CN108592136A - 一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，该系统应用于火电厂供热机组深度调峰场合，通过智能减温减压器的智能控制，实现高压蒸汽和中压蒸汽的充分混合，满足大面积供热，并实现自动补充中压蒸汽汽量，达到系统平衡，从而实现双缸解耦，达到一级调峰目的。通过电加热装置的智能控制消耗电能产生热能，达到二级调峰目的，通过蓄热装置将产生的热能蓄存起来，作为备用热源需要时使用。通过一级调峰和二级调峰联合使用达到深度调峰的目的。

Description

一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统
技术领域
本发明涉及火电厂供热机组监控技术领域，尤其涉及一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统。
背景技术
近年以来，随着电网负荷结构的显著变化以及电网装机容量迅速增长，电网日常运行中负荷的峰谷差日益增大，同时电网弃风消纳的能力不足。热电联产机组“以热定电”方式运行，调峰能力有限。调峰困难已成为电网运行中最为突出的问题。电网调峰与火电机组供热之间的矛盾处理不好，可能影响居民冬季供暖安全，关系民生。为了满足电网调峰需求，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，深度调峰势在必行。
目前电厂内部调峰主要依靠机组减负荷调峰和电蓄热锅炉辅助调峰技术等来实现，此类技术虽然能达到调峰的目的，但是受区域大面积供热负荷和技术本身限制，存在设备占地面积大、建造维护成本高和严重能源浪费等缺点，无法达到最优的深度调峰效果。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，包括：用于监控火电厂供热机组工作状态的高中压二级串联旁路单元、高中压双缸解耦减温减压供热单元和电加热深度调峰单元；所述高中压二级串联旁路单元分别与高中压双缸解耦减温减压供热单元和电加热深度调峰单元相连接；
所述高中压二级串联旁路单元包括锅炉，所述锅炉的出汽口与高压缸相连通，所述高压缸的出汽口与再热器相连通，所述再热器的出汽口与中压缸相连通，所述中压缸的出汽口与低压缸相连通，所述低压缸的出汽口与均压器相连通，所述均压器与用于为用户提供热源的热网加热器相连通，所属高压缸、中压缸和低压缸与发电机相连接；
所述高中压双缸解耦减温减压供热单元包括与所述高压缸相连接的控制阀a、控制阀b和控制阀c，所述控制阀a与高压缸的进汽端相连接，所述控制阀b和控制阀c与所述高压缸的出汽端相连接，所述控制阀a与智能喷射减压器的进汽端相连通，所述智能喷射减压器的另一个进汽端与控制阀b相连通，所述智能喷射减压器的出汽端与用于为用户提供热源的减温器相连通，所述控制阀c与智能喷射减压器A的出汽端相连通；
所述电加热深度调峰单元包括发电网络、电加热装置软化水装置和电蓄热装置，所述发电网络的一端与发电机相连接另一端与电加热装置相连接，所述电加热装置的输入端和输出端分别与软化水装置和电蓄热装置相连接，所述电蓄热装置通过控制阀d与所述均压器相连通；
工作状态下：所述高中压二级串联旁路单元接收到调峰指令控制锅炉根据其最低允许负荷进行低负荷运行、控制高中压双缸解耦减温减压供热单元将锅炉产生的蒸汽通过智能喷射减压器减压供给热源需求场合同时满足发电机组的最低负荷要求、以及控制电加热深度调峰单元对机组最小发电量进行消纳使用制止发出的电能传送至电网端达到深度调峰的目的。
所述高中压双缸解耦减温减压供热单元包括一个或者多个智能喷射减压器。
所述智能喷射减压器包括两个进汽口和一个出汽口。
所述电加热装置采用电阻式加热装置和电磁式加热装置。
所述电蓄热装置采用固体蓄热装置、液体蓄热装置和气体蓄热装置。
所述固体蓄热装置包括但不限于高镁砖、高铝砖。
所述液体蓄热装置包括但不限于水、化合水。
气体蓄热装置包括但不限于气液相变材料、气固相变材料。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，该系统应用于火电厂供热机组深度调峰场合，通过智能减温减压器的智能控制，实现高压蒸汽和中压蒸汽的充分混合，满足大面积供热，并实现自动补充中压蒸汽汽量，达到系统平衡，从而实现双缸解耦，达到一级调峰目的。通过电加热装置的智能控制消耗电能产生热能，达到二级调峰目的，通过蓄热装置将产生的热能蓄存起来，作为备用热源需要时使用。通过一级调峰和二级调峰联合使用达到深度调峰的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中公开的系统的结构示意图；
图2为本发明中高中压二级串联旁路单元的结构示意图；
