Система авторегулирования установки для подогрева сетевой воды теплом уходящих дымовых газов котла

 

Изобретение относится к системам авторегулирования теплоэнергетических установок, производящих утилизацию бросового тепла уходящих дымовых газов котлов, сжигающих природный газ, и может быть использовано на тепловых электрических станциях, автономных котельных. Система авторегулирования включает регулятор температуры прямой сетевой воды, регулятор температуры сетевой воды на входе в подогреватель, регулятор температуры сетевой воды на выходе из подогревателя. Для предотвращения появления трещин в районе сварочных швов на трубных досках подогревателя сетевой воды при изменениях режима работы котла регулирующий орган регулятора температуры сетевой воды на выходе из подогревателя выполнен в виде клапана, расположенного на трубопроводе обратной сетевой воды после отвода трубопровода, шунтирующего подогреватель, и перед врезкой трубопровода рециркуляции части горячей сетевой воды с выхода подогревателя на его вход. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к системам авторегулирования теплоэнергетических установок, производящих утилизацию бросового тепла уходящих дымовых газов котлов, сжигающих природный газ, и может быть использовано на тепловых электрических станциях, автономных котельных.

Известна (УДК 621.311.22.002.51.555.7-75(075.8) Плетнев Г.П. "Автоматическое регулирование и защита теплоэнергетических установок электрических станций". М.: "Энергия", 1970 г., стр. 336-338) система авторегулирования подогревателя сетевой воды, состоящая из регулятора температуры прямой сетевой воды, регулятора уровня конденсата в подогревателе сетевой воды и регулятора давления обратной сетевой воды. Источником тепла для данного типа подогревателя сетевой воды является греющий пар из регулируемых теплофикационных отборов паровых турбин или резервирующих их редукционно-охладительных установок.

Недостатком этой системы является невозможность ее применения в современных теплоэнергетических установках, где в качестве источника тепла используются уходящие дымовые газы котла.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению из известных является система авторегулирования температуры сетевой воды прямоточного водогрейного котла (УДК 621.182.26 Клюев А.С., Товарнов О.Г. "Наладка систем автоматического регулирования котлоагрегатов". М.: "Энергия", 1970 г., стр. 201-202). Система состоит из следующих регуляторов. Регулятора температуры сетевой воды на входе в котел, получающий импульс от датчика температуры воды на входе в котел и воздействующий на регулирующий клапан рециркуляции части нагретой воды с выхода котла на его вход. Рециркуляция части котловой воды с выхода на вход позволяет поддерживать температуру питательной воды не ниже допустимого предела, определяемого "точкой росы". Регулятор температуры прямой сетевой воды получает импульс от датчика температуры сетевой воды, подающейся в теплосеть, и воздействует на регулирующий клапан на перемычке, подмешивающей холодную обратную сетевую воду к нагретой воде. Регулятор теплопроизводительности котла получает импульс от датчика температуры на выходе из котла и воздействует через релейную схему на исполнительные механизмы горелок и на индивидуальные дутьевые вентиляторы.

Недостатками этой системы авторегулирования являются, во-первых, невозможность применения в современных теплоэнергетических установках (подогревателях сетевой воды), где в качестве источника тепла используются уходящие дымовые газы котла. Во-вторых, эта система не обеспечивает стабилизации температуры воды на выходе из котла, т.к. режим работы котлов ведется по своему графику температур, который отличается от графика теплосети. Если температура воды на выходе теплоэнергетической установки (подогревателя сетевой воды) часто меняется вслед за изменением режима работы котла, то металл подогревателя, особенно на его выходе, испытывает знакопеременные напряжения сжатия или растяжения. Это неизбежно приведет к появлению трещин в районе сварочных швов на трубных досках подогревателя. Подогреватель придется часто ремонтировать.

Задачей предлагаемого изобретения является предотвращение появления трещин в районе сварочных швов на трубных досках подогревателя сетевой воды при изменениях режима работы котла и повышение надежности его работы, увеличение межремонтного периода.

Поставленная задача в системе авторегулирования установки для подогрева сетевой воды теплом уходящих сетевых газов котла, включающей регулятор температуры прямой сетевой воды, регулятор температуры сетевой воды на входе в подогреватель, регулятор температуры сетевой воды на выходе из подогревателя достигается тем, что регулирующий орган регулятора температуры сетевой воды на выходе из подогревателя выполнен в виде клапана, расположенного на трубопроводе обратной сетевой воды после отвода трубопровода, шунтирующего подогреватель, и перед врезкой трубопровода рециркуляции части горячей сетевой воды с выхода подогревателя. Этот регулятор стабилизирует температуру сетевой воды на выходе из подогревателя при изменениях нагрузки котла. Стабильность температуры сетевой воды на входе в подогреватель обеспечивает соответствующий регулятор. Если стабильна температура сетевой воды на входе в подогреватель и на выходе из него, то обеспечивается термостабильность труб подогревателя, что предотвращает появление трещин в районе сварочных швов на трубных досках подогревателя. Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемый технический результат.

