CN111271750B - 基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统 - Google Patents

基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统 Download PDF

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Abstract

一种基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，包括蓄热器，蓄热器冷水管道，冷水管道自动调节阀，冷水管道自动关断阀，凝汽器，汽轮机，凝结水泵，轴封加热器，低压加热器，除氧器，给水泵，高压加热器，旁路自动关断阀，蓄热器热水管道，热网分支旁路，热网加热器，放热泵，热网分支旁路自动关断阀，蓄热分支旁路，蓄热泵，蓄热器加热器，蓄热分支旁路自动关断阀，第一分支旁路，第一分支旁路自动调节阀，第一分支旁路自动关断阀，第二分支旁路，第二分支旁路增压泵、第二分支旁路自动关断阀，蒸汽管道。本发明既能满足燃煤电厂调峰需求，又能满足大电网调频需求，同时能够提高现有蓄热器设备利用率，显著提高燃煤电厂的灵活性。

Description

基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统
技术领域
本发明涉及一种基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，可广泛应用于燃煤电厂灵活性改造中。
背景技术
能源是人类赖以生存和发展的基础，随着社会和经济的发展，对能源的需求不断增加，能源的开发和合理利用越来越受到人们的关注，同时，国家制定了一系列应对政策，使得用于供暖的燃煤锅炉逐渐退出历史舞台。因此，急需要一种清洁绿色能源供热、供暖。随着我国经济政策的调整，用电结构有了很大变化，轻工业和市政生活用电量不断上升，重工业的夜间用电量所占比重逐步相对减小，大电网的日夜负荷峰谷差已由原来的20%升高至30%~50%，而且还会上升，发达国家峰谷差已达50%~70%。现有能源结构也发生了显著的变革，风能、太阳能等可再生能源比例不断提高，化石能源比例不断下降。受制于可再生能源秉性，维护大电网稳定重任就落在了燃煤电厂身上，这就对燃煤电厂调频调峰能力提出了更高的要求。
针对以上问题，2016年6月和7月，国家能源局综合司分别下达了两批火电机组灵活性改造试点项目的通知，涉及电厂22个，44台机组。目前，电极锅炉联合蓄热器调峰技术往往只能应用在供暖季，非供暖季大量蓄热器闲置，造成资源的浪费。并且，目前蓄热器储能技术往往只能用在电厂调峰，面对大电网调频需求而无能为力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能满足燃煤电厂调峰需求、又能满足大电网调频需求、同时能够提高现有蓄热器设备利用率、显著提高燃煤电厂的灵活性的基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统。
为了达到上述目的，本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，包括蓄热器，安装在蓄热器下侧的蓄热器冷水管道，依次安装在蓄热器冷水管道上的冷水管道自动调节阀、冷水管道自动关断阀、凝汽器，与凝汽器通过管道相连接的汽轮机，与凝汽器通过管道相连接的凝结水泵，与凝结水泵通过管道相连接的轴封加热器，与轴封加热器通过管道相连接的低压加热器，与低压加热器通过管道相连接的除氧器，与除氧器通过管道相连接的给水泵，与给水泵通过管道相连接的高压加热器，一端与轴封加热器相连接、另一端与冷水管道自动调节阀、冷水管道自动关断阀的连接部位相连的旁路自动关断阀，安装在蓄热器上侧的蓄热器热水管道，并联连接在蓄热器冷水管道、蓄热器热水管道上的热网分支旁路，从蓄热器冷水管道连接端开始依次安装在热网分支旁路上的热网加热器、放热泵、热网分支旁路自动关断阀，并联连接在蓄热器冷水管道、蓄热器热水管道上的蓄热分支旁路，从蓄热器冷水管道连接端开始依次安装在蓄热分支旁路上的蓄热泵、蓄热器加热器、蓄热分支旁路自动关断阀，一端与蓄热器热水管道相连接、另一端与低压加热器、除氧器连接处相连接的第一分支旁路，自蓄热器热水管道端开始依次安装在第一分支旁路上的第一分支旁路自动调节阀、第一分支旁路自动关断阀，一端与蓄热器热水管道相连接、另一端与低压加热器、除氧器连接处相连接的第二分支旁路，自蓄热器热水管道端开始依次安装在第二分支旁路上的第二分支旁路增压泵、第二分支旁路自动关断阀，一端与汽轮机相连、另一端与蓄热器加热器相连的蒸汽管道。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的低压加热器，是单级或者多级加热器。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的高压加热器，是单级或者多级加热器。