Система регулювання режимів роботи енергоблока при змінних навантаженнях

Система регулювання режимів роботи енергоблока при змінних навантаженнях, що містить електричний генератор і парову турбіну з підключеними до неї споживачами пари вихлопу на протитиск турбіни, конденсатор пари, підігрівач живильної ХІМІЧНО очищеної води, з відведенням на деаераторну установку і лабіринтові ущільнення, яка відрізняється тим, що вона оснащена комплексом автоматичної реєстрації, індикації і цифрової архівації, питомих енерговитрат, що включає мікропроцесорні пристроі-контролери, цифрові перетворювачі-реєстратори вироблення електроенергії генератором, а також параметрів тиску, температури, швидкості подачі свіжої пари і пари вихлопу, обчислювачі маси і КІЛЬКОСТІ теплової енергії свіжої пари і витрати ХІМІЧНО очищеної води, сполучені з первинними перетворювачами в електричний струм параметрів тиску, температури, швидкості подачі свіжої пари, пари вихлопу, витрати ХІМІЧНО очищеної води підігрівана, виконаного у вигляді струминного ежектора - конденсатора пари лабіринтових ущільнень турбіни, і лічильником вироблення електроенергії генератором, при цьому цифрові перетворювачі-реєстратори зв'язані ЛІНІЯМИ передачі цифрової інформації з автоматизованим робочим місцем-АРМ, яке містить обчислювач параметрів питомих енерговитрат енергоблока і графічно-цифровий дисплей-індикатор всіх зареєстрованих параметрів, причому до вихлопу турбіни додатково приєднані ЗОВНІШНІ ОСНОВНІ І другорядні споживачі пари - оптимізатори витрати пари турбіною різних режимів роботи енергоблока за допомогою пристроїв - регуляторів витрати роздільної або одночасної подачі пари цим споживачам СО ю со Корисна модель належить до теплоенергетики і може бути використана на теплових електростанціях і теплоелектричних централях ВІДОМІ системи регулювання енергоблоків, що містять електричні генератори і парові турбіни з протитиском [Шляхін П Н Парові і газові турбіни М Енергія, 1974, с 80-85, а також с 127-133] ВІДОМІ системи включають регулятори відцентрові, з поворотним серводвигуном, безшарнірні , і гідродинамічні призначені для регулювання числа оборотів турбіни, а також регулятори протитиску вихлопу, при включенні яких регулятори швидкості, підтримують ПОСТІЙНІСТЬ числа оборотів турбоагрегату Недоліком відомих систем є те, що, в них відсутня система автоматичного контролю питомих енерговитрат Тому, якщо відбір пари споживачами не постійний, то не постійна й електрична потужність генератора При постійному протитиску вихлопу, який підтримується регулятором тиску, питомі витрати теплової енергії на одиницю виробленої електричної енергії при різних режимах роботи турбогенератора як правило стають завищеними, збільшується витрата свіжої пари і паливних енергоносіїв на його виробництво Енергоблок працює в неоптимальних енерговитратних режимах Технічним рішенням, вибраним як найближчий аналог, є система регулювання режимів роботи О) 9835 енергоблоку при змінних навантаженнях [авт свщ СРСР №1268752 А1, опубл 07 11 86г Бюл №41], що містить електричний генератор, парову турбіну з підключеними споживачами пари вихлопу на протитиску турбіни, конденсатор пари, пщігрівач живильної ХІМІЧНО очищеної води, а також загальноприйняте на парових турбінах технічне рішення, лабіринтові ущільнення пари (корпус-вал) з боку подачі свіжої пари і з боку відведення вихлопу турбіни Недоліком найближчого аналога є те, що, в нього також відсутня система автоматичного контролю питомих енерговитрат Задачею корисної моделі є збільшення продуктивності енергоблоку, і підвищення його економічності за рахунок постійного контролю в режимі реального часу питомих енерговитрат, їх мінімізації, регулюванням (оптимізацією) протитиску вихлопу і зміни подачі об'єму ХІМІЧНО очищеної води в пщігрівач залежно від навантаження турбіни, режимів відбору пари мережею споживачів і вироблення електроенергії генератором Це дозволить зменшити витрату свіжої пари і паливних енергоносіїв на його виробництво, а також ХІМІЧНО очищеної води, за рахунок оперативного зниження питомих енерговитрат в кожному режимі роботи турбогенератора Поставлена задача розв'язується за рахунок того, що, система регулювання режимів роботи енергоблоку при змінних навантаженнях, що містить електричний генератор і парову турбіну з підключеними до неї споживачами пари вихлопу на протитиск турбіни, конденсатор пари, підігрівник живильної ХІМІЧНО очищеної води, з відведенням на деаераторну установку і лабіринтові ущільнення Система забезпечена комплексом автоматичної реєстрації, індикації і цифрової архівації, питомих енерговитрат, що включає мікропроцесорні пристрої - контролери, цифрові