Спосіб дегазації конденсату і пристрій для його здійснення (варіанти)

1. Спосіб дегазації конденсату газо- та паротурбінної установки шляхом нагріву конденсату в ємності живильної води, до якої підводять підігрітий конденсат і відбирають живильну воду для включених у пароводяний контур парової турбіни і, що нагрівається відхідним газом із газової турбіни нагрівальних поверхонь, який відрізняється тим, що до підігрітого конденсату примішують холодний конденсат, і як теплоносій для нагріву конденсату використовують частковий потік підігрітого незмішаного конденсату, або частковий потік підігрітої живильної води. 2. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що частковий потік підігрітого незмішаного конденсату і частковий потік живильної води перед його вводом у ємність живильної води розширюють. 3. Спосіб згідно з п. 2, який відрізняється тим, що як і пару, яку отримують при розширенні часткового потоку підігрітого незмішаного конденсату і часткового потоку живильної води, так і воду, яку отримують при цьому, підводять до ємності живильної води. 4. Спосіб згідно з будь-яким із п. п. 1-3, який відрізняється тим, що теплоносій вводять у ємність живильної води нижче рівня конденсату. 5. Пристрій для дегазації конденсату з парогенератором на відхідному теплі, з включеним у паро C2 (54) СПОСІБ Д ЕГАЗ АЦІЇ КОНДЕНСАТУ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ (ВАРІАНТИ) 35646 ний контур підігрівачем конденсату (ЕР-А-0 037845, 21.10.81., МПК6 F01K23/10). Згідно з прототипом дегазація конденсату відбувається у комбінованій газо- і паротурбінній установці, в якій для підігріву живильної води передбачена окрема петля підігріву, що веде через котел-утилізатор. Недолік відомого способу полягає в недосконалому виборі теплоносія, призначеного для підігріву ємності живильної води, або, що те саме, нагріву конденсату. Для одержання теплоносія здійснюють окрему конструктивну петлю підігріву, використання якої суттєво знижує продуктивність процесу і коефіцієнт корисної дії пристрою через значні витрати на налагодження роботи підігріваючої петлі. Крім цього, відома технологія потребує значних затрат енергії для встановлення робочої температури живильної води, необхідної для термічної дегазації конденсату. Недоліком відомого пристрою є складність його конструктивного виконання, що полягає в присутності складних систем дегазації конденсату, експлуатація яких негативно впливає на коефіцієнт корисної дії пристрою. Крім цього, пристрій дегазації не має досконалої системи встановлення оптимальної температури у ємності живильної води. В основу винаходу поставлена задача підвищення продуктивності та зменшення енергетичних затрат в способі дегазації конденсату шля хом використання теплоносія часткового потоку підігрітого незмішаного конденсату або часткового потоку живильної води та підмішування до підігрітого конденсату холодного, що дає змогу використовувати енергію скиданого з газотурбінної установки тепла і отримувати теплоносій для нагріву конденсату із температурної області низького тиску установки, і тим самим дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії пристрою і продуктивність процесу, а також дозволяє для встановлення потрібної температури живильної води заздалегідь підігрівати лише часткову кількість конденсату, що додатково підвищує коефіцієнт корисної дії пристрою і продуктивність процесу. В основу винаходу поставлена також задача підвищення коефіцієнту корисної дії пристрою для дегазації конденсату шляхом оснащення його економайзером низького тиску і оснащення останнього та підігрівача конденсату системою трубопроводів, що розділяють загальний потік конденсату на часткові потоки, що дає змогу використовувати енергію скиданого з газотурбінної установки тепла і отримувати теплоносій для нагріву конденсату із температурної області низького тиску установки, і тим самим дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії пристрою і продуктивність процесу, а також дозволяє для встановлення потрібної температури живильної води заздалегідь підігрівати лише часткову кількість конденсату, що додатково підвищує коефіцієнт корисної дії пристрою і продуктивність процесу. В основу др угого варіанту винаходу поставлена задача підвищення коефіцієнту корисної дії пристрою для дегазації конденсату шляхом оснащення його