CN106287902B - 电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法 - Google Patents
电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106287902B CN106287902B CN201610609125.3A CN201610609125A CN106287902B CN 106287902 B CN106287902 B CN 106287902B CN 201610609125 A CN201610609125 A CN 201610609125A CN 106287902 B CN106287902 B CN 106287902B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- valve
- steam
- steam exhaust
- condenser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
- F01K17/005—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant by means of a heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
- F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
- F01K17/025—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic in combination with at least one gas turbine, e.g. a combustion gas turbine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/12—Heat pump
- F24D2200/123—Compression type heat pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明属于热电技术领域,涉及一种电动热泵和蓄热装置联用的热电机组及其调峰方法。机组的基本构成元素为汽轮机、电动热泵和蓄热装置,能用于电网调峰。通过电动热泵和蓄热装置联用,根据热电厂的发电调度要求进行蓄热模式和放热模式切换,实现保证供热同时改变热电厂的上网发电量的目的;通过凝汽器和电动热泵的蒸发器回收乏汽热量,降低热电厂的供热成本。本发明提升了热电厂的发电调峰范围,进而增加电网的电力调节范围,为风电等可再生能源提供更多的上网发电时间,最终解决“弃风”等问题;对于供热能力受限的热电厂,通过使用本发明回收乏汽热量,能提升对外的供热能力。本发明适用于参与电网调峰的热电联产机组。
Description
技术领域
本发明属于热电技术领域,特别涉及一种电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法。
背景技术
我国风电等可再生能源在能源结构中比例逐步上升且主要分布在北方地区,而在我国北方地区发电机组以热电联产为主同时采用“以热定电”运行,两种发电负荷在时间尺度和空间尺度的重合导致“弃风”等问题日益严重。如何提升热电联产机组发电调节范围实现“热电解耦”以便电网消纳更多的风电等可再生能源,同时提升热电联产系统能源利用效率成为具有重要现实意义的研究课题。目前的热电厂余热回收技术中有高背压供热、吸收式热泵和蒸汽驱动压缩式热泵技术,虽然回收了汽轮机乏汽,提高了能源利用效率,但是供热和发电互相制约的现状没有改变,尤其采用这些余热利用方式后,发电量同时受主蒸汽量、抽汽参数和流量以及乏汽参数和流量制约,发电和供热之间的限制更加突出,因此需要一种能够回收乏汽热量并且具有蓄热功能的热电机组参与电网调峰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法,用以解决背景技术中提到的需要一种能够回收乏汽热量并且具有蓄热功能的热电机组参与电网调峰的问题。
为实现上述目标,本发明提出的技术方案是,电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组包括汽轮机低压缸1、尖峰加热器2、发电机3、空冷岛13、电动热泵25和蓄热装置26,其中,电动热泵25由热泵驱动电机4、压缩机5、蒸发器6、冷凝器7和节流阀8组成,蓄热装置26由蓄热罐10、蓄热循环泵11、阀门Ⅰ17和阀门Ⅲ19组成,汽轮机低压缸1的轴和发电机3的轴连接:
发电系统侧的蒸汽管路为:汽轮机低压缸进汽阀门14进口和尖峰加热器进汽阀门21进口与汽轮机中压缸排汽管22连接,汽轮机低压缸进汽阀门14出口与汽轮机低压缸1进汽口连接,尖峰加热器进汽阀门21出口与尖峰加热器2蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅰ15进口、乏汽阀门Ⅱ16进口和乏汽阀门Ⅲ20进口与汽轮机低压缸1排汽口连接,乏汽阀门Ⅰ15出口与蒸发器6蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅱ16出口与凝汽器9蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅲ20出口与空冷岛13蒸汽进口连接;