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的热网加热器，为间壁式加热器，能够利用蓄热器热水把热网水加热。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的蓄热器加热器，为间壁式加热器或混合式加热器，能够利用通过蒸汽管道输送来的汽轮机抽汽加热蓄热器冷水。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其工作原理是：依靠回热系统加热器的自平衡能力，当凝结水量减少时，水侧温度上升，汽侧饱和温度及压力也上升，使得抽汽压差减少，从而抽汽量下降，则减少的抽汽量流经汽轮机使输出电动率增加。当凝结水流量增加时，情况正好相反，输出的电功率减少，从而达到调频的目的。在非调峰时间，蓄热器利用多余抽汽储存热量。在调峰时间，蓄热器利用储存的热量进行供热，使机组低负荷运行，能够部分实现热电解耦，达到调峰目的。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其调频工作原理是：
当需要提高电网频率时，保持所述的凝结水泵水量不变，从而维持凝汽器液位稳定，轴封加热器出口凝结水依次通过旁路自动关断阀、冷水管道自动调节阀和蓄热器冷水管道输送至蓄热器，同时，蓄热器热水通过蓄热器热水管道，在增压泵的增压下，经过第二分支旁路自动关断阀输送至低压加热器出口，从而维持除氧器液位稳定。第一分支旁路自动关断阀、冷水管道自动关断阀、旁路自动关断阀、蓄热分支旁路自动关断阀和热网分支旁路自动关断阀处于关闭状态，此时，流经低压加热器的凝结水量减少，水侧温度上升，汽侧饱和温度及压力也上升，使得抽汽压差减少，从而抽汽量下降，则减少的抽汽量流经汽轮机使输出电功率增加。
当需要降低电网频率时，过程1是：将所述的凝结水泵水量增加，低压加热器出口凝结水依次通过第一分支旁路自动关断阀、第一分支旁路自动调节阀、蓄热器热水管道输送至蓄热器，从而维持除氧器液位稳定。同时，蓄热器冷水依次通过蓄热器冷水管道、冷水管道自动调节阀和冷水管道自动关断阀输送至凝汽器，从而维持凝汽器液位稳定。此时，流经低压加热器的凝结水量增加，水侧温度下降，汽侧饱和温度及压力也下降，使得抽汽压差增大从而抽汽量增加，流经汽轮机蒸汽量减少使其输出电功率减少。过程2是：将蓄热器冷水通过蓄热器冷水管道，在蓄热泵增压下，经过蓄热器加热器加热后，依次通过蓄热分支旁路自动关断阀、蓄热器热水管道输送至蓄热器，旁路自动关断阀和热网分支旁路自动关断阀处于关闭状态。此时，部分汽轮机抽汽用于加热蓄热器冷水，流经汽轮机蒸汽量减少使其输出电功率减少。过程1可单独进行，亦可联合过程2同步进行。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其调峰工作原理是：
当机组需要调峰时，将蓄热器热水通过蓄热器热水管道，经过热网分支旁路自动关断阀，在放热泵增压下，经过热网加热器冷却后，通过蓄热器冷水管道输送至蓄热器，蓄热器放热，热网水温度升高用于供暖。第一分支旁路自动关断阀、第二分支旁路自动关断阀、冷水管道自动关断阀、旁路自动关断阀和蓄热分支旁路自动关断阀处于关闭状态，此时，蓄热器放热用于热网供热，汽轮机供热抽汽减少甚至不抽汽，机组可以在低负荷下运行。
当机组不需要调峰时，将蓄热器冷水通过蓄热器冷水管道，在蓄热泵增压下，经过蓄热器加热器加热后，依次通过蓄热分支旁路自动关断阀、蓄热器热水管道输送至蓄热器，蓄热器蓄热，第一分支旁路自动关断阀、第二分支旁路自动关断阀、冷水管道自动关断阀、旁路自动关断阀和热网分支旁路自动关断阀处于关闭状态，此时蓄热器蓄热。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的自动关断阀，为电动、气动或者液压驱动的阀门，能够自动快速可靠的截止介质。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的自动调节阀，为电动、气动或者液压驱动的阀门，能够自动快速可靠的调节介质流量。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的放热泵、蓄热泵和增压泵，能够自动控制调节介质流量。
综上所述，本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，既能满足燃煤电厂调峰需求，又能满足大电网调频需求，同时能够提高现有蓄热器设备利用率，显著提高燃煤电厂的灵活性。
附图说明
以下结合附图及其实施例对本发明作更进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