економайзером низького тиску і оснащення останнього та підігрівача конденсату системою трубопроводів, що розділяють загальний потік живильної води на часткові потоки, що дає змогу використовувати енергію скиданого з газотурбінної установки тепла і отримувати теплоносій для нагріву конденсату із температурної області низького тиску установки, і тим самим дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії пристрою і продуктивність процесу, а також дозволяє для встановлення потрібної температури живильної води заздалегідь підігрівати лише часткову кількість конденсату, що додатково підвищує коефіцієнт корисної дії пристрою і продуктивність процесу. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в способі дегазації конденсату газо- та паротурбінної установки шляхом нагріву конденсату в ємності живильної води, до якої підводять підігрітий конденсат і відбирають живильну воду для включених у пароводяний контур парової турбіни і нагріваних відхідним газом із газової турбіни нагрівальних поверхонь, згідно з винаходом, до підігрітого конденсату примішують холодний конденсат, і як теплоносій для нагріву конденсату використовують частковий потік підігрітого незмішаного конденсату, або частковий потік підігрітої живильної води, при цьому частковий потік підігрітого незмішаного конденсату і частковий потік живильної води перед його вводом у ємність живильної води розширюють. Крім того, як і пару, яку отримують при розширенні часткового потоку підігрітого незмішаного конденсату і часткового потоку живильної води, так і воду, яку отримують при цьому, підводять до ємності живильної води. У способі дегазації теплоносій вводять у ємність живильної води нижче рівня конденсату. Поставлена задача вирішується також за рахунок того, що у пристрої для дегазації конденсату з парогенератором на відхідному теплі, з включеним у пароводяний контур підігрівачем конденсату, згідно з винаходом, після підігрівача конденсату через ємність живильної води включений економайзер низького тиску, причому підігрівач конденсату має на боці виходу відвідний тр убопровід, який входить у ємність живильної води, а до підігрівача конденсату паралельно підключений байпасний трубопровід, який включений між конденсатором і ємністю живильної води. При цьому у відвідний трубопровід включений розширювальний бак, який з'єднаний з боку води з ємністю живильної води, а паралельно підігрівачу конденсату включений трубопровід зворотної подачі. Щодо другого варіанту виконання винаходу, поставлена задача вирішується завдяки тому, що у пристрої для дегазації конденсату з парогенератором на відхідному теплі із включеним у пароводяний контур підігрівачем конденсату, згідно з винаходом, після підігрівача конденсату через ємність живильної води включений економайзер низького тиску, що має на боці виходу відвідний трубопровід, який входить у ємність живильної води, а до підігрівача конденсату паралельно підключений байпасний трубопровід, при цьому у відвідний трубопровід включений розширювальний бак, який з'єднаний з боку води з ємністю живильної води. В цьому варіанті пристрою паралельно підігрівачу конденсату включений трубопровід зворотної подачі. 2 35646 Винахід базується на тому, щоб при вилученні відбору пари з пароводяного контуру отримувати теплоносій для знегажування в ємності живильної води, по можливості, із температурної області низького тиску відхідних газів газової турбіни, щоб за рахунок цього досягати особливо високого використання тепла відхідних газів і найвищий коефіцієнт корисної дії котла-утилізатора. Для установлення температури живильної води в ємності живильної води при цьому підігрівають тільки часткову кількість конденсату, до якого після цього примішують холодний конденсат. Частковий потік може при цьому направлятися безпосередньо в ємність живильної води. Переважно, проте, частковий потік перед його введенням у ємність живильної води розширюють. При цьому доцільно як отриману при розширенні часткового потоку пару, так і отриману при цьому воду, підводити до ємності живильної води. Установлення температури підігріву конденсату перед його надходженням у ємність живильної води переважно виконується за рахунок того, що, принаймні, частина підігрітого конденсату направляється по колу, причому до холодного конденсату примішується підігрітий конденсат. Таким