Маневренная газотурбинная теплоэлектроцентраль
При номинальной нагрузке теплоэлектроцентрали остужающая вода газотурбинной установки (ГТУ) 1 используется в испарителе 18 теплонасосной установки (ТНУ) и теплообменном аппарате 22 для подогрева подпиточной воды из линии 11, питающей замкнутый контур 4, после чего вновь поступает в линию остужающей воды 13, что позволяет снизить нагрузку сетевых насосов 8 (показан один) на перекачку остужающей воды. Дополнительный нагрев подпиточной воды до температуры необходимой для подачи в водоподготовительное устройство 33 происходит в теплообменном аппарате 31. Электропривод 13 компрессора ТНУ 14 питается электроэнергией от электрогенератора 16. Расход электроэнергии на работу компрессора ТНУ покрывается за счет снижения нагрузки сетевых насосов 8.
В ночное время при работе ГТУ 1 на малой мощности в следствии провала графика электрической нагрузки объемы остужающей и подпиточной воды уменьшаются. В испарителе ТНУ 18 совместно с остужающей водой используется вода из обратной теплотрассы 7, подаваемая по линии 23, при этом сетевые насосы 8 потребляют меньше электрической энергии и снятие электрической нагрузки с них в результате прекращения перекачивания остужающей воды в линию 13 для работы компрессора 14 не достаточно и возникает потребность увеличения рабочей нагрузки ГТУ 1 для получения электроэнергии в электрогенераторе 16, соответственно увеличивается производство тепловой энергии. 1 фиг.
Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при эксплуатации теплоэлектроцентралей в маневренном режиме
Известен способ работы теплоэлектроцентрали в маневренном режиме с использованием электрокотлов для подогрева сетевой воды с целью увеличения диапозона разгрузки в период провала электрической нагрузки. Недостатком этого способа являются большие капитальные затраты и большой срок окупаемости в связи с использованием электрокотлов только в часы провала электрической нагрузки. А.С. N 1152296 A1, SU, F01К 13/02.
Наиболее близким техническим решением является маневренная теплоэлектроцентраль по А.С. N 1550189 A1, SU, F01К 17/02 выданному 15.03.90. с паровым котлом и теплофикационной паровой турбиной, работающая в режимах пикового графика электрической нагрузки, во внепиковые дневные часы и в часы ночного провала графика электрической нагрузки. Которая с целью расширения диапазона регулирования электрической мощности и повышения экономичности снабжена охладителем конденсата, обессоливающей установкой, теплонасосной установкой, двумя аккумуляторами охлаждающей воды и двумя аккумуляторами сетевой воды
Недостатком этого изобретения является - сбрасывание охлажденной в испарителе теплонасосной установки воды в водоем и простой теплонасосной установки в следствии ее работы только в часы ночного провала графика электрической нагрузки, что приводит к увеличению срока окупаемости и снижению КПД.
Целью полезной модели является повышение экономичности маневренной теплоэлектроцентрали в режиме работы при номинальной нагрузке и в период работы в разгруженном режиме в следствии провала графика электрической нагрузки.
На фиг.1 представлена принципиальная схема маневренной газотурбинной теплоэлектроцентрали
Маневренная газотурбинная теплоэлектроцентраль содержит газотурбинную установку 1, сообщенную паропроводом 2 с котлом утилизатором 3 нагревающим замкнутый контур 4, циркулирующий с помощью насоса 5, и догревающий через теплообменный аппарат 6 теплоноситель из обратной теплотрассы 7, сетевые насосы 8 (показан один) перекачивающие воду из внешнего источника по линии 9 через задвижку 10 в линию подпиточной воды 11, а через задвижку 12 в линию остужающей воды 13. Теплонасосную установку (ТНУ) содержащую компрессор 14 с электроприводом 15, питающимся электроэнергией от электрогенератора 16, дроссельное устройство 17, испаритель 18, в который по линии 19 насосом 20 подается остужающая вода после съема тепла от смазочного масла газотурбинной установки, и затем через задвижку 21 направляется в теплообменный аппарат 22, а по линии 23 через задвижку 24 в период провала графика электрической нагрузки вода из обратной теплотрассы и затем по линии 25 через задвижку 26 возвращается в обратную теплотрассу, конденсатор 27 подключенный к линии отбора воды 28 через задвижку 29 из обратной теплотрассы, которая затем через задвижку 30, теплообменный аппарат 31, и задвижку 32 возвращается в обратную теплотрассу, водоподготовительное устройствово 33 с подключенной линией воды питающей замкнутый контур 34 и линией 35, питающей теплотрассу.
Способ осуществляется следующим образом.