图3为本发明中高中压双缸解耦减温减压供热单元的结构示意图；
图4为本发明中电加热深度调峰单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1-图4所示的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，运用喷射技术和电储能技术，采用了高中压双缸解耦配合电加热方案，优化改进了火电厂供热机组深度调峰单一结构，提高了电网消纳风电、光电及核电等新能源的能力，并运用控制系统使整个过程实现上网的智能控制，不仅节约了维护成本，更提高了控制精度。具体该系统包括该系统包括高中压二级串联旁路单元24、电加热深度调峰单元25和高中压双缸解耦减温减压供热单元23，所述高中压二级串联旁路单元24分别与电加热深度调峰单元25和高中压双缸解耦减温减压供热单元23相连接实现联动。其中高中压二级串联旁路单元24负责火电机组正常运转发电，并通过高压旁路和中压旁路配合机组启停；电加热深度调峰单元25负责消耗机组发出的电能，降低电能上网流量，达到调峰目的，高中压双缸解耦减温减压供热单元23负责实现高中压缸热电解耦，使更多的热量用于供热而不去发电。
进一步的，高中压二级串联旁路单元24包括锅炉1，所述锅炉1的出汽口与高压缸2相连通，高压缸2的出汽口与再热器6相连通，蒸汽经过高压缸2做功，所述再热器6的出汽口与中压缸3相连通，中压缸3的出汽口与低压缸4相连通，所述低压缸4的出汽口与均压器9相连通，所述均压器9与用于为用户16提供热源的热网加热器10相连通，所属高压缸2、中压缸3和低压缸4通过转轴与发电机5相连接，高压缸2、中压缸3和低压缸4的运转从而实现发电过程。
进一步的，高中压双缸解耦减温减压供热单元23包括与所述高压缸2相连接的控制阀a18、控制阀b17和控制阀c13，控制阀a18与高压缸2的进汽端相连接，所述控制阀b17和控制阀c13与所述高压缸2的出汽端相连接，所述控制阀a18与智能喷射减压器14的进汽端相连通，所述智能喷射减压器14的另一个进汽端与控制阀b17相连通，智能喷射减压器14的出汽端与用于为用户16提供热源的减温器15相连通，所述控制阀c13与智能喷射减压器A12的出汽端相连通。通过智能喷射减压器14的智能控制，实现高压蒸汽和中压蒸汽的充分混合，满足大面积供热，并实现自动补充中压蒸汽汽量，达到系统平衡，从而实现双缸解耦。
进一步的，智能喷射减压器14作用是提取锅炉1产生高压蒸汽和高压缸2做完功的中压蒸汽充分混合进入到减温器15调温到用户16。工作状态下：高压缸2前端高压蒸汽通过控制阀a18被提取给智能喷射减压器14的上端进口，经过高压缸2做功后的中压蒸汽经过控制阀b17被提取给智能喷射减压器14的下端进口，高压蒸汽和中压蒸汽在智能喷射减压器14中充分混合使高压蒸汽压力降低，经过减温器15降温供给用户16。
进一步的，智能喷射减压器A12作用是：智能喷射减压器14提取一部分高压缸2做功后出来的中压蒸汽即经过控制阀b17出来的蒸汽，发电机组正常工作时，高压缸2做功与中压缸3做功是一个动态平衡的过程，由于作用力相互抵消，这部分中压蒸汽已经经过高压缸2做功但没有经过中压缸3做功，所以需要智能喷射减压器A12提取一部分未进入高压缸2做功的高压蒸汽和部分中压蒸汽混合后送入中压缸做功3，即补充由于智能喷射减压器14提取出的中压蒸汽，维持发电机组动态平衡。工作状态下：高压缸2前端高压蒸汽通过控制阀a18被提取给智能喷射减压器A12的上端进口，经过高压缸2做功后的中压蒸汽经过控控制阀b17被提取给智能喷射减压器A12的下端进口，高压蒸汽和中压蒸汽在智能喷射减压器14中充分混合使高压蒸汽压力降低，降压后的中压蒸汽用于补充智能喷射减压器14提取出的中压蒸汽，继续给中压缸3做功，使发电机组的动态平衡稳定。
进一步的，电加热深度调峰单元25包括发电网络26、电加热装置19、软化水装置20和电蓄热装置21，所述发电网络26的一端与发电机5相连接另一端与电加热装置19相连接，所述电加热装置19的输入端和输出端分别与软化水装置20和电蓄热装置21相连接，所述电蓄热装置21通过控制阀d22与所述均压器9相连通。工业水可以通过软化水装置20流经所述电加热装置19加热后流入电蓄热装置21中。
进一步的，智能喷射减压器14采用两个进汽口和一个出汽口。
