CN108843450A - 一种解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统及其工作方法。分布式能源系统具有损耗少、高转化效率的优势，但是由于负荷预测与实际需求偏差较大，或由于种种原因建设周期过长导致边界负荷流失情况较为严重，最终都会导致设计值与实际负荷偏差较大，系统无法正常运行。本发明以一种典型的余热再利用系统为例，分布式能源系统可以正常按额定负荷供汽，多余的汽量再利用，由于负荷侧对于蒸汽品质的要求不同，供热管道末端分为两路，一路经减温减压后直接供给用户，另一路经过减温器后输送给径向透平机，直接产生电能，出口蒸汽调节后供给低压用户。
Description
技术领域
本发明涉及一种解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统及其工作方法，用于解决分布式能源系统的设计缺陷。
背景技术
就目前来看，在我国能源消费结构中，原煤仍是主要的消费能源种类，给我国带来了严峻的环保压力。能源结构调整已经成为我国能源产业发展的重要事项之一，在《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》中提出，到2020年，我国天然气占能源总量的比重将提高到10%，意味着天然气的使用量将提高1倍以上，而分布式能源具有能源效率高、安全、经济、环境友好等特点，是高品位天然气应用的最佳途径。我国可再生能源包括太阳能、风能的利用有了较大的发展，但可再生能源存在不稳定、不连续、密度低和对电网冲击影响大等缺陷，造成了弃风弃电、可再生能源利用率低等现象普遍发生。分布式能源满足了能源的多样性、互补性需求，为多能源技术集成使用和最大限度利用可再生能源提供了可能。
分布式能源特别是区域型分布式能源前期的负荷预测很重要，负荷预测不准确将会影响装机匹配，如申请号为201610270885.6的中国专利；同时分布式能源负荷侧需求多样化且由于种种原因建设周期过长导致边界负荷流失情况较为严重，最终都会导致设计值与实际负荷偏差较大，系统无法正常运行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统及其工作方法，来提高余热利用设备转化效率，保证系统的稳定运行，提高系统的运行效率。
一种解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统，其特征在于，包括燃气轮机、双压余热锅炉、蒸汽轮机、减温减压装置、减温器、径向透平机、发电机、整流逆变器、Y型过滤器、软化水箱、乏汽冷却器、集水箱和蒸汽-热水型溴化锂机组；所述燃气轮机与双压余热锅炉连接，所述双压余热锅炉分别与蒸汽轮机、减温减压装置和蒸汽-热水型溴化锂机组连接；所述减温减压装置与减温器连接，所述减温器、径向透平机、发电机和整流逆变器依次连接，所述径向透平机还与乏汽冷却器、集水箱依次连接；所述软化水箱、Y型过滤器与减温器依次连接。
更具体而言，所述双压余热锅炉和减温减压装置之间设置有一号电动阀、隔离阀和手动阀。
更具体而言，所述减温减压装置与减温器之间设置有二号电动阀，所述减温器和径向透平机之间设置有三号电动阀。
更具体而言，所述软化水箱与Y型过滤器之间设置有截止阀和止回阀，所述Y型过滤器与减温器之间设置有调节阀。
更具体而言，还包括一号能量输出端、二号能量输出端、三号能量输出端和四号能量输出端；所述一号能量输出端与蒸汽轮机连接，所述二号能量输出端与减温减压装置连接，所述三号能量输出端与径向透平机连接，所述四号能量输出端与蒸汽-热水型溴化锂机组连接。
一种如上所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：燃气轮机排气进入双压余热锅炉，双压余热锅炉产生的次高压次高温蒸汽进入蒸汽轮机做功发电，蒸汽轮机的排汽直接提供用户用蒸汽；双压余热锅炉排出的低压蒸汽作为蒸汽-热水型溴化锂机组的驱动蒸汽或换热机组的热源，双压余热锅炉产生的高温高压蒸汽一路经过减温减压装置直接供给热用户，另一路通过减温器降温后进入径向透平机驱动发电机发电，发出的电经过整流逆变器直接上网，径向透平机的出口蒸汽直接供给低温低压用户，过多的蒸汽则通过乏汽冷却器直接排至集水箱；软化水经软化水箱和Y型过滤器进入减温器用以冷却进入径向透平机前的蒸汽。
更具体而言，在夏季时，双压余热锅炉排出的低压蒸汽作为蒸汽-热水型溴化锂机组的驱动蒸汽；在冬季时，双压余热锅炉排出的低压蒸汽作为蒸汽-热水型溴化锂机组换热机组的热源。
