Способ регулирования паровой турбины

 

Использование: в теплоэнергетике, может быть применено в паротурбинных установках тепловых и атомных электростанций, от которых осуществляют отбор пара на различные нужды. Сущность изобретения: способ регулирования включает поддержание давления в трубопроводе отбора при сокращении требуемого расхода пара потребителю и поддержание давления в камере при увеличении расхода пара потребителю в режиме сохранения расчетной подачи свежего пара, а также при сокращении расхода свежего пара в режиме сохранения расчетного расхода потребителю. Давление отпускаемого потребителю пара поддерживают с помощью двух последовательно работающих регуляторов давления. Одним из них поддерживают давление в трубопроводе отбора по принципу "после себя" при повышении давления в камере отбора, а вторым - поддерживают давление в камере отбора по принципу "до себя" при снижении расхода пара по проточной части после камеры отбора. 1 п. ф-лы, 2 ил. 1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в паротурбинных установках тепловых и атомных электростанций, от которых осуществляют отбор пара на производственные нужды, опреснительные установки и для других целей.

Известен способ работы паровых турбин, заключающийся в подаче пара в турбину, отпуск его потребителю из паровыпускного патрубка турбины с противодавлением [1] Недостатком такого способа является жесткая зависимость электрической мощности турбины от отпуска пара потребителю. Поэтому турбины с противодавлением находят ограниченное применение, как правило, в случаях достаточно стабильного отпуска пара и при условии параллельной работы в энергосистеме с другими турбинами, способными участвовать в регулировании электрической нагрузки независимо от потребностей в паре.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ регулирования паровой турбины, включающий подачу в нее пара, отпуск его с заданным давлением потребителю из промежуточной камеры парового тракта, т. е. с регулируемым отбором пара. При этом одним регулятором поддерживают давление в трубопроводе и в камере отбора при изменении расходов свежего пара и пара, идущего потребителю. [2] Недостатком данного способа является снижение экономичности турбины за счет высоких потерь на дросселирование пара, в особенности на режимах с малыми отборами пара при включенном в работу регулировании давления промежуточного отбора пара.

Целью изобретения является сокращение недовыработки турбиной мощности путем снижения потерь на дросселирование пара.

Указанная цель достигается тем, что в способе регулирования паровой турбины с отбором пара путем поддержания давления в трубопроводе отбора при сокращении требуемого расхода пара потребителю и поддержания давления в камере отбора при увеличении расхода пара потребителю в режиме сохранения расчетной подачи свежего пара и поддержания давления в камере отбора при сокращении расхода свежего пара в режиме сохранения расчетного расхода пара потребителю, согласно изобретению, давление отпускаемого потребителю пара поддерживают с помощью двух последовательно работающих регуляторов давления, причем одним из них поддерживают давление в трубопроводе отбора по принципу "после себя" при повышении давления в камере отбора, а вторым поддерживают давление в камере отбора по принципу "до себя" при снижении расхода пара по проточной части после камеры отбора.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема турбины, позволяющая осуществить предложенный способ, на фиг. 2 представлена зависимость недовыработки мощности ΔN от расхода пара в отбор G_отб., где кривая 1 при использовании регулятора только на линии отбора, 2 при использовании регулятора только в проточной части, 3 и 4 при последовательной работе обоих этих регуляторов согласно изобретению.

Сущность способа заключается в следующем: При расчетной подаче свежего пара через стопорно-регулирующие клапаны 1 в ЧВД 2 турбины и при расчетном расходе пара из камеры 3 отбора осуществляют отпуск пара потребителю с заданным давлением по трубопроводу 4, которое по значению близко давлению, установившемуся в камере 3 в рассматриваемом режиме. При этом регулятор 5 давления, установленный на трубопроводе 4 и работающий по принципу "после себя" и дополнительный регулятор 5 на паровом тракте 7, работающий по принципу "до себя", находятся в открытом положении. Потери механической энергии, связанные с дросселированием пара, в этом случае минимальны.