чином, підвищення експлуатаційних характеристик винаходу, а саме - коефіцієнту корисної дії пристрою та продуктивності способу дегазації досягається завдяки тому, що загальний потік конденсату та живильної води завдяки пропусканню через відповідні відвідні та байпасні трубопроводи, зв'язані з низькотемпературною областю парогенератора, розділяють на часткові потоки, один з яких використовують як джерело теплової енергії для нагрівання конденсату. Встановлення у ємності живильної води температури, що є найбільш придатною для ефективної дегазації конденсату, також досягається шляхом розподілення потоку конденсату: у тр убопроводі зворотної подачі до підігрітого конденсату примішується холодний для створення оптимальних для дегазації умов. Ємність живильної води додатково до функції дегазації бере на себе також функцію проміжного накопичувача, причому його рівень для установлення підведеного до пароводяного контуру потоку живильної води контролюють за допомогою рівня конденсату, який встановлюється в ємності живильної води. Для досягнення особливо ефективної дегазації конденсату теплоносій вводять у ємність живильної води нижче рівня конденсату. Гази, що виділяються за рахунок нагріву конденсату, виступають тоді на поверхні рівня конденсату так, що випар газів, що виділяються, відбувається в ємності живильної води. Уведення теплоносія, тобто підігрітого конденсату або відповідно підігрітої живильної води в ємність живильної води може виконуватися різним чином. Одна можливість полягає в тому, що воду, яка виходить із підігрівача конденсату і стоїть під тиском, або конденсат через підходящу систему труб із сопловою трубою вводять безпосередньо в ємність живильної води так, що там у сопловій трубі пароводяна суміш розширюється. В альтернативній формі виконання розширення відбувається в розширювальному баці, що включений у відвідний трубопровід. При цьому розширювальний бак доцільно з'єднаний як на боці пару, так і на боці води, з ємністю живильної води. Для установлення температури конденсату паралельно підігрівачу конденсату включений трубопровід зворотної подачі. Приклади виконання винаходу пояснюються більш докладно за допомогою креслення. При цьому фігури показують: фіг. 1 - парогенератор на відхідному теплі газота паротурбінної установки зі схемою для дегазації у ємності живильної води; фіг. 2 - парогенератор, який відрізняється від прикладу виконання згідно з фіг. 1 формою виконання з розширювальним баком у нитці тр убопроводу конденсату; фіг. 3 - парогенератор, який відрізняється від прикладу виконання згідно з фіг. 1 формою виконання з розширювальним баком у нитці тр убопроводу живильної води. Відповідні одна до другій частини забезпечені на всіх фігурах однаковими посилюючими позиціями. Представлений на фіг. 1 парогенератор на відхідному теплі 1 являється частиною газо- і паротурбінної установки 2 для виробництва електричної енергії. Він обтікається гарячим відхідним газом AG з газової турбіни 3 і служить для виробництва пари, причому його нагрівальні поверхні включені в пароводяний контур 4 парової турбіни 5. Для цього парогенератор на відхідному теплі 1 містить підключений через трубопровід конденсату 6 до конденсатору 7 підігрівач конденсату 8, який з'єднаний на боці виходу через трубопровід зворотної подачі 9 із циркуляційним насосом 10 і з вентилем 11 із своїм входом. Для обводу у випадку необхідності підігрівача конденсату 8 паралельно до нього підключений байпасний трубопровід 12 із вентилем 13. Підігрівач конденсату 8 крім того, підключений на боці виходу через трубопровід 14, в який включені вентилі 15 та 16, до дегазатора 17, який являється частиною ємності живильної води 18. В ємності живильної води 18 нижче рівня конденсату 19 впадає соплова труба 20, яка через вентиль 21 у трубопроводі 22 з'єднана з трубопроводом 14 і тим самим із виходом підігрівача конденсату 8. Ємність живильної води 18 з'єднана на боці виходу через трубопровід живильної води 23 із насосом живильної води 24 і вентилем 25 із підігрівачем низького тиску або економайзером низького тиску 26, який розміщений у парогенераторі на відхідному теплі 1 у якості нагрівальної поверхні. Економайзер низького тиску 26 з'єднаний через вентиль 27 із барабаном низького тиску 28, до якого підключений також розміщений у парогенераторі на відхідному теплі 1 у якості