ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2159393

СПОСОБ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

СПОСОБ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Имя изобретателя: Шарапов В.И.; Ротов П.В.; Орлов М.Е. 
Имя патентообладателя: Ульяновский государственный технический университет
Адрес для переписки: 432027, г.Ульяновск, ул. Северный Венец 32, УлГТУ, проректору по НИР
Дата начала действия патента: 1999.12.10 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Способ работы системы заключается в том, что сетевые подогреватели и водогрейные котлы включают параллельно. Температуру сетевой воды в подающей магистрали теплосети устанавливают, исходя из средней температуры насыщения пара верхнего отопительного отбора теплофикационной турбины. Расход сетевой воды в базовой части графика регулирования тепловой нагрузки регулируют изменением количества сетевых подогревателей, а в пиковой части графика при включенных сетевых подогревателях - включением водогрейных котлов. Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и качества работы системы теплоснабжения за счет более полной загрузки водогрейных котлов и снижения затрат на подготовку подпиточной воды для системы теплоснабжения.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях.

Известны аналоги - способы работы системы теплоснабжения, по которым поступающую от потребителей сетевую воду последовательно нагревают паром нижних и верхних отопительных отборов соответственно в верхних и нижних сетевых подогревателях параллельно включенных теплофикационных турбин, а затем в водогрейных котлах, тепловую нагрузку Q системы теплоснабжения изменяют в соответствии с температурой наружного воздуха по графику Q=f(tн) (см. кн. Соколова Е. Я. "Теплофикация и тепловые сети", М.: Энергоиздат, 1982, рис. 3.1б на с. 53 и описание к нему на с. 53-54, рис. 4.35 на с. 135 и описание к нему на с. 134-135).

Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатками аналогов и прототипа являются низкие экономичность и качество работы систем теплоснабжения из-за неполной загрузки и пониженной надежности водогрейных котлов. При нагреве воды во включенных последовательно сетевых подогревателях и водогрейном котле по стандартному графику тепловых сетей 150/70oC теплопередающие поверхности котла подвергаются интенсивному накипеобразованию и, как следствие, пережогу этих поверхностей. Для повышения надежности работы водогрейных котлов необходимо применение дорогостоящих методов подготовки подпиточной воды, что не всегда оправдано по экономическим, а также по экологическим причинам (из-за необходимости утилизации сточных вод). На некоторых тепловых электрических станциях для предотвращения накипеобразования ограничивают температуру воды после котлов до 100-120oC, что влияет на качество работы систем теплоснабжения, так как недоиспользуется тепловая мощность водогрейных котлов и становится невозможно осуществлять качественное регулирование нагрузки системы теплоснабжения Q повышением температуры сетевой воды на выходе из водогрейного котла.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение экономичности и надежности работы системы теплоснабжения за счет полной загрузки водогрейных котлов, снижения затрат на подготовку подпиточной воды для системы теплоснабжения, а также благодаря снижению повреждаемости водогрейных котлов.

Для достижения этого результата предложен способ работы системы теплоснабжения, по которому поступающую от потребителя сетевую воду последовательно нагревают паром нижних и верхних отопительных отборов соответственно в нижних и верхних сетевых подогревателях параллельно включенных теплофикационных турбин, а также в водогрейных котлах, тепловую нагрузку Q системы теплоснабжения изменяют в соответствии с температурой наружного воздуха tн по графику зависимости Q=f(tн).

Отличием заявляемого способа является то, что температуру сетевой воды в подающей магистрали 1 поддерживают постоянной, устанавливают ее исходя из средней температуры насыщения пара верхних отопительных отборов теплофикационных турбин tво с учетом средней величины недогрева воды в верхних сетевых подогревателях tвсп:1 = tво-tвсп, расход сетевой воды в базовой части графика регулирования тепловой нагрузки Q=f(tн) регулируют изменением количества включенных сетевых подогревателей, а в пиковой части графика при включенных сетевых подогревателях всех турбин расход сетевой воды регулируют изменением количества водогрейных котлов, включенных параллельно сетевым подогревателям.