发电系统侧的冷凝水管路为:尖峰加热器2冷凝水出口、蒸发器6冷凝水出口和凝汽器9冷凝水出口都与机组的回热系统连接;
所述电动热泵25中,热泵驱动电机4的轴与压缩机5的轴连接,热泵制冷剂管路为:压缩机5出口与冷凝器7制冷剂进口连接,冷凝器7制冷剂出口与节流阀8进口连接,节流阀8出口与蒸发器6制冷剂进口连接,蒸发器6制冷剂出口与压缩机5进口连接;
所述蓄热装置26中,蓄热装置管路为:蓄热罐10热水口与阀门Ⅰ17一个接口连接,阀门Ⅰ17另一个接口与蓄热装置热水口2601连接,蓄热罐10冷水口与阀门Ⅲ19一个接口连接,阀门Ⅲ19另一个接口与蓄热循环泵11进水口连接,蓄热循环泵11出水口与蓄热装置冷水口2602连接;
供热系统侧的一次热网热水管路为:一次热网回水管24与一次热网循环泵12进水口连接,一次热网循环泵12出水口与凝汽器9水侧进口连接,凝汽器9水侧出口与阀门Ⅱ18进口连接,阀门Ⅱ18出口与冷凝器7水侧进口连接,冷凝器7水侧出口与尖峰加热器2水侧进口连接,尖峰加热器2水侧出口与一次热网供水管23连接;
蓄热装置26连接在一次热网热水管路中的第一种方式为,蓄热装置热水口2601与冷凝器7水侧出口连接,蓄热装置冷水口2602与凝汽器9水侧出口连接;
蓄热装置26连接在一次热网热水管路中的第二种方式为,蓄热装置热水口2601与冷凝器7水侧出口连接,蓄热装置冷水口2602与凝汽器9水侧进口连接;
所述蓄热罐10的罐体为由密封承压罐,罐体上部的连接口为蓄热罐10热水口、罐体下部的连接口为蓄热罐10冷水口,罐体内部填充相变材料或者不填充相变材料;蓄热罐工作原理为:如果填充相变材料,热水从蓄热罐10热水口进入蓄热罐10,热水温度高于相变温度时,相变材料变成热态,其中填充的相变材料被加热产生相变,吸收热水的热量,热水温度降低变成冷水从蓄热罐10冷水口流出,完成蓄热过程;当冷水从蓄热罐10冷水口进入蓄热罐10,冷水温度低于相变温度时,相变材料变成冷态,相变材料产生相变释放热量,冷水被加热成热水后从蓄热罐10热水口流出,完成放热过程。相变材料为石蜡型或熔融盐型的蓄热材料,或者为水和盐类组合类型的蓄热材料。如果不填充蓄热的相变材料,则利用热水和冷水的密度差实现自然分层,热水从蓄热罐10上部的蓄热罐10热水口进出,冷水从蓄热罐10下部的蓄热罐10冷水口进出。
电动热泵和蓄热装置联用的热电机组的基本构成元素为汽轮机、电动热泵和蓄热装置,能用于电网调峰。运行模式根据热电厂的发电调度要求进行蓄热模式和放热模式切换,显著增加热电厂的发电能力调节范围同时保证供热正常运行,改变了常规热电厂“以热定电”运行导致的发电受供热显著制约的问题,能够实现“以电定热”运行,同时满足变化的热负荷和电负荷的要求。
在蓄热模式下开启电动热泵回收汽轮机乏汽余热,回收的热量用于加热一次网回水和蓄热装置的蓄热相变材料,提升了系统的热效率,降低了供热能耗,同时保证了供热同时电动热泵消耗厂内发电量,热电厂的上网发电量显著降低,在保证供热的同时显著减少热电厂上网发电量;
在放热模式下关闭电动热泵,依靠蓄热装置的热量维持热电厂的供热量,热电厂汽轮机少抽汽或者不抽汽,尽量增加热电厂的发电量,保证供热的同时热电厂的上网发电量显著增加。
蓄热装置26按第一种方式连接在一次热网热水管路中的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组的调峰方法:
A.蓄热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4启动,电动热泵25工作;
2)乏汽阀门Ⅰ15和乏汽阀门Ⅱ16开启,当蒸发器6和凝汽器9能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20关闭,当蒸发器6和凝汽器9不能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20开启,通过空冷岛13将多余的乏汽热量释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12和蓄热循环泵11开启,一次热网循环泵12和蓄热循环泵11都运行,阀门Ⅰ17、阀门Ⅱ18和阀门Ⅲ19开启;一次热网回水管24的冷水首先进入凝汽器9升温,然后与从蓄热装置冷水口2602出来的冷水混合,混合后进入热泵的冷凝器7加热,之后该热水分成两股,一股从蓄热装置热水口2601进入蓄热装置26,在蓄热罐10中把热量储存在相变材料,完成蓄热过程,另一股继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21开度将热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23;
B.放热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4关闭,电动热泵25不工作;