进一步的，高中压二级串联旁路单元24接到调峰指令，首先锅炉1会根据自己的最低允许负荷进行低负荷运行，此时发出的电能较正常运行会有所减少，但是必须满足锅炉1的最低负荷要求，达不到深度调峰目的，再接着会通过高中压双缸解耦减温减压供热单元23将锅炉产生的蒸汽，本来应该参与发电的蒸汽，通过智能喷射器减压供给热源需求场合，如供暖，不在进发电机组，此时发出的电能较正常运行会有所减少，但是必须满足发电机组的最低负荷要求，可调峰值范围进一步增加，最后通过电加热深度调峰单元25对机组最小发电量进行消纳使用，不让发出的电能上电网，达到深度调峰的目的。在此过程中国家电网给控制系统指令需要控制系统控制机组可以上网的电量，也就是调峰，调峰是指电网的波峰、波谷的意思，所有发电场合都上网，但是由于用户需求少而用不了那么多的电，就需要调峰，控制一部分上网电量使其不上网，通过控制系统和温度、流量反馈实现对智能喷射减压器需要的处理量和电加热装置需要用掉的电量进行系统控制，最终实现深度调峰目的。通过上述技术方案本发明公开的系统将高中压二级串联旁路单元和电加热深度调峰单元之间实时进行联动控制，不仅可以达到供热机组解耦供热需求，而且实现了任意时间的深度调峰，显著提升热电机组的上网调峰能力，并有效缓解可再生能源的消纳困境，实现了良好的经济效益。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征在于包括：用于监控火电厂供热机组工作状态的高中压二级串联旁路单元(24)、高中压双缸解耦减温减压供热单元(23)和电加热深度调峰单元(25)；所述高中压二级串联旁路单元(24)分别与高中压双缸解耦减温减压供热单元(23)和电加热深度调峰单元(25)相连接；
所述高中压二级串联旁路单元(24)包括锅炉(1)，所述锅炉(1)的出汽口与高压缸(2)相连通，所述高压缸(2)的出汽口与再热器(6)相连通，所述再热器(6)的出汽口与中压缸(3)相连通，所述中压缸(3)的出汽口与低压缸(4)相连通，所述低压缸(4)的出汽口与均压器(9)相连通，所述均压器(9)与用于为用户提供热源的热网加热器(10)相连通，所属高压缸(2)、中压缸(3)和低压缸(4)与发电机(5)相连接；
所述高中压双缸解耦减温减压供热单元(23)包括与所述高压缸(2)相连接的控制阀a(18)、控制阀b(17)和控制阀c(13)，所述控制阀a(18)与高压缸(2)的进汽端相连接，所述控制阀b(17)和控制阀c(13)与所述高压缸(2)的出汽端相连接，所述控制阀a(18)与智能喷射减压器(14)的进汽端相连通，所述智能喷射减压器(14)的另一个进汽端与控制阀b(17)相连通，所述智能喷射减压器(14)的出汽端与用于为用户提供热源的减温器(15)相连通，所述控制阀c(13)与智能喷射减压器A(12)的出汽端相连通；
所述电加热深度调峰单元(25)包括发电网络(26)、电加热装置(19)软化水装置(20)和电蓄热装置(21)，所述发电网络(26)的一端与发电机(5)相连接另一端与电加热装置(19)相连接，所述电加热装置(19)的输入端和输出端分别与软化水装置(20)和电蓄热装置(21)相连接，所述电蓄热装置(21)通过控制阀d(22)与所述均压器(9)相连通；
工作状态下：所述高中压二级串联旁路单元(24)接收到调峰指令控制锅炉(1)根据其最低允许负荷进行低负荷运行、控制高中压双缸解耦减温减压供热单元(23)将锅炉产生的蒸汽通过智能喷射减压器(14)减压供给热源需求场合同时满足发电机组的最低负荷要求、以及控制电加热深度调峰单元(25)对机组最小发电量进行消纳使用制止发出的电能传送至电网端达到深度调峰的目的。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征还在于：所述高中压双缸解耦减温减压供热单元(23)包括一个或者多个智能喷射减压器(14)。
3.根据权利要求2所述的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征还在于：所述智能喷射减压器(14)包括两个进汽口和一个出汽口。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征还在于：所述电加热装置(19)采用电阻式加热装置和电磁式加热装置。
5.根据权利要求1所述的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征还在于：所述电蓄热装置(21)采用固体蓄热装置、液体蓄热装置和气体蓄热装置。
6.根据权利要求5所述的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征还在于：所述固体蓄热装置包括但不限于高镁砖、高铝砖。
7.根据权利要求5所述的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征还在于：所述液体蓄热装置包括但不限于水、化合水。
8.根据权利要求5所述的一种火电厂灵活性改造双缸解耦深度调峰系统，其特征还在于：气体蓄热装置包括但不限于气液相变材料、气固相变材料。
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