нагрівальної поверхні випарювач низького тиску 29. Барабан низького тиску 28 із боку пари через трубопровід 30 з'єднаний з перегрівачем низького тиску 31, нагрівальна поверхня якого також розміщена в парогенераторі на відхідному теплі 1. Економайзер низького тиску 26 з'єднаний, крім того, із боку ви ходу через трубопровід 32 із насосом 33 і вентилем 34 із наступною розміщеною в парогенераторі на відхідному теплі 1 нагрівальною поверхнею економай 3 35646 зера 35. Нагрівальна поверхня економайзера 35, що не наданий більш докладним чином, з'єднана з боку виходу з іншими розміщеними в парогенераторі на відхідному теплі 1 нагрівальними поверхнями випарника і перегрівача, які також, як і перегрівач низького тиску 31, входять у парову турбіну 5. Це позначено стрілками 36 і 37. При цьому до парової турбіни 5 підводять пару різних ступенем тиску, тобто є пара низького тиску ND, пара середнього тиску MD та пара високого тиску HD. При експлуатації парогенератора на відхідному теплі 1 до підігрівача конденсату 8 через трубопровід конденсату 6 підводять конденсат К з включеного після парової турбіни конденсатору 7. При цьому підігрівач конденсату 8 може бути частково або повністю обійдений через байпасний трубопровід 12. Конденсат К у підігрівачі конденсату 8 нагрівається за рахунок теплообміну з відтікаючим із газової турбіни 3 гарячим відхідним газом AG і, крім того, принаймні, частково прокачується циркуляційним насосом 10 у трубопроводі зворотної подачі 9. Підігрітий конденсат К' через трубопровід 14 направляється в ємність живильної води 18. При цьому там відбувається нагрів підігрітого конденсату К' за допомогою направленого через трубопровід 22 часткового потоку t1 підігрітого конденсату К'. До того ж частковий потік t1 через вентиль 21 у якості теплоносія HZ безпосередньо вводиться в ємність живильної води 18, причому він розширюється в сопловій трубі 20. Випар виділених газів таким чином відбувається тільки в ємності живильної води 18. Підігрітий конденсат К' насосом живильної води 24 підводять у якості живильної води S до економайзера низького тиску 26, причому там живильна вода S далі нагрівається. Частковий потік t2 підігрітої живильної води S направляють у барабан низького тиску 28. Він випаровується у випарювану низького тиску 29, причому відділена у барабані низького тиску 28 пара перегрівається у перегрівачі низького тиску 31 і перегріту пару низького тиску ND підводять до частини низького тиску парової турбіни 5. Частковий потік t3 підігрітої живильної води S' за допомогою насосу 33 доводять до високого рівня тиску і після цього нагрівають далі в економайзері 35. Цей частковий потік t3 також випаровують не описаним більш докладно способом і перегріту пару високого тиску HD підводять до частини високого тиску парової турбіни 5. У прикладі виконання відповідно до фіг. 2 у відхідний трубопровід 22 включений розширювальний бак 38. В якості теплоносія HZ тут використовується пара, відділена при розширенні часткового потоку t1 підігрітого конденсату К' у розширювальному баці 38. Відділену при розширенні часткового потоку t1 у розширювальному баці 38 воду через трубопровід 39 підводять до ємності живильної води 18. У прикладі виконання відповідно до фіг. 3 економайзер низького тиску 26 із боку виходу з'єднаний з ємністю живильної води 18 через відвідний трубопровід 40, який має вентиль 41, через який направляється частковий потік t4 підігрітої живильної води S'. В якості теплоносія HZ для нагріву конденсату К' у ємності живильної води 18 тут використовують пару, відділену при розширенні часткового потоку t4 підігрітої живильної води S' у розширювальному баці 42. Розширювальний бак 42 із боку води знову-таки з'єднаний через трубопровід 43 із ємністю живильної води 18. За рахунок використання або часткового потоку t1 підігрітого конденсату К' або часткового потоку t4 підігрітої живильної води S' у якості теплоносія HZ для нагріву конденсату К' у ємності живильної води 18 особливо ефективним чином відбирається тепло для теплоносія HZ із низькотемпературної області парогенератора на відхідному теплі 1, без необхідності додаткових нагрівальних поверхонь підігрівача або випарника і/ або додаткових допоміжних агрегатів, наприклад, насосів. 4 35646 Фіг. 1 5 35646 Фіг. 2 Фіг. 3 6 35646 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 7