2)乏汽阀门Ⅰ15关闭,乏汽阀门Ⅱ16开启;当凝汽器9能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20关闭,当凝汽器9不能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20开启,通过空冷岛13将多余的乏汽热量释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12开启,蓄热循环泵11关闭,阀门Ⅱ18关闭,阀门Ⅰ17和阀门Ⅲ19开启;一次热网循环泵12继续运行,蓄热循环泵11停止运行;一次热网回水管24的冷水首先进入凝汽器9升温,然后通过蓄热装置冷水口2602进入蓄热装置26,在蓄热罐10中吸收相变材料储存的热量,升温成热水通过蓄热装置热水口2601流出,完成放热过程;该热水继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21的开度将该热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23。
蓄热装置26按第二种方式连接在一次热网热水管路中的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组的调峰方法:
A.蓄热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4启动,电动热泵25工作;
2)乏汽阀门Ⅰ15和乏汽阀门Ⅱ16开启,当蒸发器6和凝汽器9能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20关闭,当蒸发器6和凝汽器9不能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20开启,通过空冷岛13将多余的乏汽热量释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12和蓄热循环泵11开启,一次热网循环泵12和蓄热循环泵11都运行,阀门Ⅰ17、阀门Ⅱ18和阀门Ⅲ19开启;一次热网回水管24的冷水首先与从蓄热装置冷水口2602出来的冷水混合,混合后进入凝汽器9升温,然后进入热泵的冷凝器7加热,之后该热水分成两股,一股从蓄热装置热水口2601进入蓄热装置26,在蓄热罐10中把热量储存在相变材料,完成蓄热过程,另一股继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21开度将热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23;
B.放热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4关闭,电动热泵25不工作;
2)乏汽阀门Ⅰ15和乏汽阀门Ⅱ16关闭,乏汽阀门Ⅲ20开启,汽轮机低压缸1的乏汽热量通过空冷岛13释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12开启,蓄热循环泵11关闭,阀门Ⅱ18关闭,阀门Ⅰ17和阀门Ⅲ19开启;一次热网循环泵12继续运行,蓄热循环泵11停止运行;一次热网回水管24的冷水通过蓄热装置冷水口2602进入蓄热装置26,在蓄热罐10中吸收相变材料储存的热量,升温成热水通过蓄热装置热水口2601流出,完成放热过程;该热水继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21的开度将该热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23。
本发明的有益效果为,本发明通过电动热泵和蓄热装置联用,进行蓄热模式和放热模式切换,实现了保证供热同时改变了热电厂的上网发电量的目的,通过凝汽器和电动热泵的蒸发器回收乏汽热量,降低了热电厂的供热成本。
附图说明
图1为蓄热装置按第一种方式连接在一次热网热水管路中的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组示意图;
图2为蓄热装置按第二种方式连接在一次热网热水管路中的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组示意图;
图中,1--汽轮机低压缸,2--尖峰加热器,3--发电机,4--热泵驱动电机,5--压缩机,6--蒸发器,7--冷凝器,8--节流阀,9--凝汽器,10--蓄热罐,11--蓄热循环泵,12--一次热网循环泵,13--空冷岛,14--汽轮机低压缸进汽阀门,15--乏汽阀门Ⅰ,16--乏汽阀门Ⅱ,17--阀门Ⅰ,18--阀门Ⅱ,19--阀门Ⅲ,20--乏汽阀门Ⅲ,21--尖峰加热器进汽阀门,22--汽轮机中压缸排汽管,23--一次热网供水管,24--一次热网回水管,25—电驱动热泵,26--蓄热装置,2601--蓄热装置热水口,2602--蓄热装置冷水口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1,如图1所示的蓄热装置按第一种方式连接在一次热网热水管路中的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组。
电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组包括汽轮机低压缸1、尖峰加热器2、发电机3、空冷岛13、电动热泵25和蓄热装置26,其中,电动热泵25由热泵驱动电机4、压缩机5、蒸发器6、冷凝器7和节流阀8组成,蓄热装置26由蓄热罐10、蓄热循环泵11、阀门Ⅰ17和阀门Ⅲ19组成,汽轮机低压缸1的轴和发电机3的轴连接。