在图1中，本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，包括蓄热器1，安装在蓄热器下侧的蓄热器冷水管道2，依次安装在蓄热器冷水管道上的冷水管道自动调节阀3、冷水管道自动关断阀4、凝汽器5，与凝汽器通过管道相连接的汽轮机6，与凝汽器通过管道相连接的凝结水泵7，与凝结水泵通过管道相连接的轴封加热器8，与轴封加热器通过管道相连接的低压加热器9，与低压加热器通过管道相连接的除氧器10，与除氧器通过管道相连接的给水泵11，与给水泵通过管道相连接的高压加热器12，一端与轴封加热器相连接、另一端与冷水管道自动调节阀、冷水管道自动关断阀的连接部位相连的旁路自动关断阀13，安装在蓄热器上侧的蓄热器热水管道14，并联连接在蓄热器冷水管道、蓄热器热水管道上的热网分支旁路15，从蓄热器冷水管道连接端开始依次安装在热网分支旁路上的热网加热器16、放热泵17、热网分支旁路自动关断阀18，并联连接在蓄热器冷水管道、蓄热器热水管道上的蓄热分支旁路19，从蓄热器冷水管道连接端开始依次安装在蓄热分支旁路上的蓄热泵20、蓄热器加热器21、蓄热分支旁路自动关断阀22，一端与蓄热器热水管道相连接、另一端与低压加热器、除氧器连接处相连接的第一分支旁路23，自蓄热器热水管道端开始依次安装在第一分支旁路上的第一分支旁路自动调节阀24、第一分支旁路自动关断阀25，一端与蓄热器热水管道相连接、另一端与低压加热器、除氧器连接处相连接的第二分支旁路26，自蓄热器热水管道端开始依次安装在第二分支旁路上的第二分支旁路增压泵27、第二分支旁路自动关断阀28，一端与汽轮机相连、另一端与蓄热器加热器相连的蒸汽管道29。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的低压加热器，是单级或者多级加热器。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的高压加热器，是单级或者多级加热器。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的热网加热器，为间壁式加热器，能够利用蓄热器热水把热网水加热。
本发明基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，所述的蓄热器加热器，为间壁式加热器或混合式加热器，能够利用通过蒸汽管道输送来的汽轮机抽汽加热蓄热器冷水。
此外，图1中，热网水进口a，热网水出口b。
综上所述，以上对本发明的较佳实施例进行了描述，需要指出的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其特征在于，包括蓄热器，安装在蓄热器下侧的蓄热器冷水管道，依次安装在蓄热器冷水管道上的冷水管道自动调节阀、冷水管道自动关断阀、凝汽器，与凝汽器通过管道相连接的汽轮机，与凝汽器通过管道相连接的凝结水泵，与凝结水泵通过管道相连接的轴封加热器，与轴封加热器通过管道相连接的低压加热器，与低压加热器通过管道相连接的除氧器，与除氧器通过管道相连接的给水泵，与给水泵通过管道相连接的高压加热器，一端与轴封加热器相连接、另一端与冷水管道自动调节阀、冷水管道自动关断阀的连接部位相连的旁路自动关断阀，安装在蓄热器上侧的蓄热器热水管道，并联连接在蓄热器冷水管道、蓄热器热水管道上的热网分支旁路，从蓄热器冷水管道连接端开始依次安装在热网分支旁路上的热网加热器、放热泵、热网分支旁路自动关断阀，并联连接在蓄热器冷水管道、蓄热器热水管道上的蓄热分支旁路，从蓄热器冷水管道连接端开始依次安装在蓄热分支旁路上的蓄热泵、蓄热器加热器、蓄热分支旁路自动关断阀，一端与蓄热器热水管道相连接、另一端与低压加热器、除氧器连接处相连接的第一分支旁路，自蓄热器热水管道端开始依次安装在第一分支旁路上的第一分支旁路自动调节阀、第一分支旁路自动关断阀，一端与蓄热器热水管道相连接、另一端与低压加热器、除氧器连接处相连接的第二分支旁路，自蓄热器热水管道端开始依次安装在第二分支旁路上的第二分支旁路增压泵、第二分支旁路自动关断阀，一端与汽轮机相连、另一端与蓄热器加热器相连的蒸汽管道。
2.根据权利要求1所述的基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其特征在于，所述的低压加热器，是单级或者多级加热器。
3.根据权利要求1所述的基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其特征在于，所述的高压加热器，是单级或者多级加热器。
4.根据权利要求1所述的基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其特征在于，所述的热网加热器，为间壁式加热器，能够利用蓄热器热水把热网水加热。
5.根据权利要求1所述的基于蓄热器的燃煤电厂调频调峰系统，其特征在于，所述的蓄热器加热器，为间壁式加热器或混合式加热器，能够利用通过蒸汽管道输送来的汽轮机抽汽加热蓄热器冷水。
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