CN109210613A - 一种基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统 - Google Patents

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赵世飞
吴霖鑫
董小波
戈志华
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    • F24D19/1003—Arrangement or mounting of control or safety devices for steam heating systems

Abstract

本发明属于煤电技术领域，特别涉及一种一种基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统；主要包括一体化蓄热系统，燃煤锅炉，高中压缸，低压缸，凝汽器，发电机，电热转换设备等；本发明利用一体化蓄热系统对锅炉烟气，高中压缸进汽，低压缸进汽，电热转换设备等热源进行蓄热，从而可以根据需要完成火电机组调峰的任务；本发明可同时考虑调峰要求和用能需求，灵活选择蓄热热源和蓄热用户；该发明可显著提高燃煤机组发电的调峰范围和运行可靠性。

Description

一种基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统
技术领域
本发明属于煤电技术领域，特别涉及一种基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统。
背景技术
随着我国社会的发展进入新常态，现有的能源消费结构调整面临着严峻的任务；新形势下能源结构调整最显著的特点就是风电，光电等可再生能源比重的增加，燃煤电厂发电比重下降；对我国目前而言，燃煤装机量处于过剩的状态，因此对于燃煤机组来说，首要问题就是解决其调峰困难的问题，对于非供热机组而言，其自身调峰能力通常只能达到40%，远不能达到新形势下灵活供电的要求，这就对燃煤机组调峰能力提出的更高的要求。
在现有技术下，燃煤机组降负荷后通常需要考虑的因素包括锅炉稳燃，低负荷下污染物脱除，汽轮机水冲击，辅机功率和安全，控制策略调整等，对于热电联产机组还存在着供热期“以热定电”运行造成的影响；通常可以通过对相应问题进行针对性的研究以解决相应的问题；其中，蓄热系统作为能源转换过程中重要的缓冲环节，常被应用于热电联产机组实现热电负荷的调整，其因技术较为成熟，结构简单被认为是“热电解耦”环节重要手段。
然而，目前蓄热在燃煤机组的应用通常热源也较为单一，通常为电锅炉或者供热抽汽，蓄热产品通常被用于区域供热领域；供热所需热水温度通常不会超过130℃，这就使电力转化热能和锅炉烟气利用的环节都存在较大的损失；并且，由于蓄热热源的差异，通常对电厂调峰能力和效率等产生不同的影响，不同区域的电厂在不同时段对调峰能力的需求也存在差异。
基于燃煤机组面临的以上问题，亟需一种既能满足复杂调峰需求，又能提高燃煤机组产品多样性的新型蓄热调峰系统，从而在保证电力供应的同时，显著提高机组的灵活性，使燃煤机组更能担当能源供给主力的任务。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统，用以解决背景技术中提到的燃煤机组锅炉调峰问题，从而使燃煤机组在完成调峰任务的同时可以灵活选择蓄热产品，以达到扩大机组调峰能力和蓄热适用性的目标。
为实现上述目标，本发明提出的技术方案是一种基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统，包括一体化蓄热系统1，燃煤锅炉13，高中压缸9，低压缸10，凝汽器14，发电机12，分流阀（6、7），电热转换设备8等，其特征在于，一体化蓄热系统1入口分别与燃煤锅炉13烟气管道2，分流阀6出口蒸汽管道3，分流阀7出口蒸汽管道4，电热转换装置8出口换热介质管道5连接，一体化蓄热系统1出口分别与燃煤锅炉13，凝汽器14热井，电热转换装置8入口连接；分流阀6入口与锅炉13出口蒸汽管道连接，出口分别与一体化蓄热系统1和高中压缸9入口连接；分流阀7入口与高中压缸9出口蒸汽管道连接，出口分别与一体化蓄热系统1和低压缸10入口连接；低压缸10出口与凝汽器14连接；高中压缸9，低压缸10和发电机12同轴连接；发电机12通过输电线11与电热转换装置8连接。
所述的烟气管道2热段在燃煤锅炉13开孔位置可以根据需要灵活选取，包括但不限于前屛换热器前后，后屏换热器前后，转向室等；一体化蓄热系统1出口烟气管道2与锅炉13连接部位可以根据需要灵活选取，包括但不限于省煤器之后，空气预热器之后等。
分流阀（6、7）可以开在蒸汽流程任意部位，包括但不限于主蒸汽，低压缸进口，具有再热循环的再热蒸汽段，具有二次再热循环的二次再热蒸汽段等；分流阀数量也可根据需要从1~10灵活选取。
所述的蒸汽管道（3、4）在一体化蓄热系统1之后可进入凝汽器14，也可进入除氧器。
所述的输电线11根据调峰需要可利用部分或全部由汽轮机产生的电。
所述的电热转换装置8包括但不限于热泵，电锅炉等电驱制热设备和流程。
本发明的收益效果为：（1）利用一体化蓄热系统可以实现蓄热过程的自定义化，根据用能和调峰需求灵活选择蓄热热源，一体化蓄热系统也可接收外来热源；（2）电厂可以通过蓄烟气热量，蒸汽热量和电制热实现不同程度的调峰，三者配合调节可满足复杂的热电负荷需求；（3）一体化蓄热系统可以产生不用的蓄热产品，满足多种用能需求，同时使蓄热过程温度更加匹配，减少换热㶲损失。
附图说明
图1为基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统
图中，1—一体化蓄热系统，2—烟气管道，3—蒸汽管道，4—蒸汽管道，5—换热介质管道，6—分流阀，7—分流阀，8—电热转换装置，9—高中压缸，10—低压缸，11—输电线，12—发电机，13—燃煤锅炉，14—凝汽器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实例对本发明作进一步说明；应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
图1为基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统，包括一体化蓄热系统1，燃煤锅炉13，高中压缸9，低压缸10，凝汽器14，发电机12，分流阀（6、7），电热转换设备8等，其特征在于，一体化蓄热系统1入口分别与燃煤锅炉13烟气管道2，分流阀6出口蒸汽管道3，分流阀7出口蒸汽管道4，电热转换装置8出口换热介质管道5连接，一体化蓄热系统1出口分别与燃煤锅炉13，凝汽器14热井，电热转换装置8入口连接；分流阀6入口与锅炉13出口蒸汽管道连接，出口分别与一体化蓄热系统1和高中压缸9入口连接；分流阀7入口与高中压缸9出口蒸汽管道连接，出口分别与一体化蓄热系统1和低压缸10入口连接；低压缸10出口与凝汽器14连接；高中压缸9，低压缸10和发电机12同轴连接；发电机12通过输电线11与电热转换装置8连接。
所述的烟气管道2热段在燃煤锅炉13开孔位置可以根据需要灵活选取，包括但不限于前屛换热器前后，后屏换热器前后，转向室等；一体化蓄热系统1出口烟气管道2与锅炉13连接部位可以根据需要灵活选取，包括但不限于省煤器之后，空气预热器之后等。
分流阀（6、7）可以开在蒸汽流程任意部位，包括但不限于主蒸汽，低压缸进口，具有再热循环的再热蒸汽段，具有二次再热循环的二次再热蒸汽段等；分流阀数量也可根据需要从1~10灵活选取。
所述的蒸汽管道（3、4）在一体化蓄热系统1之后可进入凝汽器14，也可进入除氧器。
所述的输电线11根据调峰需要可利用部分或全部由汽轮机产生的电。
所述的电热转换装置8包括但不限于热泵，电锅炉等电驱制热设备和流程。
本发明的收益效果为：（1）利用一体化蓄热系统可以实现蓄热过程的自定义化，根据用能和调峰需求灵活选择蓄热热源，一体化蓄热系统也可接收外来热源；（2）电厂可以通过蓄烟气热量，蒸汽热量和电制热实现不同程度的调峰，三者配合调节可满足复杂的热电负荷需求；（3）一体化蓄热系统可以产生不用的蓄热产品，满足多种用能需求，同时使蓄热过程温度更加匹配，减少换热㶲损失。
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 (6)