перетворювачі, що є - реєстратори вироблення електроенергії генератором, а також параметрів тиску, температури, швидкості подачі свіжої пари і пари вихлопу, обчислювачі маси і КІЛЬКОСТІ теплової енергії свіжої пари і витрати ХІМІЧНО очищеної води з'єднанні з первинними перетворювачами в електричний струм параметрів тиску, температури, швидкості подачі свіжої пари, пари вихлопу, витрати ХІМІЧНО очищеної води підігрівача, виконаного у виді струминного ежектора - конденсатора пари лабіринтових ущільнень турбіни, і лічильником вироблення електроенергії генератором При цьому цифрові перетворювачі - реєстратори зв'язані ЛІНІЯМИ передачі цифрової інформації з автоматизованим робочим місцем - АРМ, яке містить - обчислювач параметрів питомих енерговитрат енергоблоку і графічно-цифровий дисплей - індикатор всіх зареєстрованих параметрів При чому до вихлопу турбіни додатково приєднані ЗОВНІШНІ ОСНОВНІ І другорядні споживачі пари - оптимізатори витрати пари турбіною різних режимів роботи енергоблоку, за допомогою пристроїв - регуляторів витрати роздільної чи одночасної подачі пари цим споживачам На Фіг 1 зображена схема системи регулювання режимів роботи енергоблоку при змінних навантаженнях Корисна модель складається з парової турбіни 1 з протитиском і електричним генератором 2, підведення 3 свіжої пари і відводу 4 пари вихлопу, імпульсної лінії 5, з'єднаної з регулятором 6 постійного протитиску вихлопу турбіни Лабіринтові ущільнення 7, з'єднані відводами 8 з ежекторним струминним підігрівником - конденсатором 9 пари, до якого підключені трубопроводи 10 - подачі ХІМІЧНО очищеної води (ХОВ) і 11 - виходу конденсату, змішаного з підігрітою ХІМІЧНО очищеною водою, що подається на деаераторну установку До відводу 4 пари вихлопу турбіни додатково підключені за допомогою пристроїв - регуляторів 12, 13 витрати роздільної чи одночасної подачі пари, ЗОВНІШНІ ОСНОВНІ 14 і другорядні 15 споживачі пари Первинні перетворювачі 16, 17, 18 параметрів тиску, температури, швидкості подачі свіжої пари, пари вихлопу і ХОВ, а також лічильник електроенергії 19, з'єднані з цифровими перетворювачами - реєстраторами 20, 21, 22, зв'язаними ЛІНІЯМИ передачі цифрової інформації 23, 24, 25 із блоком - обчислювачем 26 і графічно-цифровим дисплеєм 27 автоматизованого робочого місця - АРМ обліку питомих енерговитрат Система реалізується таким чином При роботі турбіни 1 пар вихлопу 4 при постійному тиску, який підтримується регулятором тиску 6, використовується ЗОВНІШНІМИ споживачами 14, 15 Питомі енерговитрати для кожного режиму роботи енергоблоку обчислюються шляхом постійного контролю в режимі реального часу за допомогою первинних перетворювачів 16, 17, 18, параметрів тиску, температури, швидкості потоку свіжої пари, пари і ХОВ, а також лічильника електроенергії 19 У цифровому перетворювачі - реєстраторі 20 обчислюється масова витрата і теплова енергія свіжої пари за одиницю часу, а також обсяг ХОВ, що подається на струминний підігрівник 9 У цифровому перетворювачі - реєстраторі 22 підсумовується за цю ж одиницю часу електрична енергія, вироблена генератором 2 Обчислені величини в цифровому виді по ЛІНІЯХ передачі цифрової інформації 23,25 передаються в блок - обчислювач 26 АРМ, у якому обчислюються питомі енерговитрати, наприклад, у ГДж/МВт чи Гкал/МВт, що разом з параметрами витрати ХІМІЧНО очищеної води, відображаються на графічно-цифровому дисплеї 27 На дисплеї 27 постійно відображаються також параметри тиску і температури пари вихлопу, отримані від цифрового перетворювача реєстратора 21 через ЛІНІЮ 24 Величина питомих енерговитрат залежить, поперше, від величини витрати пари ЗОВНІШНІМИ споживачами 14, 15, чим більше витрата пари ЗОВНІШНІМИ споживачами, тим вище навантаження турбіни 1 і вироблення електроенергії генератором 2, тим менше питомі енерговитрати По-друге, від величини протитиску, який повинний бути оптимальним для кожного режиму роботи генератора При роботі турбогенератора в режимі • 1/2 номінальної потужності невелике збільшення протитиску знижує питомі енерговитрати, а при величинах близьких до номінальної потужності навпаки зменшення протитиску в межах припустимих величин приводить до зниження питомих енерговитрат По 9835 третє, від величини витрати ХОВ, чим більше витрата ХОВ на струминний підігрівник - ежектор 9, тим більше відсмоктується пари з лабіринтових ущільнень 7, з'єднаних з робочими порожнинами турбіни 1, тим більше відбирається пари, яка могла б бути використана на здійснення корисної роботи, тим вище питомі енерговитрати. Витрата ХОВ у кожнім режимі роботи турбіни повинна бути мінімальна, при якому забезпечується нормальна робота лабіринтових