В дневные часы газотурбинная установка (ГТУ) работает при номинальной мощности. По линии 9 сетевым насосом 8 подается остужающая и подпиточная вода в линии 13 и 11 соответственно. Остужающая вода по линии 13 поступает для съема тепла от смазочного масла ГТУ 1. Затем нагретая остужающая вода по линии 18 насосом 19 подается в испаритель теплонасосной установки (ТНУ) 18. Охлажденную в испарителе воду дополнительно охлаждают в теплообменном аппарате 22, тем самым подогревая подпиточную воду из линии 11. После теплообменного аппарата 22 холодная вода поступает в линию остужающей воды 13, что позволяет снизить нагрузку сетевых насосов 8. При этом задвижки 10, 12, 21 открыты, а задвижки 24, 26 закрыты. Из линии обратной теплотрассы 7 по линии 28 через задвижку 29 поступает нагреваемая вода для конденсатора ТНУ 27 и затем через задвижку 30 поступает в теплообменный аппарат 31, для догрева подпиточной воды до необходимой температуры для подачи в водоподготовительное устройство 33, а затем через линию 25 сбрасывается в обратную теплотрассу 7. Объем воды поступающий в теплообменный аппарат 31 соответствует необходимому для подогрева подпиточной воды до температуры необходимой для подачи в водоподготовительное устройство 33, остальная вода через задвижку 32 по линии 25 направляется в линию обратной теплотрассы 7. После приготовления в водоподготовительном устройстве вода по линии 34 подается для подпитки замкнутого контура 4, а по линии 35 для подпитки теплотрассы. При этом задвижки 29, 30, 32 открыты, а задвижки 13, 26 закрыты. Электропривод 15 компрессора 14 питается электроэнергией от электрогенератора 16. Затраты электрической энергии на работу компрессора 14 возмещаются за счет снижения нагрузки на сетевые насосы 8
В часы ночного графика провала электрической нагрузки мощность работы ГТУ 1 уменьшается в несколько раз. Объемы остужающей и подпиточной воды так же уменьшаются. Открывают задвижку 24 и по линии 12 вода из обратной теплотрассы поступает в испаритель ТНУ 18, вместе с остужающей водой из линии 19. Затем вода поступает в теплообменный аппарат 22 для подогрева подпиточной воды в контуре 11 при этом остывая, направляется в контур охлаждаемой воды 13 и используется для охлаждения смазочного масла ГТУ 1. Объем воды поступающей в линию остужающей воды 13 регулируется задвижкой 21 и соответствует объему необходимому для использования в качестве остужающей воды ГТУ 1 с учетом ее температуры. Открывают задвижку 26 и оставшаяся вода по линии 25 направляется в сеть обратной теплотрассы. Из обратной теплотрассы 7 по линии 28 через задвижку 29 поступает нагреваемая вода для конденсатора ТНУ 27. После конденсатора часть нагретой воды направляется в теплообменный аппарат 31 и догревает подпиточную воду до необходимой температуры для подачи в водоподготовительное устройство 33. Объем воды подаваемой в теплообменный аппарат 31 соответствует необходимому для достаточного нагрева подпиточной воды для подачи в водоподготовительное устройство 33 и регулируется задвижкой 30. Остальная вода догретая в конденсаторе ТНУ 27 через задвижку 32 сбрасывается в линию обратной теплотрассы. Электроэнергию для работы электропривода 15 компрессора 14 подают от электрогенератора 16. Объем электроэнергии не используемой сетевыми насосами 8 в следствии экономии на перекачивание остужающей воды мал, так как объем остужающей воды в режиме разгрузки ТЭЦ уменьшается в несколько раз и не восполняет затраты электрической энергии на работу компрессора 14, соответственно необходимо увеличить рабочую нагрузку ГТУ 1 на величину необходимую для производства электрической энергии на работу компрессора 14. При этом производство тепловой энергии увеличивается соответственно, что является экномически целесообразным для ТЭЦ работающей в разгруженном режиме.
Маневренная газотурбинная теплоэлектроцентраль, содержащая электрогенератор, теплонасосную установку, отличающаяся тем, что теплоэлектроцентраль снабжена теплообменным аппаратом с подключенными линиями остужающей воды и подпиточной воды, теплообменным аппаратом с подключенными линиями догретой воды в конденсаторе теплонасосной установки и подпиточной воды, линиями остужающей воды и отбора воды из обратной теплотрассы, подведенными к испарителю теплонасосной установки, линией подачи охлажденной в испарителе теплонасосной установки и теплообменном аппарате воды в линию остужающей воды газотурбинной установки.
