CN108426238A - 一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，属于熔盐蓄热供热技术领域。该系统包括：主蒸汽调节阀、高压蒸汽—熔盐换热器、高温热盐罐、高温熔盐泵、熔盐换热器、低温熔盐罐、低温熔盐泵、高压加热器、换热器、热用户、锅炉、高压缸、中压缸、除氧器、给水泵。在用电负荷降低时，保持锅炉全负荷运行，增加熔盐蓄热系统，将锅炉多余蒸汽的热量储存在高温熔盐中，在用电高峰阶段将高温熔盐从熔盐罐中抽出送入熔盐换热器加热市政供暖用水。该系统可大幅增加电厂的集中供热面积，解决附近城市的集中供热问题。对于目前普遍采用的燃煤锅炉集中供热系统，只需在电厂内部增加熔盐蓄热系统，市政供热管网和供暖末端设备均不需要改造。

Description

一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统
技术领域：
本发明提供了一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，该系统可以将电厂在用电低负荷时产生的多余热量储存在高温熔盐中，以解决集中供热问题，属于熔盐蓄热供热技术领域。
背景技术：
我国日益扩大的集中供热规模导致一次能源的需求量急剧上升，为我国的能源系统带来了巨大的压力。为满足日益增长的用热需求、缓解部分城市区域供热中供热热源不足的问题，往往通过新建热电厂、增设机组等措施解决，但是这些传统措施不仅会增加化石能源的使用量导致雾霾污染更加严重，还会增加电厂投资。夜间用电低谷期，电厂机组处于降负荷阶段，锅炉维持运行时的稳燃负荷与汽轮机最低负荷不能同步，如果要求输出功率小于锅炉的稳燃负荷，那么此时锅炉的产汽量大于汽轮机的耗汽量，有一部分主蒸汽将被浪费。
本发明公布的一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，在火电厂原有的设备上增加熔盐蓄热系统。在用电负荷较低时充分提高锅炉利用率，利用锅炉产生的过量主蒸汽热量通过与熔盐换热将热量储存起来。在用电/用热高峰期，将储存的热量进行释放，减少汽轮机组的抽汽量，使机组可在高负荷下运行。这样，不仅可大幅提高设备的利用率、增加电厂发电量与供热量，同时也增大了电厂灵活性。因此本专利公布的一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，是满足供热系统需求、实现热电解耦的重要手段。
发明内容
为了将电厂在用电低谷阶段所产生的多余蒸汽用于热用户的供热使用，本发明公布了一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统。用电负荷降低时，通过高压蒸汽—熔盐换热器将锅炉多余蒸汽的热量储存在高温熔盐中，充分利用锅炉产生的过量主蒸汽热量、提高锅炉利用率，然后在用电/用热高峰阶段将高温熔盐与水换热供热用户使用。
本发明解决的技术问题通过以下技术方案来实现：
一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，该系统包括：该系统包括主蒸汽加热系统、储热系统和火电厂熔盐蓄热供暖系统，具体包括主蒸汽调节阀(1)、高压蒸汽—熔盐换热器(2)、高温热盐罐(3)、高温熔盐泵(4)、熔盐换热器(5)、低温熔盐罐(6)、低温熔盐泵(7)、高压加热器(8)、换热器(9)、热用户(10)、锅炉(11)、高压缸(12)、中压缸(13)、除氧器(14)、给水泵(15)。
主蒸汽加热系统是将锅炉出口与两路主蒸汽管路相连，一路主蒸汽管道进入汽轮机做功即与分别与汽轮机中的高压缸(12)、中压缸(13)连接，高压缸(12)与锅炉(11)连接组成气体循环；另一路主蒸汽管道依次与主蒸汽调节阀(1)连接，主蒸汽调节阀(1)与高压蒸汽—熔盐换热器(2)的蒸汽侧入口相连；高压蒸汽—熔盐换热器(2)蒸汽侧出口与换热器(9)蒸汽侧入口相连；换热器(9)蒸汽侧出口与除氧器(14)入口相连；所述换热器(9)水侧入口与热用户(10)出口相连；换热器(9)水侧进口和出口均与热用户(10)相连；除氧器(14)出口与给水泵(15)相连，给水泵(15)与高压加热器(8)连接，高压加热器(8)各自通过一个阀门分别与锅炉(11)、高压缸(12)连接；
蓄热系统是将低温熔盐罐(6)通过低温熔盐泵(7)与高压蒸汽—熔盐换热器(2)熔盐侧进口相连；高压蒸汽—熔盐换热器(2)熔盐侧出口与高温热盐罐(3)相连；
