Роль системы регенерации в повышении тепловой экономичности паротурбинного цикла. Традиционные способы использования отборов пара турбин. Совершенствование технологий использования регенеративных отборов пара турбин паротурбинных и парогазовых ТЭЦ.
При низкой оригинальности работы "Повышение эффективности систем регенерации теплофикационных паровых турбин", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукРабота выполнена в научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки» Ульяновского государственного технического университета Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Шарапов Владимир Иванович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Елин Николай Николаевич кандидат технических наук, доцент Ильченко Александр Георгиевич Защита состоится «17» октября 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.064.01 при Ивановском государственном энергетическом университете им. Отзывы (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 153003, г.Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость параметров пара в 5-ом отборе от расхода свежего пара и давления в теплофикационном отборе для различных режимов работы турбин. Следует отметить, что предложенные технологии с использованием 5-го отбора разработаны применительно к турбоустановке с турбиной типа Т-100-130, однако часть этих решений в той или иной степени может быть применима и на других паротурбинных установках, например, с турбинами Т-50-130, Т-175-130. В соответствии с этим решением весь поток деаэрированной добавочной питательной воды после вакуумного деаэратора 4 направляется для дальнейшего подогрева в пароводяной подогреватель 5, греющей средой в котором служит пар 5-го отбора. По техническим условиям завода-изготовителя допускается дополнительный отбор пара в количестве до 50 т/ч из пятого отбора на ПНД-3 сверх отбора на этот подогреватель без снижения надежности работы проточной части турбины. Относительная величина удельной выработки электроэнергии для новых технологий с использованием пара 5-го отбора: 1 - пар 5-го отбора применяется для подогрева греющего агента вакуумного деаэратора подпиточной воды теплосети; 2 - пар 5-го отбора непосредственно направляется в качестве греющего агента в вакуумный деаэратор добавочной питательной воды; 3 - пар 5-го отбора используется для подогрева добавочной питательной воды после вакуумного деаэратора; 4 - пар 5-го отбора применяется для подогрева исходной воды перед атмосферным деаэратором; 5 - пар 5-го отбора применяется для подогрева обессоленной воды перед атмосферным деаэратором на УЛТЭЦ-1; 6 - пар 5-го отбора применяется для подогрева сетевой воды перед калориферной установкой парогенератораРазработан комплекс научно обоснованных технических и технологических решений, позволяющих повысить экономичность ВПУ ТЭЦ, а также схем подогрева технологических потоков теплоносителей, не относящихся к водоподготовке, за счет применения регенеративных отборов пара теплофикационных турбин. На Ульяновской ТЭЦ-1 проведено экспериментальное исследование промышленной применимости новых технологий с использованием пара 5-го регенеративного отбора турбины типа Т-100-130, в результате которого решены следующие задачи: 1) получены уравнения регрессии, описывающие зависимость параметров пара в 5-ом отборе от расхода свежего пара и давления в теплофикационном отборе для различных режимов работы турбин; 3) установлено, что возможность применения 5-го регенеративного отбора при работе турбины типа Т-100-130 в конденсационном режиме ограничивается минимально допустимой величиной расхода свежего пара, равной 150 т/ч; 4) установлено, что для наиболее часто встречающихся в эксплуатации теплофикационных режимов, независимо от того работает ли турбоагрегат по электрическому графику или по тепловому, расход свежего пара на турбину Т-100/120-130, обеспечивающий избыточное давление в пятом отборе, составляет в среднем 200 - 250 т/ч. Разработаны технологии, позволяющие повысить тепловую экономичность ПГУ-ТЭЦ «сбросного» типа за счет увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении паротурбинными установками при использовании для этой цели регенеративных отборов пара.
Вывод
1. Установлено, что применяемые на большинстве отечественных ТЭЦ типовые схемы использования отборов пара турбин для подогрева потоков теплоносителей ВПУ имеют существенные резервы для совершенствования за счет более эффективного использования систем регенерации турбоустановок.
2. Разработан комплекс научно обоснованных технических и технологических решений, позволяющих повысить экономичность ВПУ ТЭЦ, а также схем подогрева технологических потоков теплоносителей, не относящихся к водоподготовке, за счет применения регенеративных отборов пара теплофикационных турбин.
3. На Ульяновской ТЭЦ-1 проведено экспериментальное исследование промышленной применимости новых технологий с использованием пара 5-го регенеративного отбора турбины типа Т-100-130, в результате которого решены следующие задачи: 1) получены уравнения регрессии, описывающие зависимость параметров пара в 5-ом отборе от расхода свежего пара и давления в теплофикационном отборе для различных режимов работы турбин;
2) определены режимные характеристики работы турбоустановки с турбиной типа Т-100-130, обеспечивающие избыточное давление в 5-ом регенеративном отборе;
3) установлено, что возможность применения 5-го регенеративного отбора при работе турбины типа Т-100-130 в конденсационном режиме ограничивается минимально допустимой величиной расхода свежего пара, равной 150 т/ч;
4) установлено, что для наиболее часто встречающихся в эксплуатации теплофикационных режимов, независимо от того работает ли турбоагрегат по электрическому графику или по тепловому, расход свежего пара на турбину Т-100/120-130, обеспечивающий избыточное давление в пятом отборе, составляет в среднем 200 - 250 т/ч.