发电系统侧的蒸汽管路为:汽轮机低压缸进汽阀门14进口和尖峰加热器进汽阀门21进口与汽轮机中压缸排汽管22连接,汽轮机低压缸进汽阀门14出口与汽轮机低压缸1进汽口连接,尖峰加热器进汽阀门21出口与尖峰加热器2蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅰ15进口、乏汽阀门Ⅱ16进口和乏汽阀门Ⅲ20进口与汽轮机低压缸1排汽口连接,乏汽阀门Ⅰ15出口与蒸发器6蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅱ16出口与凝汽器9蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅲ20出口与空冷岛13蒸汽进口连接。
发电系统侧的冷凝水管路为:尖峰加热器2冷凝水出口、蒸发器6冷凝水出口和凝汽器9冷凝水出口都与机组的回热系统连接。
电动热泵25中,热泵驱动电机4的轴与压缩机5的轴连接,热泵制冷剂管路为:压缩机5出口与冷凝器7制冷剂进口连接,冷凝器7制冷剂出口与节流阀8进口连接,节流阀8出口与蒸发器6制冷剂进口连接,蒸发器6制冷剂出口与压缩机5进口连接。
蓄热装置26中,蓄热装置管路为:蓄热罐10热水口与阀门Ⅰ17一个接口连接,阀门Ⅰ17另一个接口与蓄热装置热水口2601连接,蓄热罐10冷水口与阀门Ⅲ19一个接口连接,阀门Ⅲ19另一个接口与蓄热循环泵11进水口连接,蓄热循环泵11出水口与蓄热装置冷水口2602连接。
蓄热罐10的罐体为由密封承压罐,罐体上部的连接口为蓄热罐10热水口、罐体下部的连接口为蓄热罐10冷水口,罐体内部填充石蜡型相变材料。
供热系统侧的一次热网热水管路为:一次热网回水管24与一次热网循环泵12进水口连接,一次热网循环泵12出水口与凝汽器9水侧进口连接,凝汽器9水侧出口与阀门Ⅱ18进口连接,阀门Ⅱ18出口与冷凝器7水侧进口连接,冷凝器7水侧出口与尖峰加热器2水侧进口连接,尖峰加热器2水侧出口与一次热网供水管23连接。
蓄热装置26连接在一次热网热水管路中的方式为,蓄热装置热水口2601与冷凝器7水侧出口连接,蓄热装置冷水口2602与凝汽器9水侧出口连接。
在电网中,电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组的调峰方法:
A.蓄热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4启动,电动热泵25工作;
2)乏汽阀门Ⅰ15和乏汽阀门Ⅱ16开启,当蒸发器6和凝汽器9能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20关闭,当蒸发器6和凝汽器9不能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20开启,通过空冷岛13将多余的乏汽热量释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12和蓄热循环泵11开启,一次热网循环泵12和蓄热循环泵11都运行,阀门Ⅰ17、阀门Ⅱ18和阀门Ⅲ19开启;一次热网回水管24的冷水首先进入凝汽器9升温,然后与从蓄热装置冷水口2602出来的冷水混合,混合后进入热泵的冷凝器7加热,之后该热水分成两股,一股从蓄热装置热水口2601进入蓄热装置26,在蓄热罐10中把热量储存在相变材料,完成蓄热过程,另一股继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21开度将热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23。
B.放热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4关闭,电动热泵25不工作;
2)乏汽阀门Ⅰ15关闭,乏汽阀门Ⅱ16开启,当凝汽器9能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20关闭,当凝汽器9不能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20开启,通过空冷岛13将多余的乏汽热量释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12开启,蓄热循环泵11关闭,阀门Ⅱ18关闭,阀门Ⅰ17和阀门Ⅲ19开启;一次热网循环泵12继续运行,蓄热循环泵11停止运行;一次热网回水管24的冷水首先进入凝汽器9升温,然后通过蓄热装置冷水口2602进入蓄热装置26,在蓄热罐10中吸收相变材料储存的热量,升温成热水通过蓄热装置热水口2601流出,完成放热过程;该热水继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21的开度将该热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23。
实施例2,如图2所示的蓄热装置按第二种方式连接在一次热网热水管路中的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组。
