CN111852595A - 一种高效火电厂深度调峰系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效火电厂深度调峰系统及方法，#1锅炉的出口与#1汽轮机的入口及高温高压蒸汽集箱的入口相连通，#2锅炉的出口与高温高压蒸汽集箱的入口及#2汽轮机的入口相连通，高温高压蒸汽集箱的出口与#1汽轮机的入口及#2汽轮机的入口相连通，#1汽轮机的出口及#2汽轮机的出口与蒸汽储热热水罐的放热侧相连通，热网回水循环泵的出口与蒸汽储热热水罐的吸热侧入口相连通，热网供水循环泵的入口与蒸汽储热热水罐的吸热侧出口相连通；#1汽轮机与#1发电机相连接，#2汽轮机与#2发电机相连接，该系统及方法能够实现火电厂多台机组进行灵活深度调峰，且系统简单，投资成本低，收益较大。

Description

一种高效火电厂深度调峰系统及方法
技术领域
本发明属于火电厂深度调峰领域，涉及一种高效火电厂深度调峰系统及方法。
背景技术
随着近几年国家电力政策的变化，火电厂主要职能也同时发生转变，由供电主力转变为参与配合电网进行深度调峰。同时国家出台深度调峰电价补贴政策，大大刺激火电厂进行机组深度调峰改造的积极性。当前火电面临产能结构性过剩的风险，新能源面临极大的消纳压力。火电势必为了给新能源发展让路。火电机组面临着深度调峰。对于“三北”地区来说，供暖期的风火矛盾尤为突出，风力资源最好的时期正值冬季供暖期，加之部分省区热电机组占比过高、其他类别调峰电源相对匮乏，不断增长的供热需求和持续增加的清洁能源装机，造成调峰空间非常有限。特别是东北地区，火电绝大部分为热电联产机组，调峰能力仅为10％，影响新能源存量消纳和新能源增量发展，调峰容量的硬缺口造成部分区域新能源限电严重，致使热电机组唯有通过改造实现深度调峰。
目前，参与深度调峰的机组长时间偏离设计值运行，造成机组安全性经济性下降。从采取的技术和改造的实践来看，改造后的机组不同程度地存在锅炉低负荷稳燃和水动力循环的安全性问题、脱硝装置全负荷投入和汽轮机低负荷冷却问题、长期低负荷和快速变负荷时控制系统的灵活性问题、设备运行周期和寿命衰减的问题以及供热机组热电解耦等问题，都需要进一步攻关、优化解决。需设计一种新型高效火电厂深度调峰系统及方法，系统简单、投资小、收益大等优点，来实现机组深度调峰。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高效火电厂深度调峰系统及方法，该系统及方法能够实现火电厂多台机组进行灵活深度调峰，且系统简单，投资成本低，收益较大。
为达到上述目的，本发明所述的高效火电厂深度调峰系统包括#1锅炉、#1汽轮机、高温高压蒸汽集箱、#2锅炉、#2汽轮机、蒸汽储热热水罐、热网回水循环泵及热网供水循环泵；
#1锅炉的出口与#1汽轮机的入口及高温高压蒸汽集箱的入口相连通，#2锅炉的出口与高温高压蒸汽集箱的入口及#2汽轮机的入口相连通，高温高压蒸汽集箱的出口与#1汽轮机的入口及#2汽轮机的入口相连通，#1汽轮机的出口及#2汽轮机的出口与蒸汽储热热水罐的放热侧相连通，热网回水循环泵的出口与蒸汽储热热水罐的吸热侧入口相连通，热网供水循环泵的入口与蒸汽储热热水罐的吸热侧出口相连通；
#1汽轮机与#1发电机相连接，#2汽轮机与#2发电机相连接。
#1锅炉的出口经第一调阀与#1汽轮机的入口相连通，#1锅炉的出口经第二调阀与高温高压蒸汽集箱的入口相连通，高温高压蒸汽集箱的出口经第三调阀与#1汽轮机的入口相连通。
#2锅炉的出口经第四调阀与#2汽轮机的入口相连通，#2锅炉的出口经第五调阀与高温高压蒸汽集箱的入口相连通，高温高压蒸汽集箱的出口经第六调阀与#2汽轮机的入口相连通。
