Способ работы парогазовой установки

(51)5 Р 23 1 Н ОБРЕТЕНИ ОП ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Использование стности в способы тановки с кот Сущность изобрете.температуру водыпередает результа регулирования 24.поддерживает давл уровне задаваемой ределяют исхо РД Ря(ада) где Р вдеазраторе т дз нальная зависимос го водяного пара температура воды н - расчетная темпер торе; Лтд - заданн в деаэраторе. 1 ил.(72) Т.Н,Комисарчик, В,Б.Грибов, Б.И,Финкельштейн, Е,Н.Прутковский, А.Д.Гольдштейн, А.С.Гиммельберг и В.Г,Михайлов (56) Патент Японии М 6149486,кл. Р 01 К 23/10, 1986.Грибов В.Б. и др, Перспективные типы газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов, М.: ВНИИЭгазпром. Об, информ. Сер. Транспорт и хранение газа, 1983, вып.10. с.5 - 6, рис,2.(54) СПОСОБ РАБОТЫ ПАРОГАЗОВОЙ УС- ТАНОВКИИ ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) 1813885 А 1: теплоэнергетика и в чаработы парогазовой усл ам и-утил изатора ми. ния: датчик 30 измеряет на входе в деаэратор и ты измерения в систему Система регулирования ение в деаэраторе 16 ну установки. А уставку оп- . дя из соотношения: д - уставка по давлению = т 1 д -Ь тд - функциоть давления насыщенноот температуры; 11 Д - а входе в деазратор; 1 дз д атура кипения в деаэра ый недогрев до кипенияИзобретение относится к теплоэнергетике и, в частности, к способам работы парогазовой установки с котлами-утилизаторами.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 нагрева: 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 ГТНМ 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 од - 140 С, затем нагретая вода поступает в деаэратор 16, где осуществляется нагрев воды до температуры тдз = =150 С, Иэ деаэратора 16 вода питательным насосом 15 подается в контур низкого давления, состоящий иэ экономайзера 8, испарителя 7, барабана 11, насоса принудительной циркуляции 13 и пароперегревателя 6низкого давления.Из контура низкого давления питатель 5 ным насосом 14 вода подается в контур высокого давления, состоящий изэкономайэера 5, испарителя 4, барабана 1 О,насоса принудительной циркуляции 12 и пароперегревателя 3 высокого давления. В10 контурах высокого и низкого давления вырабатывается пар указанных выше параметров, Охлажденные дымовые газы иэкотла-утилизатора 2 с температурой 110 Сотводятся в атмосферу,15 Полученный в котле-утилиэаторе 2 парпо магистралям 17 и 18 поступает в паровуютурбину 19. После расширения в паровойтурбине 19 отработанный пар поступает вконденсатор 20, где конденсируется при20 давлении 0,01 МПа и температуре 45 С.Для деаэрации конденсата по паропроводу 22 с регулирующим клапаном 23 в деаэратор 16 поступает греющий пар измагистрали свежего пара низкого давления25 18,Датчик 30 измеряет температуру водына выходе из ГВПНД(таад) и передает результаты измерения в систему регулирования24. Система регулирования 24 обеспечивает30 воздействием на регулирующий клапан 23поддержание давления в деаэраторе 16 науровне задаваемой уставки, Причем, еслидавление в деазраторе 16 выше уставки,клапан 23 прикрывается, а если ниже - от 35 крывается. Значение указанной уставки вычисляется системой 24 по следующимсоотношениям;расчетная температура кипения в деаэраторе40 тджх = 11 д+ Ь тд = 140 + 10 = 150 С,где Ьд- заданное значение недогрева воды до кипения в деаэраторе 16.Давление в деазраторе вычисляется какдавление насыщения по полученной расчет 45 ной температуре кипенияРд = Рз (150 С) = 0,5 МПа.Вычисление производится с помощьютабличной базы данных, либо аппроксимирующей функции.50Мощность газотурбинного агрегата 1при этом составляет 14 МВт и используетсядля привода нагнетателя 25. Мощность паровой турбины 19 в расчете на утилизацию55 тепла за одним газотурбинным агрегатом, ГТНМ составляет 5 М Вт и может использоваться либо для привода нагнетателя 26,как показано на рис.1, либо электрогенератора,.Редактор Заказ 1817 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101 Описанный выше режим является нерасчетным и характеризуется нагрузкойоколо 87 оь от номинала. Номинальный режим ПГУ характеризуется следующими параметрами: 5начальная температура газов перед газовой турбиной 920 С;температура газов на входе в котел-утилизатор 2- 430 С;од= 122 С; 10тдз = 122 + 10 = 132 С;Рд= 0,3 МПа;мощность газотурбинного агрегата 16МВт;мощйость паровой турбины 8 МВт 15Как видно из приведенных данных, которые получены на численной модели ПГУ"РАПАГУ" СЗО ВНИПИэнергопром - НПОЦКТИ) нерасчетный частичный режим ПГУхарактеризуется перегревом ГИПНД, в связи с чем температура воды после ГВПНДможет повыситься на 10-20 С по сравнению с номинальным режимом,Таким образом, предлагаемый способпо сравнению с прототипом обеспечивает 25полезное использование этой повышеннойтемпературы благодаря поступлению болеегорячей воды в экономайзер низкого давле;ния 8, и увеличения паропроизводительности контура низкого давления, а, 30следовательно, и КПД ПГУ на величину до0,5 отн. Более низкая экономичность прототипа при этом связана с поддержаниемпостоянного давления в деаэраторе науровне, соответствующем расчетному номинальному режиму (0,3 МПа). Это требуетсброса части горячей воды после ГВПНД вконденсатор. Таким образом, теряетсячасть тепла из котла-утилиэатора, в экономайзер низкого давления поступает более 40холодная вода, что снижает паропроизводительность контура низкого давления и экономичность ПГУ.Перегрузочные режимы ПГУ характериэуатся недогрузкой ГВПНД по теплу, т.е,недогревом воды после ГВПНД до расчет ной температуры 122 ОС, При этом реализация предлагаемого способа приведет к снижению давления в деаэраторе при сохранении расхода пара на деаэратор, В прототипе при постоянном давлении в деаэраторе расход греющего пара будет больше, чем также определяет повышенную экономичность предлагаемого способа по сравнению с прототипом.Формула изобретени я Способ работы парогазовой установки путем выработки мощности в газотурбинном агрегате, утилизации тепла уходящих газов газотурбинного агрегата в поверхностях нагрева котла-утилиэатора с генерацией пара, получения мощности от выработанного пара в паровой турбине, конденсации отработанного пара в конденсаторе, а также деазрации питательной воды в деаэраторе, включенном по тракту питательной воды в рассечку между поверхностями нагрева котла-утилизатора и подключенном к магистрали свежего пара через паропровод с регулирующим клапаном, и поддержания с помощью регулирующего клапана давления в деаэраторе на уровне заданной уставки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения экономичности установки на нерасчетных режимах, измеряют температуру воды на входе в деаэратор, а уставку по давлению в деаэраторе определяют, исходя из следующих соотношений:Рд= Рэ тджх),сдэ=од+ Ьд,где Рд- уставка по давлению в деаэраторе;Рэ(тдэ) - Функциональная зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры;од- температура воды на входе в деаэратор;тджх - расчетная температура кипения в де азраторе;Ьд - заданный недогрев до кипения вдеаэраторе.