本实施例中,蓄热装置26连接在一次热网热水管路中的方式为,蓄热装置热水口2601与冷凝器7水侧出口连接,蓄热装置冷水口2602与凝汽器9水侧进口连接;机组的其余装置和实施例1相同。
在电网中,电动热泵和蓄热装置联用的热电机组的调峰方法:
A.蓄热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4启动,电动热泵25工作;;
2)乏汽阀门Ⅰ15和乏汽阀门Ⅱ16开启,当蒸发器6和凝汽器9能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20关闭,当蒸发器6和凝汽器9不能完全回收汽轮机低压缸1的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ20开启,通过空冷岛13将多余的乏汽热量释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12和蓄热循环泵11开启,一次热网循环泵12和蓄热循环泵11都运行,阀门Ⅰ17、阀门Ⅱ18和阀门Ⅲ19开启;一次热网回水管24的冷水首先与从蓄热装置冷水口2602出来的冷水混合,混合后进入凝汽器9升温,然后进入热泵的冷凝器7加热,之后该热水分成两股,一股从蓄热装置热水口2601进入蓄热装置26,在蓄热罐10中把热量储存在相变材料,完成蓄热过程,另一股继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21开度将热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23;
B.放热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门14和尖峰加热器进汽阀门21开启,节流阀8开启,汽轮机中压缸排汽管22的排汽同时进入汽轮机低压缸1和尖峰加热器2,汽轮机低压缸1和尖峰加热器2运行,热泵驱动电机4关闭,电动热泵25不工作;
2)乏汽阀门Ⅰ15和乏汽阀门Ⅱ16关闭,乏汽阀门Ⅲ20开启,汽轮机低压缸1的乏汽热量通过空冷岛13释放到大气环境;
3)一次热网循环泵12开启,蓄热循环泵11关闭,阀门Ⅱ18关闭,阀门Ⅰ17和阀门Ⅲ19开启;一次热网循环泵12继续运行,蓄热循环泵11停止运行;一次热网回水管24的冷水通过蓄热装置冷水口2602进入蓄热装置26,在蓄热罐10中吸收相变材料储存的热量,升温成热水通过蓄热装置热水口2601流出,完成放热过程;该热水继续进入尖峰加热器2进行加热,通过调节尖峰加热器进汽阀门21的开度将该热水加热到需要的温度后送入一次热网供水管23。
本发明能提升热电厂的发电调峰范围,进而增加电网的电力调节范围,为风电等可再生能源提供更多的上网发电时间,最终解决“弃风”等问题。此外,对于供热能力受限的热电厂也能通过使用本发明回收乏汽热量,提升对外的供热能力。
本发明适用于参与电网调峰的热电联产机组。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组,电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组包括汽轮机低压缸(1)、尖峰加热器(2)、发电机(3)、空冷岛(13)、电动热泵(25)和蓄热装置(26),其中,电动热泵(25)由热泵驱动电机(4)、压缩机(5)、蒸发器(6)、冷凝器(7)和节流阀(8)组成,蓄热装置(26)由蓄热罐(10)、蓄热循环泵(11)、阀门Ⅰ(17)和阀门Ⅲ(19)组成,汽轮机低压缸(1)的轴和发电机(3)的轴连接;发电系统侧的蒸汽管路中,汽轮机低压缸进汽阀门(14)进口和尖峰加热器进汽阀门(21)进口与汽轮机中压缸排汽管(22)连接,汽轮机低压缸进汽阀门(14)出口与汽轮机低压缸(1)进汽口连接,尖峰加热器进汽阀门(21)出口与尖峰加热器(2)蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅱ(16)进口和乏汽阀门Ⅲ(20)进口与汽轮机低压缸(1)排汽口连接,乏汽阀门Ⅱ(16)出口与凝汽器(9)蒸汽进口连接,乏汽阀门Ⅲ(20)出口与空冷岛(13)蒸汽进口连接;发电系统侧的冷凝水管路为:尖峰加热器(2)冷凝水出口、蒸发器(6)冷凝水出口和凝汽器(9)冷凝水出口都与机组的回热系统连接;其特征在于,发电系统侧的蒸汽管路中,乏汽阀门Ⅰ(15)进口与汽轮机低压缸(1)排汽口连接,乏汽阀门Ⅰ(15)出口与蒸发器(6)蒸汽进口连接,所述电动热泵(25)中,热泵驱动电机(4)的轴与压缩机(5)的轴连接,热泵制冷剂管路为:压缩机(5)出口与冷凝器(7)制冷剂进口连接,冷凝器(7)制冷剂出口与节流阀(8)进口连接,节流阀(8)出口与蒸发器(6)制冷剂进口连接,蒸发器(6)制冷剂出口与压缩机(5)进口连接;
所述蓄热装置(26)中,蓄热装置管路为:蓄热罐(10)热水口与阀门Ⅰ(17)一个接口连接,阀门Ⅰ(17)另一个接口与蓄热装置热水口(2601)连接,蓄热罐(10)冷水口与阀门Ⅲ(19)一个接口连接,阀门Ⅲ(19)另一个接口与蓄热循环泵(11)进水口连接,蓄热循环泵(11)出水口与蓄热装置冷水口(2602)连接;