ущільнень і не допускається зайвий добір пари з робочих порожнин турбіни, при цьому заощаджується витрата дорогої ХОВ. Регулювання режимів роботи енергоблоку здійснюється таким чином. Максимально можливе навантаження турбіни 1 за рахунок збільшення добору пари зовнішніми споживачами в кожний момент часу здійснюються за допомогою пристроїв - регуляторів витрати 13, 14, роздільної чи одночасної подачі пари цим споживачам у залежності від виробничих пріоритетів і сформованої оперативної ситуації, що є оптимізаторами витрати пари турбіною при різних режимах роботи енергоблоку. При чому, основним споживачам 14 пара подається, як правило, під тиском, на який налагоджений регулятор протитиску 6, а другорядним споживачам 15 низько потенційної пари зниження тиску здійснюється за рахунок того, що пара дроселює регуляторами 13. Усе це дозволяє одержати максимально можливе вироблення електроенергії генератором 2 при сформованій виробничій ситуації, що є першою отупінню зниження питомих енерговитрат. Далі після стабілізації режиму відбору пари зовнішніми споживачами за допомогою АРМ 26 у режимі реального часу визначаються фактичні питомі енерговитрати для даного режиму роботи енергоблоку. При необхідності вони мінімізуються за рахунок корекції величини протитиску регулятором 6 до оптимальної величини, визначеної експериментальне, у діапазоні тисків припустимих технічною характеристикою турбіни 1 і тисків, які необхідно забезпечити споживачам 14, 15. Що є другою отупінню зниження питомих енерговитрат. Крім того, для кожного постійного режиму роботи турбіни при постійному контролі на АРМ установлюється мінімальна подача ХОВ на струминний підігрівник - ежектор 9, при якій забезпечується нормальна робота лабіринтових ущільнень пари. Цим мінімізується добір пари з робочих порожнин турбіни і максимальне його використання для здійснення корисної роботи, а також заощаджується витрата дорогої ХОВ. Це третя ступінь зниження питомих енерговитрат. Експериментально-промислові іспити корисної моделі були проведені на ТЕЦ-2 ВАТ «Криворіжс таль», на турбогенераторі №6. Завдяки АРМ на тепловому щиті ТЕЦ-2 з реконструкцією вузла вторинного використання пари ТГ №6 за рахунок додаткового приєднання зовнішніх основних споживачів пари - оптимізаторів витрати пари турбіною різних режимів роботи енергоблоку, за допомогою пристроїв - регуляторів витрати роздільної чи одночасної подачі пари цим споживачам, створюється енергозберігаючий технологічний комплекс регулювання режимів роботи енергоблоку при перемінних навантаженнях. Цей комплекс, поперше, дозволяє практично цілком ліквідувати економічно нераціональне використання 100атмосферної пари через змушене зниження її параметрів на РОУ 100/39 і РОУ 100/40 для подачі на коксохімічне виробництво (КХВ). Ця пара направляється на ТГ№6 завдяки чому з'являється можливість збільшити подачу на нього 100атмосферної пари із середньої величини 2004 року - 35,8т/г до 98т/г. Це дозволяє збільшити річний виробіток дешевої електроенергії ТЕЦ на 52407,4МВт/рік і зменшити на таку ж величину кількість купованої, що забезпечує прибуток за рахунок їхньої різниці в цінах. По-друге, за рахунок подачі на КХВ відпрацьованої пари ТГ №6, значно підвищується використання вторинних енергоресурсів ТЕЦ. По-третє в режимі реального часу завдяки АРМ з'являється можливість регулювати величину протитиску на вихлопі ТГ №6, при якому забезпечуються мінімальні витрати теплової енергії на одиницю виробленої електроенергії. По експериментальним даним це дозволяє зменшити питомі витрати тепла перегрітої пари турбогенератора в середньому на 4,4Гкал/МВт (без урахування вторинних споживачів теплової енергії відпрацьованої пари турбіни), зменшити витрату теплової енергії на 59789Гкал/рік. По-четверте, за рахунок постійного автоматичного контролю кількості подачі хімічно очищеної води на підігрівник мінімізується її витрата при різних режимах роботи турбогенератора. За рахунок АРМ по експериментальним даним зменшується витрата дорогої хімічно очищеної води в середньому на 11 т/г. Крім того, завдяки значному збільшенню виходу пари вихлопу турбіни з'являється можливість збільшення подачі цієї пари на один з основних споживачів - випарну станцію ТЕЦ-2, що поліпшує роботу деаераторів і якість живильної води. В остаточному підсумку це знижує засолювання казанів високого тиску ТЕЦ-2, зменшує кількість змушених продувок казанів і підвищує їхню продуктивність не менше, ніж на 1% при незмінній витраті паливних енергоносіїв. 9835 Свіжа пара На деаэраторну установку Основні споживачі високопотенціиної пари Комп'ютерна верстка Д. Шеверун Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601