火电厂熔盐蓄热供暖系统：高温热盐罐(3)通过高温熔盐泵(4)与熔盐换热器(5)熔盐侧入口相连；熔盐换热器(5)熔盐侧出口与低温熔盐罐(6)相连；熔盐换热器(5)蒸汽侧入口和出口分别与热用户(10)相连；
除氧器(14)、给水泵(15)、高压加热器(8)、高压缸(12)依次连接，按照火电厂原运行方式加热锅炉给水；
所述热用户包括工业热用户和采暖用户。
主蒸汽调节阀(1)、高压蒸汽—熔盐换热器(2)、高温热盐罐(3)、高温熔盐泵(4)、熔盐换热器(5)、低温冷盐罐(6)、低温熔盐泵(7)依次连接，组成熔盐的蓄热系统；
高压蒸汽—熔盐换热器(2)、换热器(9)、热用户(10)依次连接，组成用户端供热系统；
高温热盐罐(3)、高温熔盐泵(4)、熔盐换热器(5)、热用户(10)、低温熔盐罐(6)、低温熔盐泵(7)依次连接，组成用户端供热系统；
除氧器(14)、给水泵(15)、高压加热器(8)、高压缸(12)依次连接，按照火电厂原运行方式加热锅炉给水。
在供热季，用电负荷下调时，让锅炉高负荷运行产生过量的蒸汽，一部分主蒸汽按照电厂原有的工作方式进入汽轮机中进行做功，另一部分主蒸汽则通过高压蒸汽—熔盐换热器(2)与从低温熔盐罐(6)中抽出的熔盐进行换热，换热后的高压冷凝水流入换热器(9)与热用户用水换热，产生高温热水或蒸汽满足热用户(10)供热需求，换热后的冷凝水流回到除氧器(14)入口端；用电/用热高峰阶段将高温热盐罐(3)中的高温熔盐通过熔盐换热器(5)与水换热，产生高温热水或蒸汽满足热用户(10)供热需求，换热后的低温熔盐流回低温熔盐罐(6)中，参与下一轮循环；
在非供热季，锅炉维持正常负荷运行，将用电低负荷时锅炉产生的多余热量储存在高温热盐罐(3)中；用电高峰时，高温热盐罐(3)中储存的热量可满足热用户(10)(此时主要为工业热用户)的用热需求。
所述蓄热所用的熔盐为两种或两种以上的无机盐混合物的熔融态，其工作温度在300～1000℃之间。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
(1)可以充分发挥锅炉的利用率，提高锅炉运行的经济性；
(2)回收用电负荷较低时锅炉产生的多余蒸汽用于供热使用，达到节能的目的；
(3)由于蓄热系统的存在，实现了热电解耦，提高了火电机组灵活性。
附图说明：
图1为本发明系统结构示意图；
图2为蓄热系统工作示意图。
图3为放热系统工作示意图。
图中：主蒸汽调节阀1、高压蒸汽—熔盐换热器2、高温热盐罐3、高温熔盐泵4、熔盐换热器5、低温熔盐罐6、低温熔盐泵7、高压加热器8、换热器9、热用户10、锅炉11、高压缸12、中压缸13、除氧器14、给水泵15。
具体实施方案：
下面结合附图对本发明做详细说明，以下实施例仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的思想内做任何修改或等同替换，均在本发明的保护范围之内。
具体结构见图1，不同季节的用热分别见图2和图3。
供暖季蓄热：
如图2所示，保持锅炉全负荷运行，用电负荷下调时要求机组降低输出功率，开启主蒸汽调节阀1，使一部分主蒸汽流入高压蒸汽—熔盐换热器2，将低温冷盐罐6中的熔盐用低温熔盐泵7抽出后送入高压蒸汽—熔盐换热器2，熔盐被加热后流回到高温热盐罐3中进行储存，换热后的高压冷凝水流入换热器9与热用户用水换热，产生高温热水或蒸汽满足热用户10供热需求，换热后的冷凝水流回到除氧器14入口端；另一部分主蒸汽则按照电厂原有的工作方式进入汽轮机中进行做功。
供暖季放热：
如图3所示，高用电负荷时关闭主蒸汽调节阀1，保持机组高负荷运行，将高温热盐罐3中的高温熔盐用高温熔盐泵4抽出后流入熔盐换热器5与热用户用水换热，产生高温热水或蒸汽送入热用户10满足集中供热需求，换热降温后的低温熔盐流回低温冷盐罐6中，参与下一轮循环。
非供暖季蓄热：
如图2所示，用电负荷下调要求机组降低输出功率时，保持锅炉正常负荷运行，开启主蒸汽调节阀1，使一部分主蒸汽流入高压蒸汽—熔盐换热器2，将低温冷盐罐6中的熔盐用低温熔盐泵7抽出后送入高压蒸汽—熔盐换热器2，熔盐被加热后流回到高温热盐罐3中进行储存；换热后的高压冷凝水流入换热器9与热用户用水换热，产生高温热水或蒸汽满足热用户10(此时主要为工业热用户)需求，换热后的冷凝水流回到除氧器14入口端；另一部分主蒸汽则按照电厂原有的工作方式进入汽轮机中进行做功。
非供暖季放热：
如图3所示，高用电负荷时关闭主蒸汽调节阀1，保持机组高负荷运行，将高温热盐罐3中的高温熔盐用高温熔盐泵4抽出后流入熔盐换热器5与热用户用水换热，产生高温热水或蒸汽满足热用户10(此时主要为工业热用户)需求，换热降温后的低温熔盐流回低温冷盐罐6中，参与下一轮循环。