供热系统侧的一次热网热水管路为:一次热网回水管(24)与一次热网循环泵(12)进水口连接,一次热网循环泵(12)出水口与凝汽器(9)水侧进口连接,凝汽器(9)水侧出口与阀门Ⅱ(18)进口连接,阀门Ⅱ(18)出口与冷凝器(7)水侧进口连接,冷凝器(7)水侧出口与尖峰加热器(2)水侧进口连接,尖峰加热器(2)水侧出口与一次热网供水管(23)连接;
蓄热装置(26)连接在一次热网热水管路中的方式为,蓄热装置热水口(2601)与冷凝器(7)水侧出口连接,蓄热装置冷水口(2602)与凝汽器(9)水侧出口连接;所述的蓄热罐(10)的罐体为由密封承压罐,罐体上部的连接口为蓄热罐(10)热水口、罐体下部的连接口为蓄热罐(10)冷水口,罐体内部填充相变材料或者不填充相变材料;
所述的相变材料为石蜡型或熔融盐型的蓄热材料,或者为水和盐类组合类型的蓄热材料。
2.根据权利要求1所述的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组,其特征在于,蓄热装置(26)连接在一次热网热水管路中的方式为,蓄热装置热水口(2601)与冷凝器(7)水侧出口连接,蓄热装置冷水口(2602)与凝汽器(9)水侧进口连接。
3.一种如权利要求1所述的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组的调峰方法,其特征在于:
A.蓄热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门(14)和尖峰加热器进汽阀门(21)开启,节流阀(8)开启,汽轮机低压缸(1)和尖峰加热器(2)运行,热泵驱动电机(4)启动,电动热泵(25)工作;
2)乏汽阀门Ⅰ(15)和乏汽阀门Ⅱ(16)开启,当蒸发器(6)和凝汽器(9)能完全回收汽轮机低压缸(1)的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ(20)关闭,当蒸发器(6)和凝汽器(9)不能完全回收汽轮机低压缸(1)的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ(20)开启;
3)一次热网循环泵(12)和蓄热循环泵(11)开启,一次热网循环泵(12)和蓄热循环泵(11)都运行,阀门Ⅰ(17)、阀门Ⅱ(18)和阀门Ⅲ(19)开启;
B.放热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门(14)和尖峰加热器进汽阀门(21)开启,节流阀(8)开启,汽轮机低压缸(1)和尖峰加热器(2)运行,热泵驱动电机(4)关闭,电动热泵(25)不工作;
2)乏汽阀门Ⅰ(15)关闭,乏汽阀门Ⅱ(16)开启,当凝汽器(9)能完全回收汽轮机低压缸(1)的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ(20)关闭,当凝汽器(9)不能完全回收汽轮机低压缸(1)的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ(20)开启;
3)一次热网循环泵(12)开启,蓄热循环泵(11)关闭,阀门Ⅱ(18)关闭,阀门Ⅰ(17)和阀门Ⅲ(19)开启;一次热网循环泵(12)继续运行,蓄热循环泵(11)停止运行。
4.一种如权利要求2所述的电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组的调峰方法,其特征在于:
A.蓄热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门(14)和尖峰加热器进汽阀门(21)开启,节流阀(8)开启,汽轮机低压缸(1)和尖峰加热器(2)运行,热泵驱动电机(4)启动,电动热泵(25)工作;
2)乏汽阀门Ⅰ(15)和乏汽阀门Ⅱ(16)开启,当蒸发器(6)和凝汽器(9)能完全回收汽轮机低压缸(1)的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ(20)关闭,当蒸发器(6)和凝汽器(9)不能完全回收汽轮机低压缸(1)的乏汽热量,则乏汽阀门Ⅲ(20)开启;
3)一次热网循环泵(12)和蓄热循环泵(11)开启,一次热网循环泵(12)和蓄热循环泵(11)都运行,阀门Ⅰ(17)、阀门Ⅱ(18)和阀门Ⅲ(19)开启;
B.放热模式运行:
1)汽轮机低压缸进汽阀门(14)和尖峰加热器进汽阀门(21)开启,节流阀(8)开启,汽轮机低压缸(1)和尖峰加热器(2)运行,热泵驱动电机(4)关闭,电动热泵(25)不工作;
2)乏汽阀门Ⅰ(15)和乏汽阀门Ⅱ(16)关闭,乏汽阀门Ⅲ(20)开启;
3)一次热网循环泵(12)开启,蓄热循环泵(11)关闭,阀门Ⅱ(18)关闭,阀门Ⅰ(17)和阀门Ⅲ(19)开启;一次热网循环泵(12)继续运行,蓄热循环泵(11)停止运行。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610609125.3A CN106287902B (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610609125.3A CN106287902B (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106287902A CN106287902A (zh) | 2017-01-04 |