更具体而言，径向透平机对于蒸汽的温度有一定的要求，双压余热锅炉出口蒸汽经减温后供给径向透平机，锅炉软化水作为径向透平机的减温水。
更具体而言，不同用户对于蒸汽的压力与温度的要求不同且用汽量与额定负荷量相差较大，设计负荷较大而实际热用户较少；为解决上述问题，解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统可以满负荷运行，一路高温高压蒸汽经减温减压后直接供给热用户，另一路过剩的高压蒸汽经减温后供给径向透平机直接发电，经整流逆变后直接上网；做功后的低压蒸汽直接供给低压用户或经冷却器后直接排至排水沟。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明设计了一种新型的发电系统，分布式能源系统可以正常按额定负荷供汽，多余的汽量再利用，由于负荷测对于蒸汽品质的要求不同，供热管道末端分为两路，一路经减温减压后直接供给用户，另一路经过减温器后输送给径向透平机，直接产生电能，出口蒸汽调节后供给低压用户。本发明提高了余热利用设备转化效率，保证了系统的稳定运行，提高了系统的运行效率。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图中：燃气轮机1、双压余热锅炉2、蒸汽轮机3、一号电动阀5、隔离阀6、手动阀7、减温减压装置8、二号电动阀10，减温器11、三号电动阀12、径向透平机13、发电机14、整流逆变器15、调节阀17、Y型过滤器18、止回阀19、截止阀20、软化水箱21、乏汽冷却器22、集水箱23、蒸汽-热水型溴化锂机组24、一号能量输出端4、二号能量输出端9、三号能量输出端16、四号能量输出端25。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统，包括燃气轮机1、双压余热锅炉2、蒸汽轮机3、减温减压装置8、减温器11、径向透平机13、发电机14、整流逆变器15、Y型过滤器18、软化水箱21、乏汽冷却器22、集水箱23和蒸汽-热水型溴化锂机组24；燃气轮机1与双压余热锅炉2连接，双压余热锅炉2分别与蒸汽轮机3、减温减压装置8和蒸汽-热水型溴化锂机组24连接；减温减压装置8与减温器11连接，减温器11、径向透平机13、发电机14和整流逆变器15依次连接，径向透平机13还与乏汽冷却器22、集水箱23依次连接；软化水箱21、Y型过滤器18与减温器11依次连接。
本实施例中，双压余热锅炉2和减温减压装置8之间设置有一号电动阀5、隔离阀6和手动阀7。
本实施例中，减温减压装置8与减温器11之间设置有二号电动阀10，减温器11和径向透平机13之间设置有三号电动阀12。
本实施例中，软化水箱21与Y型过滤器18之间设置有截止阀20和止回阀19，Y型过滤器18与减温器11之间设置有调节阀17。
本实施例中，还包括一号能量输出端4、二号能量输出端9、三号能量输出端16和四号能量输出端25；一号能量输出端4与蒸汽轮机3连接，二号能量输出端9与减温减压装置8连接，三号能量输出端16与径向透平机13连接，四号能量输出端25与蒸汽-热水型溴化锂机组24连接。
上述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统的工作方法如下：燃气轮机1排气进入双压余热锅炉2，双压余热锅炉2产生的次高压次高温蒸汽进入蒸汽轮机3做功发电，蒸汽轮机3的排汽直接提供用户用蒸汽；双压余热锅炉2排出的低压蒸汽作为蒸汽-热水型溴化锂机组24的驱动蒸汽（夏季）或换热机组的热源（冬季），双压余热锅炉2产生的高温高压蒸汽一路通过一号电动阀5、隔离阀6、手动阀7并经过减温减压装置8直接供给热用户，另一路通过二号电动阀10经减温器11降温后通过三号电动阀12进入径向透平机13驱动发电机14发电，发出的电经过整流逆变器15直接上网，径向透平机13的出口蒸汽直接供给低温低压用户，过多的蒸汽则通过乏汽冷却器22直接排至集水箱23；软化水经软化水箱21、截止阀20、止回阀19、Y型过滤器18、调节阀17进入减温器11用以冷却进入径向透平机13前的蒸汽。
本实施例中，径向透平机13对于蒸汽的温度有一定的要求，双压余热锅炉2出口蒸汽经减温后供给径向透平机13，锅炉软化水作为径向透平机13的减温水。