Ограничение температуры сетевой воды величиной 1 = tво-tвсп в сочетании с количественным регулированием нагрузки теплоснабжения, проводимым по предложенному порядку, позволяет повысить экономичность систем теплоснабжения за счет работы водогрейных котлов при более полной загрузки (благодаря увеличению температур воды на входе и на выходе водогрейных котлов) и за счет снижения затрат на подготовку подпиточной воды. Понижение величины 1 приводит к снижению повреждаемости водогрейных котлов и повышению надежности систем теплоснабжения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение прототипа из перечня выявленных аналогов позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. В частности, заявленным изобретением не предусмотрено дополнение известного средства какой-либо частью, присоединяемой к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений. Так, к такому преобразованию не может быть отнесено включение в способ работы системы теплоснабжения нагрева сетевой воды во включенных параллельно сетевых подогревателях и водогрейных котлах, поскольку эта операция в заявленном способе осуществляется в другой совокупности существенных признаков и по другим правилам по сравнению с известными способами, что и позволяет обеспечить достижение искомого технического результата.

Далее рассмотрим сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением искомого технического результата.

Для работы по заявляемому способу система теплоснабжения подключена к тепловой электрической станции, принципиальная схема которой представлена на чертеже. Тепловая электрическая станция с подключенной к ней системой теплоснабжения содержит теплофикационные турбины 1, нижние 2 и верхние 3 отопительные отборы с подключенными к ним нижними 4 и верхними 5 сетевыми подогревателями, водогрейные котлы 6, включенные в сетевые трубопроводы параллельно нижним 4 и верхним 5 сетевым подогревателям, и сетевые насосы 7. В трубопровод подпиточной воды 8 последовательно включены установка химводоочистки 9, вакуумный деаэратор 10, бак-аккумулятор 11, подпиточный насос 12.

Рассмотрим пример реализации заявленного способа.

В начале отопительного сезона сетевую воду, поступающую от потребителей в количестве 4000 т/ч с температурой 50-60oC, подают в нижние 4 и верхние 5 сетевые подогреватели одной из теплофикационных турбин 1 типа T - 100-130, где нагревают паром нижних 2 и верхних 3 отопительных отборов теплофикационных турбин 1. Температуру сетевой воды 1 в подающей магистрали устанавливают исходя из средней температуры насыщения верхних отопительных отборов 3, теплофикационных турбин 1 с учетом средней величины недогрева воды в верхних сетевых подогревателях 5 tвсп = 5oC и поддерживают постоянной. Давление пара в верхних отопительных отборах 3 равно 0,15-0,20 МПа с температурой насыщения 115-120oC, следовательно, температура сетевой воды в подающей магистрали 1 = tво-tвсп = 115-120 - 5 = 110-115oC. Расход сетевой воды в базовой части графика Q=f(tн) регулируют изменением количества включенных нижних 4 и верхних 5 сетевых подогревателей. При понижении температуры наружного воздуха возрастает тепловая нагрузка системы теплоснабжения, для покрытия которой сетевую воду дополнительно нагревают в водогрейных котлах 6 типа ПТВМ-180 до температуры 110-115oC. В пиковой части графика расход сетевой воды регулируют путем дополнительного включения водогрейных котлов 6, включенных параллельно нижним 4 и верхним 5 сетевым подогревателям. Для восполнения потерь сетевой воды в теплосеть подпиточным насосом 12 подают подготовленную по упрощенной технологии подпиточную воду из установки химводоочистки 9 через вакуумный деаэратор 10 и бак-аккумулятор 11. В подающую магистраль теплосети воду подают сетевыми насосами 7.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности в области теплоэнергетики;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- способ работы системы теплоснабжения, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение искомого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ работы системы теплоснабжения, по которому поступающую от потребителя сетевую воду последовательно нагревают паром верхних и нижних отопительных отборов соответственно в нижних и верхних сетевых подогревателях параллельно включенных теплофикационных турбин, а также в водогрейных котлах, тепловую нагрузку Q системы теплоснабжения изменяют в соответствии с температурой наружного воздуха tн по графику зависимости Q = f(tн), отличающийся тем, что температуру сетевой воды в подающей магистрали 1 поддерживают постоянной, устанавливают ее, исходя из средней температуры насыщения пара верхних отопительных отборов теплофикационных турбин tво с учетом средней величины недогрева воды в верхних сетевых подогревателях tвсп:1= tво-tвсп, расход сетевой воды в базовой части графика регулирования тепловой нагрузки Q = f(tн) регулируют изменением количества включенных сетевых подогревателей, а в пиковой части графика, при включенных сетевых подогревателях всех турбин, расход сетевой воды регулируют изменением количества водогрейных котлов, включенных параллельно сетевым подогревателям.

Версия для печати
Дата публикации 29.01.2007гг


вверх