4. Проанализирована эффективность паротурбинной части парогазовых ТЭЦ. Установлено, что при внедрении парогазовых технологий, реализуемых со сбросом газов в котел или с параллельной схемой работы, недооценивается роль системы регенерации в повышении тепловой экономичности паротурбинного цикла. Значительные резервы тепловой экономичности ПГУ-ТЭЦ могут быть реализованы за счет более полного использования регенеративных отборов пара теплофикационных турбин.
5. Проведен технико-экономический анализ тепловых схем предлагаемых рядом авторов «энергоблоков повышенной эффективности». Определены причины пониженной экономичности «БПЭ» с установкой теплообменников, охлаждаемых основным конденсатом турбины, направляемым помимо части регенеративных подогревателей низкого давления, а также с крайне неэкономичным использованием «высокотемпературных теплофикационных экономайзеров», замещающих сетевые подогреватели теплофикационных турбин.
6. Разработаны технологии, позволяющие повысить тепловую экономичность ПГУ-ТЭЦ «сбросного» типа за счет увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении паротурбинными установками при использовании для этой цели регенеративных отборов пара.
7. Выполнена оценка энергетической эффективности новых технологий использования регенеративных отборов пара турбин паротурбинных и парогазовых ТЭЦ методом удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении. Установлено, что применение разработанных технологий вакуумной деаэрации добавочной питательной воды с использованием пара 5-го отбора турбины типа Т-100-130 позволяет ежегодно экономить более 7900 т у.т. в расчете на ВПУ производительностью 400 м3/ч.
8. В результате промышленного опробования разработанной технологии использования 5-го регенеративного отбора пара турбины типа Т-100-130 на Ульяновской ТЭЦ-1 доказана эффективность и возможность дальнейшего тиражирования новых решений на отечественных ТЭЦ.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах
Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК
1. Замалеев, М.М. Резервы повышения эффективности использования регенеративных отборов турбин ТЭЦ [Текст] / М.М. Замалеев, В.И. Шарапов Теплоэнергетика. - 2008. - № 4. - С. 64-67.
2. Замалеев, М.М. Пути повышения экономичности водоподготовительных установок ТЭЦ [Текст] / М.М. Замалеев, В.А. Долгалев, В.И. Шарапов // Электрические станции. - 2007. - № 7. - С. 32-36.
3. Замалеев, М.М. Об использовании пятого регенеративного отбора теплофикационных турбин в схемах подогрева подпиточной воды ТЭЦ Текст/ М.М. Замалеев, Д.В. Цюра, В.И. Шарапов // Проблемы энергетики. Известия вузов. - 2005. - № 5-6. - С. 35-40.
4. Замалеев, М.М. К оценке тепловой экономичности энергоблоков повышенной эффективности [Текст] / М.М. Замалеев, В.И. Шарапов // Энергосбережение и водоподготовка. - 2006. - № 6. - С. 43-46.
6. Замалеев, М.М. Об использовании теплофикационных турбин в составе ПГУ и БПЭ [Текст] / М.М. Замалеев // Сб. науч. трудов науч.-исслед. лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки» УЛГТУ «Теплоэнергетика и теплоснабжение». Выпуск 2. - Ульяновск: ГОУ ВПО «Ульян. гос. техн. ун-т», 2007. - С. 129-136.
7. Замалеев, М.М. Энергосберегающие технологии для ТЭЦ [Текст] / М.М. Замалеев // Матер. Всероссийской науч.-техн. конф. «Наука-производство-технология -экология». Том 9. - Киров: ГОУ ВПО Вятский гос. ун-т, 2007. - С. 31-35.
8. Замалеев, М.М. О возможностях повышения эффективности топливоиспользования на ТЭЦ [Текст] / М.М. Замалеев, Е.В. Макарова, В.И. Шарапов // Матер. 5-й Российской науч.-техн. конф. «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности». Том 2. - Ульяновск: ГОУ ВПО Ульян. гос. техн. ун-т, 2006. - С. 162-171.
9. Замалеев, М.М. Повышение эффективности использования регенеративных отборов теплофикационных турбин [Текст] / М.М. Замалеев, Е.В. Макарова, В.И. Шарапов // Матер. Докладов. V Школа - семинар молодых ученых и специалистов академика РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении». Исслед. центр проблем энергетики. - Казань: КАЗНЦ РАН, 2006. - С. 353-356.
10. Замалеев, М.М. Подогрев подпиточной воды теплосети паром регенеративных отборов турбин [Текст] / М.М. Замалеев, В.И. Шарапов // Сб. работ аспирантов и студентов «Новые технологии в теплоснабжении и строительстве». Выпуск 2. - Ульяновск: ГОУ ВПО «Ульян. гос. техн. ун-т», 2004. - С. 218-224.
11. Замалеев, М.М. Резервы повышения тепловой экономичности теплофикационных ПГУ [Текст] / М.М. Замалеев, В.И. Шарапов // Тез. докл. Тринадцатой Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». В 3-х т. Том 3. - М.: МЭИ, 2007. - С. 154-155.
12. Замалеев, М.М. Способы повышения эффективности парогазовых установок [Текст] / М.М. Замалеев, Е.В. Макарова, В.И. Шарапов // Матер. 5-й Российской науч.-техн. конф. «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности». Том 2. - Ульяновск: ГОУ ВПО Ульян. гос. техн. ун-т, 2006. - С. 206-216.