При сокращении требуемого отпуска пара потребителю через трубопровод 4 и сохранении расчетной подачи свежего пара в ЧВД 2 давление пара в камере 3 отбора повысится. Заданное давление отпускаемого пара в трубопроводе 4 поддерживают с помощью регулятора 5 давления путем его прикрытия.

При увеличении отпуска пара потребителю сверх расчетного расхода и (или) снижении подачи свежего пара в ЧВД 2 давление пара в камере 3 отбора может снизиться до уровня ниже заданного. В этом случае, чтобы ограничить снижение давления в камере 3 отбора и, соответственно, в трубопроводе 4 заданным значением, управляют регулятором 6 давления, который установлен после камеры 3 отбора перед ЧНД 8. Клапан регулятора 6, работающий по принципу "до себя", прикрывают до тех пор, пока давление в трубопроводе 4 не достигнет заданной величины.

Регуляторы 5 и 6 могут быть включены в общую систему регулирования турбины (на чертеже не показано).

Следовательно, в данном способе предложена совместная последовательная работа двух регуляторов, различных по принципу действия, что позволяет сократить диапазон изменения расхода пара через каждый регулятор, соответствующий его полному ходу.

При относительно малых расходах пара в отбор работает регулятор 5 на линии отбора 4, открываясь с увеличением расхода, а регулятор 6 в проточной части после камеры отбора открыт полностью. После полного открытия регулятора 5 на линии отбора необходимое давление в камере отбора поддерживают регулятором 6 в проточной части, который до этого был полностью открыт. В момент между полным открытием одного из регуляторов и началом закрытия другого, так же как и при полном закрытии одного из них, отсутствует недовыработка мощности, связанная с дросселированием (см. фиг. 2).

В качестве примера приводится работа паровой турбины П-115/150-9,3 мощностью 180 МВт для ТЭС "Тавила" (Объединенные Арабские Эмираты).

Пример. В номинальном режиме в ЧВД 2 подают 586 т/ч свежего пара. При полностью открытых клапанах регуляторов 5 ("после себя") и 6 ("до себя") из камеры 3 отбора отпускают потребителю на опреснительный комплекс 262 т/ч пара с заданным давлением 3,05 кг/см².

При увеличении расхода свежего пара в ЧВД 2 турбины до 660 т/ч и сохранении расхода пара на опреснительный комплекс на прежнем уровне, давление пара в камере 3 отбора повышается до 3,94 кг/см². В этом случае клапан регулятора 5 прикрывают и давление в трубопроводе 4 доводят до заданного уровня 3,05 кг/см². При уменьшении расхода пара в ЧВД 2 турбины до 485 т/ч и неизменном расходе на опреснительный комплекс 262 т/ч давление пара в отборе могло бы снизиться до 1,86 кг/см², что недопустимо. Прикрывая клапан регулятора 6, поддерживают давление в трубопроводе 4 на уровне 3,05 кг/см².

Благодаря снижению потерь на дросселирование пара в режиме полного открытия клапанов регуляторов 5 и 6 выигрыш в мощности в заявляемом способе по сравнению со способом-прототипом составляет 4,5 МВт.

Таким образом, в данном способе повышается экономичность выработки электроэнергии, стабильность работы турбины с малой нагрузкой выхлопа и снижается тепловое "загрязнение" окружающей среды.

Формула изобретения

Способ регулирования паровой турбины с отбором пара путем поддержания давления в трубопроводе отбора при сокращении требуемого расхода пара потребителю и поддержания давления в камере отбора с помощью регулятора, работающего по принципу "до себя", при увеличении расхода пара потребителю в режиме сохранения расчетной подачи свежего пара и при сокращении расхода свежего пара в режиме сохранения расчетного расхода пара потребителю, отличающийся тем, что, с целью сокращения недовыработки турбиной мощности путем снижения потерь на дросселирование пара, в режиме сохранения расчетного расхода пара потребителю при увеличении расхода пара поддерживают давление в трубопроводе отбора с помощью регулятора "после себя".

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2