватель. На паропроводе 6 установлен стопорно-регулирующий клапан (СРК) 9 высокого давления (ВД). Выход ЦВД соединен паропроводом 10 со входом ЦСД. Выход ЦСД соединен перепускным паропроводом 11 с установленным на нем СРК 12 со входом двухпоточного ЦНД. Выхлопы ЦНД соединены с конденсатором 13, соединенным по конденсату с котлом 8 линией 14, на которой последовательно установлены конденсатный насос (КН) 15, подогреватель низкого давления (ПНД) 16, питательный насос (ПН) 17 и подогреватель высокого давления (ПВД) 18. На прямом трубопроводе 19 сетевой магистрали последовательно установлены подогреватели сетевой воды (ПСГ) - ПСГ-1 20 и ПСГ-2 21, подключенные по греющей стороне к линиям 26 и 27 паровых отборов ЦСД нарастающего давления с установленной на них запорно-регулирующей арматурой (ЗРА) 33 и 34. При этом ПСГ-1 и ПСГ-2 соединены по конденсату перепускным паропроводом 35, а ПСГ-1 соединен с линией 14 основного конденсата линией 36 с установленным на ней дренажным насосом 37. Для работы в теплофикационном режиме с провалом электрической нагрузки в ночное и дневное время суток предусмотрены байпасные линии 22, 23, 24, 25 с установленной на них запорно-регулирующей арматурой ЗРА 28, 29, 30, 31 и 32, а также линия 39 отбора свежего пара на РОУ 38. В котле предусмотрена линия рециркуляция питательной воды, перекачиваемая рециркуляционным насосом 40.The cogeneration steam-turbine installation according to the embodiment of the utility model shown in the drawing contains CVP 1, TsSD 2, and TsND 3. At the same time, the rotor shafts of TsVD, TsSD and TsND are connected by coupling joints (not shown) into a common shaft 4 connected to the TG 5 turbogenerator. Input The CVP is connected by a steam line 6 of sharp steam to the steam output of the heating surfaces 7 of the steam boiler 8, including a water economizer, evaporative surfaces and a superheater. On the steam line 6 installed shut-off valve (SRK) 9 high pressure (VD). The output of the CVP is connected by a steam line 10 to the input of the DSP. The output of the DAC is connected by a steam bypass 11 with a CPK 12 installed on it with an input of a dual-flow LPC. The exhaust gases of the low pressure cylinder are connected to the condenser 13, which is connected via condensate to the boiler 8 through line 14, on which the condensate pump (KH) 15, the low pressure heater (PND) 16, the feed pump (PN) 17 and the high pressure heater (LDP) 18 are installed in series. On a direct pipeline 19 of the main line, network water heaters (PSG) - PSG-1 20 and PSG-2 21 are installed in series, connected on the heating side to the steam take-off lines 26 and 27 of the pressure-boosting pressure distribution system with shut-off and control valves installed on them (ZRA) 33 and 34. Moreover SG-1 and PSG-2 are connected through condensate by a steam bypass 35, and PSG-1 is connected to line 14 of the main condensate by line 36 with a drain pump 37 installed on it. For operation in the heating mode with an electrical load failure at night and daytime bypass lines 22, 23, 24, 25 with shut-off and control valves ZRA 28, 29, 30, 31 and 32 installed on them, as well as line 39 for fresh steam selection at ROW 38. The boiler has a feed water recirculation pumped by a recirculation pump 40.

Работа маневренной турбоустановкиOperation of a maneuverable turbine

Теплофикационная паротурбинная установка согласно полезной модели работает следующим образом. В дневное время суток турбоустановка работает по стандартной тепловой схеме. В ночные режимы она переводится в горячий резерв и вырабатывает электрическую мощность на ТГ 5 только за счет работы ЦВД. Для сохранения неизменной тепловой нагрузки предусмотрено переключение отборов на сетевые подогреватели на вышестоящие отборы 22, 23, 24, 25, при этом основные отборы 26 и 27 на сетевые подогреватели отключены по пару ЗРА 33 и 34. При прохождении провала нагрузки турбоустановка работает в малорасходном режиме, где в голову турбины подается пар для обеспечения нагрева сетевой воды в сетевых подогревателях ПСГ-1 и ПСГ-2, а также для охлаждения вращающихся в почти беспаровом режиме цилиндров ЦСД и ЦНД. Это ускоряет процесс пуска турбины после прохождения провала нагрузки, так как она пускается из горячего состояния, при этом сохраняя полностью тепловую нагрузку на сетевые подогреватели ПСГ-1 и ПСГ-2.The cogeneration steam turbine installation according to the utility model operates as follows. In the daytime, the turbine unit operates according to the standard thermal scheme. At night, it is transferred to the hot reserve and produces electric power on TG 5 only due to the operation of the CVP. To maintain a constant heat load, it is envisaged to switch the taps to the network heaters to the higher taps 22, 23, 24, 25, while the main taps 26 and 27 to the network heaters are disconnected by a pair of ZRA 33 and 34. When passing a load failure, the turbine unit operates in low consumption mode, where steam is supplied to the turbine head to ensure heating of the mains water in the PSG-1 and PSG-2 network heaters, as well as to cool the cylinder TsSD and TsND, rotating in an almost steam-free mode. This speeds up the process of starting the turbine after passing the load failure, since it starts up from the hot state, while maintaining the full thermal load on the PSG-1 and PSG-2 network heaters.

Claims

A maneuverable cogeneration turbine unit containing a steam generating unit and a cogeneration steam turbine equipped with high, medium and low pressure cylinders with steam taps connected to network heaters with the possibility of connecting taps of higher parameters and maintaining at least one of the cylinders in a dual-reserve hot reserve mode the fact that the steam generating unit is made in the form of a steam boiler, allowing operation with a minimum steam capacity of not more its 20% of the total nominal steam capacity of the installation at a moving pressure due to the organization of recirculation of the aqueous medium at low loads and the possibility of parallel supply of steam at various degrees of loading of the boiler unit to the network heaters from fresh steam pipelines through shut-off valves and a reduction and cooling unit and from cylinder withdrawals high and medium pressure.