本实施例中，不同用户对于蒸汽的压力与温度的要求不同且用汽量与额定负荷量相差较大，设计负荷较大而实际热用户较少；为解决上述问题，解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统可以满负荷运行，一路高温高压蒸汽经减温减压后直接供给热用户，另一路过剩的高压蒸汽经减温后供给径向透平机13直接发电，经整流逆变后直接上网；做功后的低压蒸汽直接供给低压用户或经冷却器后直接排至排水沟。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统，其特征在于，包括燃气轮机、双压余热锅炉、蒸汽轮机、减温减压装置、减温器、径向透平机、发电机、整流逆变器、Y型过滤器、软化水箱、乏汽冷却器、集水箱和蒸汽-热水型溴化锂机组；所述燃气轮机与双压余热锅炉连接，所述双压余热锅炉分别与蒸汽轮机、减温减压装置和蒸汽-热水型溴化锂机组连接；所述减温减压装置与减温器连接，所述减温器、径向透平机、发电机和整流逆变器依次连接，所述径向透平机还与乏汽冷却器、集水箱依次连接；所述软化水箱、Y型过滤器与减温器依次连接。
2.根据权利要求1所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统，其特征在于，所述双压余热锅炉和减温减压装置之间设置有一号电动阀、隔离阀和手动阀。
3.根据权利要求1所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统，其特征在于，所述减温减压装置与减温器之间设置有二号电动阀，所述减温器和径向透平机之间设置有三号电动阀。
4.根据权利要求1所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统，其特征在于，所述软化水箱与Y型过滤器之间设置有截止阀和止回阀，所述Y型过滤器与减温器之间设置有调节阀。
5.根据权利要求1所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统，其特征在于，还包括一号能量输出端、二号能量输出端、三号能量输出端和四号能量输出端；所述一号能量输出端与蒸汽轮机连接，所述二号能量输出端与减温减压装置连接，所述三号能量输出端与径向透平机连接，所述四号能量输出端与蒸汽-热水型溴化锂机组连接。
6.一种如权利要求1-5中任一项权利要求所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：燃气轮机排气进入双压余热锅炉，双压余热锅炉产生的次高压次高温蒸汽进入蒸汽轮机做功发电，蒸汽轮机的排汽直接提供用户用蒸汽；双压余热锅炉排出的低压蒸汽作为蒸汽-热水型溴化锂机组的驱动蒸汽或换热机组的热源，双压余热锅炉产生的高温高压蒸汽一路经过减温减压装置直接供给热用户，另一路通过减温器降温后进入径向透平机驱动发电机发电，发出的电经过整流逆变器直接上网，径向透平机的出口蒸汽直接供给低温低压用户，过多的蒸汽则通过乏汽冷却器直接排至集水箱；软化水经软化水箱和Y型过滤器进入减温器用以冷却进入径向透平机前的蒸汽。
7.根据权利要求6所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统的工作方法，其特征在于，在夏季时，双压余热锅炉排出的低压蒸汽作为蒸汽-热水型溴化锂机组的驱动蒸汽；在冬季时，双压余热锅炉排出的低压蒸汽作为蒸汽-热水型溴化锂机组换热机组的热源。
8.根据权利要求6所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统的工作方法，其特征在于，径向透平机对于蒸汽的温度有一定的要求，双压余热锅炉出口蒸汽经减温后供给径向透平机，锅炉软化水作为径向透平机的减温水。
9.根据权利要求6所述的解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统的工作方法，其特征在于，不同用户对于蒸汽的压力与温度的要求不同且用汽量与额定负荷量相差较大，设计负荷较大而实际热用户较少；为解决上述问题，解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统可以满负荷运行，一路高温高压蒸汽经减温减压后直接供给热用户，另一路过剩的高压蒸汽经减温后供给径向透平机直接发电，经整流逆变后直接上网；做功后的低压蒸汽直接供给低压用户或经冷却器后直接排至排水沟。
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