Claims (8)

1.一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，其特征在于，该系统包括主蒸汽加热系统、储热系统和火电厂熔盐蓄热供暖系统，具体包括主蒸汽调节阀(1)、高压蒸汽—熔盐换热器(2)、高温热盐罐(3)、高温熔盐泵(4)、熔盐换热器(5)、低温熔盐罐(6)、低温熔盐泵(7)、高压加热器(8)、换热器(9)、热用户(10)、锅炉(11)、高压缸(12)、中压缸(13)、除氧器(14)、给水泵(15)；
主蒸汽加热系统是将锅炉出口与两路主蒸汽管路相连，一路主蒸汽管道进入汽轮机做功即与分别与汽轮机中的高压缸(12)、中压缸(13)连接，高压缸(12)与锅炉(11)连接组成气体循环；另一路主蒸汽管道依次与主蒸汽调节阀(1)连接，主蒸汽调节阀(1)与高压蒸汽—熔盐换热器(2)的蒸汽侧入口相连；高压蒸汽—熔盐换热器(2)蒸汽侧出口与换热器(9)蒸汽侧入口相连；换热器(9)蒸汽侧出口与除氧器(14)入口相连；所述换热器(9)水侧入口与热用户(10)出口相连；换热器(9)水侧进口和出口均与热用户(10)相连；除氧器(14)出口与给水泵(15)相连，给水泵(15)与高压加热器(8)连接，高压加热器(8)各自通过一个阀门分别与锅炉(11)、高压缸(12)连接；
蓄热系统是将低温熔盐罐(6)通过低温熔盐泵(7)与高压蒸汽—熔盐换热器(2)熔盐侧进口相连；高压蒸汽—熔盐换热器(2)熔盐侧出口与高温热盐罐(3)相连；
火电厂熔盐蓄热供暖系统：高温热盐罐(3)通过高温熔盐泵(4)与熔盐换热器(5)熔盐侧入口相连；熔盐换热器(5)熔盐侧出口与低温熔盐罐(6)相连；熔盐换热器(5)蒸汽侧入口和出口分别与热用户(10)相连。
2.按照权利要求1所述的一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，其特征在于，除氧器(14)、给水泵(15)、高压加热器(8)、高压缸(12)依次连接，按照火电厂原运行方式加热锅炉给水。
3.按照权利要求1所述的一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，其特征在于，热用户包括工业热用户和采暖用户。
4.按照权利要求1所述的一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，其特征在于，主蒸汽调节阀(1)、高压蒸汽—熔盐换热器(2)、高温热盐罐(3)、高温熔盐泵(4)、熔盐换热器(5)、低温冷盐罐(6)、低温熔盐泵(7)依次连接，组成熔盐的蓄热系统。
5.按照权利要求1所述的一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，其特征在于，高压蒸汽—熔盐换热器(2)、换热器(9)、热用户(10)依次连接，组成用户端供热系统。
6.按照权利要求1所述的一种利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统，其特征在于，高温热盐罐(3)、高温熔盐泵(4)、熔盐换热器(5)、热用户(10)、低温熔盐罐(6)、低温熔盐泵(7)依次连接，组成用户端供热系统。
7.权利要求1-6任一项所述的利用主蒸汽加热的火电厂熔盐蓄热供热系统的应用方法，其特征在于，在供热季，用电负荷下调时，让锅炉高负荷运行产生过量的蒸汽，一部分主蒸汽按照电厂原有的工作方式进入汽轮机中进行做功，另一部分主蒸汽则通过高压蒸汽—熔盐换热器(2)与从低温熔盐罐(6)中抽出的熔盐进行换热，换热后的高压冷凝水流入换热器(9)与热用户用水换热，产生高温热水或蒸汽满足热用户(10)供热需求，换热后的冷凝水流回到除氧器(14)入口端；用电/用热高峰阶段将高温热盐罐(3)中的高温熔盐通过熔盐换热器(5)与水换热，产生高温热水或蒸汽满足热用户(10)供热需求，换热后的低温熔盐流回低温熔盐罐(6)中，参与下一轮循环；
在非供热季，锅炉维持正常负荷运行，将用电低负荷时锅炉产生的多余热量储存在高温热盐罐(3)中；用电高峰时，高温热盐罐(3)中储存的热量可满足热用户(10)的用热需求。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述蓄热所用的熔盐为两种或两种以上的无机盐混合物的熔融态，其工作温度在300～1000℃之间。
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