CN106287902B true CN106287902B (zh) | 2019-08-30 |
Family
ID=57662568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610609125.3A Expired - Fee Related CN106287902B (zh) | 2016-07-28 | 2016-07-28 | 电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106287902B (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107218639B (zh) * | 2017-04-28 | 2020-02-07 | 大唐东北电力试验研究所有限公司 | 热电联产机组采用蓄热罐方式深度调峰的优化控制方法 |
CN106969400A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-07-21 | 中能服能源科技股份有限公司 | 一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统 |
CN107939463A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-20 | 天津国电津能热电有限公司 | 一种基于吸收热泵的凝汽式汽轮机组 |
CN108870519B (zh) * | 2018-07-19 | 2023-10-27 | 国电龙源节能技术有限公司 | 一种适用于高背压供热机组的跨季节多级相变储热系统 |
CN109556103A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-02 | 深圳市爱能森科技有限公司 | 一种蒸汽产生装置及产生方法 |
CN110793087B (zh) * | 2019-11-12 | 2021-05-14 | 北京金茂绿建科技有限公司 | 电极锅炉及熔盐蓄热参与燃煤热电厂热电解耦的综合系统 |
CN110939973A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-03-31 | 山西省工业设备安装集团有限公司 | 一种梯度增温型大容量热泵供热系统 |
CN111550861B (zh) * | 2020-05-19 | 2021-08-20 | 山东建筑大学 | 一种热泵与电蓄热设备自适应优化控制方法、系统及装置 |
CN112762424B (zh) * | 2021-01-07 | 2022-10-18 | 中国船舶重工集团新能源有限责任公司 | 一种基于储热和压缩式热泵相结合的太阳能热电解耦系统及其运行方法 |
CN114046557B (zh) * | 2021-11-29 | 2024-05-14 | 清华大学 | 一种热电联产灵活性调节装置及其运行方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005028861A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-31 | Alekseevich Alexander N | Independent system of energy and heat supply |
CN102022770A (zh) * | 2010-10-26 | 2011-04-20 | 北京国电电科院节能技术有限公司 | 利用直接空冷机组余热供热的热电联产节能装置及方法 |
CN102220888A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-10-19 | 北京创时能源有限公司 | 热电厂循环水余热回收方法及系统 |
CN202902419U (zh) * | 2012-09-20 | 2013-04-24 | 杨茂华 | 基于热泵回收余热及采用蓄热装置的余热回收系统 |
CN103776079A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-07 | 清华大学 | 一种电力调峰热电联产余热回收装置及其运行方法 |
CN204693561U (zh) * | 2015-03-30 | 2015-10-07 | 杭州华电双良节能技术有限公司 | 一种具有调峰功能的余热利用供暖装置 |
-
2016
- 2016-07-28 CN CN201610609125.3A patent/CN106287902B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005028861A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-31 | Alekseevich Alexander N | Independent system of energy and heat supply |
CN102022770A (zh) * | 2010-10-26 | 2011-04-20 | 北京国电电科院节能技术有限公司 | 利用直接空冷机组余热供热的热电联产节能装置及方法 |