1.一种基于一体化蓄热系统的燃煤电厂调峰系统，包括一体化蓄热系统（1），燃煤锅炉（13），高中压缸（9），低压缸（10），凝汽器（14），发电机（12），分流阀（6、7），电热转换设备（8）等，其特征在于，一体化蓄热系统（1）入口分别与燃煤锅炉（13）烟气管道（2），分流阀（6）出口蒸汽管道（3），分流阀（7）出口蒸汽管道（4），电热转换装置（8）出口换热介质管道（5）连接，一体化蓄热系统（1）出口分别与燃煤锅炉（13），凝汽器（14）热井，电热转换装置（8）入口连接；分流阀（6）入口与锅炉（13）出口蒸汽管道连接，出口分别与一体化蓄热系统（1）和高中压缸（9）入口连接；分流阀（7）入口与高中压缸（9）出口蒸汽管道连接，出口分别与一体化蓄热系统（1）和低压缸（10）入口连接；低压缸（10）出口与凝汽器（14）连接；高中压缸（9），低压缸（10）和发电机（12）同轴连接；发电机（12）通过输电线（11）与电热转换装置（8）连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的烟气管道（2）热段在燃煤锅炉（13）开孔位置可以根据需要灵活选取，包括但不限于前屛换热器前后，后屏换热器前后，转向室等；一体化蓄热系统（1）出口烟气管道（2）与锅炉（13）连接部位可以根据需要灵活选取，包括但不限于省煤器之后，空气预热器之后等。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，分流阀（6、7）可以开在蒸汽流程任意部位，包括但不限于主蒸汽，低压缸进口，具有再热循环的再热蒸汽段，具有二次再热循环的二次再热蒸汽段等；分流阀数量也可根据需要从1~10灵活选取。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的蒸汽管道（3、4）在一体化蓄热系统（1）之后可进入凝汽器（14），也可进入除氧器。
5.据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的输电线（11）根据调峰需要可利用部分或全部由汽轮机产生的电。
6.权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的电热转换装置（8）包括但不限于热泵，电锅炉等电驱制热设备和流程。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111271750A (zh) * 2020-03-18 2020-06-12 青岛达能环保设备股份有限公司 基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统
CN113137288A (zh) * 2021-04-30 2021-07-20 上海电力大学 一种凝汽式机组多级蓄热调峰的热力系统

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