CN106091079A - 一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，该系统由电锅炉、蓄热器、燃气锅炉、管道瞬时电加热器以及相应供热管道和附属设备组成；本发明供热方式如下：晚上，燃气锅炉和管道瞬时电加热器耦合供热，电锅炉加热蓄热器和备用燃气锅炉中的工质，将电能储蓄在蓄热器和备用燃气锅炉中；白天，电锅炉和管道瞬时电加热器停止工作，储蓄在蓄热器和备用燃气锅炉中的工质能量释放与燃气锅炉耦合供热；当极寒冷天气出现时，白天也可以启动电锅炉和管道瞬时电加热器，以解决燃气供应之不足。本发明充分利用了电力谷段电价优势，减少供热过程中天然气消耗量，降低供热成本，缓解天然气供应压力，提高城市供热的稳定性、灵活性和可靠性。

Description

一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统
技术领域
本发明涉及一种联合供热系统，具体涉及一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统。
背景技术
我国城市环境问题主要是燃煤引起的，如北京市2000年年用煤量达2800万吨，约占总用能量的75％，空气呈现为典型的煤烟型污染特征，大气中SO2的90％来自于燃煤，采暖期用煤增加，SO2浓度从非采暖期的30～40μg/m3猛增至标准的3.5倍，总悬浮颗粒物2/3来源于烟尘。随着我国对环境保护的重视，城市燃料结构以煤为主并采取以热电厂和区域锅炉房供热的集中供热方式受到了挑战；热电厂高空排放有利于改善供热地区的排放浓度，但其总排放量包括发电用煤将超过采暖用煤的排放总量。世界许多大城市的经验表明，改善大气污染状况的根本途径是改变燃料结构。因此，必须以清洁能源供替煤炭，以减少污染物的排放量，达到国家要求的环境标准。
随着我国大型城市供热燃料结构的不断调整，天然气供热得到了迅速发展。以北京市为例，大部分集中供热锅炉房已由燃煤改为燃气。但是天然气单一热源供热的发展存在两个主要的制约因素：天然气产量与需求量的矛盾；而且天然气价格高，造成供热成本居高不下。其次，在2015年冬季极寒冷天气下，供热温度对天然气资源保障体系、应急保障体系以及输配调峰能力等方面都提出了更高要求，天然气单一热源供热难以保障极寒冷天气供热的稳定性，致使北京市2015年出现了天然气供热紧张局面，因此，北京及相关城市开始思考，如何建立一种联合供热的体制解决城市供热目前面临的难题。
因此在分析能源结构差异、价格差异、地缘差异以及分时差异的基础上，设计和开发多热源耦合供热系统是未来合理的供热方式是解决这一难题的关键。多热源耦合供热能够应对极端寒冷天气供热调峰、实现城市供热能源结构调整、实现清洁能源的互补和耦合、解决优势资源分配的差异化。
发明内容
为了解决现有天然气供热系统的不足，本发明的目的在于提供一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，能够保障供热的稳定性、可靠性和灵活性，并降低供热成本。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，包括通过变压器10与配电网11连接的电锅炉1，配电网11通过变压器10向电锅炉1供电，电锅炉1和蓄热器2通过管道连接，为蓄热器2提供热量；天然气管网12为燃气锅炉3、备用燃气锅炉16提供燃气；电锅炉1、蓄热器2和燃气锅炉3的回水管道通过多向阀15连接，上游与热网主回水管道4连接，热网主回水管道4上设置有第二泵9；电锅炉1供水管道和燃气锅炉3的供水管道通过多向阀14连接，下游是热网主供水管道5，热网主供水管道5上设置有第一泵8；蓄热器2出口蒸汽通过混水阀6与热网供水混合；在燃气锅炉3回水管道或供水管道上布置有管道瞬时电加热器7；备用燃气锅炉16与燃气锅炉3并联连接，当燃气锅炉3出现故障不能运行时，备用燃气锅炉16替代燃气锅炉3工作。
作为优选的供热方式如下:用电谷段，燃气锅炉3和管道瞬时电加热器7作为耦合热源对用户13进行供热，电锅炉1对蓄热器2进行加热，储蓄热量；用电峰段，燃气锅炉3和蓄热器2作为耦合热源对用户13进行供热，电锅炉1与管道瞬时电加热器7不工作。
用电谷段电锅炉1可与燃气锅炉3和管道瞬时电加热器7耦合对用户13进行供热，同时对蓄热器2进行加热。
所述管道瞬时电加热器7为直接接触供应热水或回水的电加热器。
所述耦合供热系统，电锅炉1采用直热式电锅炉或蓄热式电锅炉。
所述耦合供热系统，蓄热器2采用变压蒸汽或热水蓄热器。
所述耦合供热系统，将供热基站常规配置的备用燃气锅炉16作为蓄热器在用电谷段进行蓄热，在用电峰端进行供热，增加了供热基站的蓄热能力。
所述耦合供热系统中蓄热器2出口与热网主供水管道5连接处的混水阀6采用一种喷射式低压乏汽利用装置，能够将蓄热器2出口蒸汽与热网主供水管道5中的热水充分混合，提高热水温度。
和现有技术相比较，本发明创新点、优点和积极效果是：
1、本发明的天然气、电耦合供热系统充分考虑了电采暖谷电价优势，电力谷段时供热系统中的电加热器作为供热辅助热源，可减少燃气锅炉天然气消耗量，降低供热成本，缓解天然气能源供应压力。
2、本发明的天然气、电耦合供热系统中布置有蓄热器，电力谷段时，电锅炉对蓄热器进行加热，将谷段电能储蓄在蓄热器中，在电力峰段和平段时，释放蓄热器中的能量，与燃气锅炉耦合供热，可充分利用谷段电能。
3、本发明的天然气、电耦合供热系统各供热热源是相互独立的，可独立调节，又相互耦合，提高了供热系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，系统由电锅炉1、蓄热器2、燃气锅炉3、备用燃气锅炉16、管道瞬时电加热器7以及相应供热管道和附属设备组成；系统组成形式如下：由配电网11通过变压器10向电锅炉1供电，电锅炉1和蓄热器2通过管道连接，为蓄热器2提供热量；天然气管网12为燃气锅炉3提供燃气；电锅炉1、蓄热器2和燃气锅炉3的回水管道通过多向阀15连接，上游与热网主回水管道4连接，热网主回水管4上设置有第二泵9；电锅炉1供水管道和燃气锅炉3的供水管道通过多向阀14连接，下游是热网主供水管道5，热网主供水管道5上设置有第一泵8；蓄热器2出口蒸汽通过混水阀6与热网供水混合；在燃气锅炉3回水管道或供水管道上布置有管道瞬时电加热器7；备用燃气锅炉16与燃气锅炉3并联连接，当燃气锅炉3出现故障不能运行时，备用燃气锅炉16替代燃气锅炉3工作。
所述耦合供热系统，作为优选的供热方式如下：用电谷段燃气锅炉3和管道瞬时电加热器7作为耦合热源对用户13进行供热，电锅炉1对蓄热器2进行加热，储蓄热量；用电峰段燃气锅炉3和蓄热器2作为耦合热源对用户13进行供热，电锅炉1与管道瞬时电加热器7不工作。
所述耦合供热系统，用电谷段电锅炉1可与燃气锅炉3和管道瞬时电加热器7耦合对用户13进行供热，同时对蓄热器2进行加热。
所述耦合供热系统，电锅炉1采用直热式电锅炉或蓄热式电锅炉。
所述耦合供热系统，蓄热器2采用变压蒸汽或热水蓄热器。
所述管道瞬时电加热器7为直接接触供应热水或回水的电加热器。
所述耦合供热系统，将供热基站常规配置的备用燃气锅炉16作为蓄热器在用电谷段进行蓄热，在用电峰端进行供热，增加了供热基站的蓄热能力。
所述耦合供热系统中蓄热器2出口与热网主供水管道5连接处的混水阀6采用一种喷射式低压乏汽利用装置，能够将蓄热器2出口蒸汽与热网主供水管道5中的热水充分混合，提高热水温度。
本发明的工作原理：在电力谷段时，布置在燃气锅炉3出水管道或进水管道的管道瞬时电加热器7开始工作，作为燃气锅炉3供热的补充热源，减少燃气锅炉3耗气量，电锅炉1开始工作加热蓄热器2，将电能储蓄在蓄热器2中，同时电锅炉1也可作为补充热源与燃气锅炉3和管道瞬时电加热器7进行耦合供热，并且备用燃气锅炉16作为蓄热器开始蓄热；在电力峰段和平段时，管道瞬时电加热器7和电锅炉1停止工作，蓄热器2作为补充热源与燃气锅炉3耦合供热。充分利用电采暖谷电价优势，减少天然气使用量，降低供热成本，缓解天然气供应压力，提高供热系统的稳定性和保障性。