Предлагаемая система авторегулирования установки для подогрева сетевой воды теплом уходящих дымовых газов котла схематично изображена на чертеже. На трубопроводе обратной сетевой воды установлен сетевой насос 1, прокачивающий обратную воду из теплосети через подогреватель сетевой воды 2, нагрев которого осуществляется уходящими дымовыми газами котла. Рециркуляцию части нагретой сетевой воды с выхода подогревателя на его вход выполняет насос рециркуляции 3. Регулятор 4 температуры сетевой воды на входе в подогреватель получает импульс от датчика 5 по температуре воды на входе в подогреватель и воздействует на регулирующий клапан 6 на трубопроводе рециркуляции 7 части нагретой сетевой воды с выхода подогревателя на его вход. Регулятор 8 температуры прямой сетевой воды получает импульс от датчика 9 по температуре воды, поступающей в теплосеть, и воздействует на регулирующий клапан 10 на трубопроводе 11, шунтирующем подогреватель сетевой воды. Регулятор 12 температуры сетевой воды на выходе из подогревателя получает импульс от датчика 13 по температуре нагретой воды на выходе из подогревателя и воздействует на регулирующий клапан 14, расположенный на трубопроводе обратной сетевой воды после отвода 15 трубопровода, шунтирующего подогреватель, и перед врезкой 16 трубопровода рециркуляции части нагретой сетевой воды с выхода подогревателя на его вход. На регулятор температуры сетевой воды на выходе из подогревателя поступает сигнал от гибкой отрицательной обратной связи по положению его регулирующего органа от датчика положения 17 через дифференциатор 18.

Система авторегулирования работает следующим образом. Регулятор 4 температуры сетевой воды на входе в подогреватель 2 поддерживает эту температуру на уровне 65°С (предел, который с некоторым запасом исключает росообразование на металле подогревателя). Этот регулятор управляет регулирующим клапаном 6 на трубопроводе 7 рециркуляции части нагретой сетевой воды с выхода подогревателя 2 на его вход, подмешивая горячую воду к холодной обратной сетевой воде. Регулятор 12 температуры сетевой воды на выходе из подогревателя 2 поддерживает эту температуру на уровне 100°С. Этот регулятор управляет регулирующим клапаном 14, расположенным на трубопроводе обратной сетевой воды после отвода 15 трубопровода 11, шунтирующего подогреватель, и перед врезкой 16 трубопровода 7 рециркуляции части горячей сетевой воды с выхода подогревателя. Регулятор изменяет количество обратной сетевой воды, поступающей в подогреватель, в зависимости от количества и температуры уходящих дымовых газов котла. Поскольку объект регулирования этого регулятора обладает свойствами инерционного звена с большой постоянной времени, то в схему регулятора 12 температуры сетевой воды на выходе из подогревателя введена гибкая отрицательная обратная связь по положению регулирующего органа 14 от датчика положения 17 через дифференциатор 18. Регулятор 4 температуры сетевой воды на входе в подогреватель и регулятор 12 температуры сетевой воды на выходе из подогревателя обеспечивают стабильность температур сетевой воды на входе в подогреватель и на выходе из него, и, как следствие, термостабильность всего подогревателя при изменениях режима работы котла. Это предотвращает появление трещин в районе сварочных швов на трубных досках подогревателя. Регулятор 8 температуры прямой сетевой воды обеспечивает требуемую в текущий момент температуру воды, подаваемой в теплосеть. Этот регулятор осуществляет дозированное подмешивание холодной обратной сетевой воды к горячей воде из подогревателя, управляя регулирующим клапаном 10, расположенным на трубопроводе 11, шунтирующим подогреватель 2.

Формула изобретения

Система авторегулирования установки для подогрева сетевой воды теплом уходящих дымовых газов котла, включающая регулятор температуры прямой сетевой воды, регулятор температуры сетевой воды на входе в подогреватель, регулятор температуры сетевой воды на выходе из подогревателя, отличающаяся тем, что регулирующий орган регулятора температуры сетевой воды на выходе из подогревателя выполнен в виде клапана, расположенного на трубопроводе обратной сетевой воды после отвода трубопровода, шунтирующего подогреватель, и перед врезкой трубопровода рециркуляции части горячей сетевой воды с выхода подогревателя на его вход.

РИСУНКИ

Рисунок 1