CN102220888A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-10-19 | 北京创时能源有限公司 | 热电厂循环水余热回收方法及系统 |
CN202902419U (zh) * | 2012-09-20 | 2013-04-24 | 杨茂华 | 基于热泵回收余热及采用蓄热装置的余热回收系统 |
CN103776079A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-07 | 清华大学 | 一种电力调峰热电联产余热回收装置及其运行方法 |
CN204693561U (zh) * | 2015-03-30 | 2015-10-07 | 杭州华电双良节能技术有限公司 | 一种具有调峰功能的余热利用供暖装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106287902A (zh) | 2017-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106287902B (zh) | 电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组及其调峰方法 | |
CN106196697B (zh) | 蒸汽驱动热泵和蓄热装置联用的热电机组及其调峰方法 | |
CN106123086B (zh) | 带有蓄热装置的热电联产机组及其调峰方法 | |
CN100432547C (zh) | 太阳能-地源联合供暖供热水供电制冷系统及其操作方法 | |
KR102198868B1 (ko) | 전기 피크 열병합 발전 폐열회수 장치 및 그의 작동 방법 | |
CN107514667A (zh) | 采用电动热泵实现热电厂跨季节蓄热放热的集中供热系统 | |
CN108548168A (zh) | 一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热调峰系统 | |
CN103776079B (zh) | 一种电力调峰热电联产余热回收装置及其运行方法 | |
JP3230102U (ja) | 可逆膨張器に基づく総合エネルギーシステム | |
CN210033549U (zh) | 低压缸零出力耦合水蓄热调峰供热系统 | |
CN105841396A (zh) | 一种基于余热深度回收的冷热电三联供复合供能系统 | |
CN207989086U (zh) | 一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统 | |
CN206386990U (zh) | 固体电蓄热装置配合汽动循环水泵深度调峰系统 | |
CN208519750U (zh) | 一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热调峰系统 | |
CN206386989U (zh) | 固体电蓄热装置联合储热水罐电网深度调峰系统 | |
CN108397365A (zh) | 一种基于光热发电热电联产系统及方法 | |
Wei et al. | Flexible operation mode of coal-fired power unit coupling with heat storage of extracted reheat steam | |
CN208486922U (zh) | 一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统 | |
CN213777864U (zh) | 多元供热热源的流量分配装置 | |
CN106401679B (zh) | 一种具有调峰蓄热功能的热电机组 | |
CN106642816A (zh) | 一种解决可再生能源发电弃能问题的冷热联供系统 | |
CN108413470A (zh) | 基于固体储热的热电解耦系统及其工作方法 | |
CN202868825U (zh) | 余热回收热电厂蓄能系统 | |
CN206572801U (zh) | 一种解决可再生能源发电弃能问题的冷热联供系统 | |
CN205536305U (zh) | 一种楼宇式分布式能源站供冷系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210414 Address after: 102206 room 703, unit 2, 6 / F, building 3, yard 1, Beiqing Road, Changping District, Beijing Patentee after: Beijing Huadian Dongsheng Technology Co.,Ltd. Address before: 102206 No. 2 Nong Road, Zhu Xin Zhuang, Beijing, Changping District Patentee before: NORTH CHINA ELECTRIC POWER University |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190830 |