Claims (8)

1.一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：包括通过变压器(10)与配电网(11)连接的电锅炉(1)，配电网(11)通过变压器(10)向电锅炉(1)供电，电锅炉(1)和蓄热器(2)通过管道连接，为蓄热器(2)提供热量；天然气管网(12)为燃气锅炉(3)提供燃气；电锅炉(1)、蓄热器(2)和燃气锅炉(3)的回水管道通过多向阀(15)连接，上游与热网主回水管道(4)连接，热网主回水管道(4)上设置有第二泵(9)；电锅炉(1)供水管道和燃气锅炉(3)的供水管道通过多向阀(14)连接，下游是热网主供水管道(5)，热网主供水管道(5)上设置有第一泵(8)；蓄热器(2)出口蒸汽通过混水阀(6)与热网供水混合；在燃气锅炉(3)回水管道或供水管道上布置有管道瞬时电加热器(7)；备用燃气锅炉(16)与燃气锅炉(3)并联连接，当燃气锅炉(3)出现故障不能运行时，备用燃气锅炉(16)替代燃气锅炉(3)工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：燃气锅炉(3)和管道瞬时电加热器(7)作为耦合热源对用户(13)进行供热，电锅炉(1)对蓄热器(2)进行加热，储蓄热量；用电峰段，燃气锅炉(3)和蓄热器(2)作为耦合热源对用户(13)进行供热，电锅炉(1)与管道瞬时电加热器(7)不工作。
3.根据权利要求1所述的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：用电谷段，电锅炉(1)与燃气锅炉(3)和管道瞬时电加热器(7)耦合对用户(13)进行供热，同时对蓄热器(2)进行加热。
4.根据权利要求1所述的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：所述管道瞬时电加热器(7)直接接触供应热水或回水。
5.根据权利要求1所述的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：所述电锅炉(1)为直热式电加热锅炉或蓄热式电加热锅炉。
6.根据权利要求1所述的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：所述蓄热器(2)为变压蒸汽或热水蓄热器。
7.根据权利要求1所述的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：将供热基站常规配置的备用燃气锅炉作为蓄热器在用电谷段进行蓄热，在用电峰端进行供热，增加了供热基站的蓄热能力。
8.根据权利要求1所述的一种基于供热基站的天然气、电耦合供热系统，其特征在于：所述蓄热器(2)出口与热网主供水管道(5)连接处的混水阀(6)为喷射式低压乏汽利用装置，能够将蓄热器(2)出口蒸汽与热网主供水管道(5)中的热水充分混合，提高热水温度。
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