#1汽轮机的出口经#1抽气调阀与蒸汽储热热水罐的放热侧入口相连通。
#2汽轮机的出口经#2抽气调阀与蒸汽储热热水罐的放热侧入口相连通。
蒸汽储热热水罐吸热侧的下层区域与上层区域之间通过自循环泵相连通。
本发明所述的高效火电厂深度调峰方法包括以下步骤：
正常情况下，将#1锅炉与#1汽轮机接通，断开#1锅炉与高温高压蒸汽集箱之间的联系，将#2锅炉与#2汽轮机接通，断开#2锅炉与高温高压蒸汽集箱之间的联系，同时断开#1抽气调阀及#2抽气调阀，#1发电机与#2发电机单独发电运行；
当发电量过剩时，机组需要深度调峰，当#1锅炉启动时，打开第二调阀、第四调阀、第五调阀、第六调阀，将#1锅炉多余高温高压蒸汽通过第二调阀引入高温高压蒸汽集箱内，再通过第六调阀分配到#2汽轮机，使得#2发电机发电，其中，#2锅炉不需要启动；当#2锅炉启动时，关闭第四调阀及第六调阀，打开第一调阀、第二调阀、第三调阀及第五调阀，将#2锅炉的多余高温高压蒸汽通过第五调阀引入高温高压蒸汽集箱内，再通过第三调阀分配到#1汽轮机，使得#1发电机发电，其中，#1锅炉不需要启动；当此时有热负荷需求时，则打开#1抽气调阀及#2抽气调阀，将蒸汽储热热水罐与#1汽轮机和#2汽轮机连通，将多余热量从#1汽轮机和#2汽轮机内抽出储存在蒸汽储热热水罐中；
当冬季热电联产机组发电量需求大时，启动#1锅炉及#2锅炉，关闭第二调阀、第三调阀、第五调阀、第六调阀、#1抽气调阀及#2抽气调阀，通过#1发电机及#2发电机单独高负荷发电，供热所需热量从蒸汽储热热水罐供给，以减少抽气；
在供热时，热网回水通过热网回水循环泵送入到蒸汽储热热水罐吸热侧的下层区域，再通过自循环泵送到蒸汽储热热水罐吸热侧的上层区域中与蒸汽储热热水罐放热侧中的汽轮机抽气蒸汽进行换热，以加热热网水，然后通过热网供水循环泵送入到一次管网内为用户供热。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的高效火电厂深度调峰系统及方法在具体操作时，当需要深度调峰时，则将当前锅炉的多余高温高压蒸汽输入到高温高压蒸汽集箱中，然后将高温高压蒸汽集箱中的高温高压蒸汽输入到另一个锅炉对应的汽轮机中，同时可以将汽轮机多余的蒸汽排入蒸汽储热热水罐中，通过蒸汽储热热水罐及高温高压蒸汽集箱进行深度调峰，系统简单，投资成本低，收益较大。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为#1锅炉、2为#2锅炉、3为#1汽轮机、4为#2汽轮机、5为#1发电机、6为#2发电机、7为高温高压蒸汽集箱、8为蒸汽储热热水罐、9为第一调阀、10为第二调阀、11为第三调阀、12为第四调阀、13为第五调阀、14为第六调阀、15为#1抽气调阀、16为#2抽气调阀、17为热网回水循环泵、18为自循环泵、19为热网供水循环泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的高效火电厂深度调峰系统包括#1锅炉1、#1汽轮机3、高温高压蒸汽集箱7、#2锅炉2、#2汽轮机4、蒸汽储热热水罐8、热网回水循环泵17及热网供水循环泵19；#1锅炉1的出口与#1汽轮机3的入口及高温高压蒸汽集箱7的入口相连通，#2锅炉2的出口与高温高压蒸汽集箱7的入口及#2汽轮机4的入口相连通，高温高压蒸汽集箱7的出口与#1汽轮机3的入口及#2汽轮机4的入口相连通，#1汽轮机3的出口及#2汽轮机4的出口与蒸汽储热热水罐8的放热侧相连通，热网回水循环泵17的出口与蒸汽储热热水罐8的吸热侧入口相连通，热网供水循环泵19的入口与蒸汽储热热水罐8的吸热侧出口相连通；#1汽轮机3与#1发电机5相连接，#2汽轮机4与#2发电机6相连接。
#1锅炉1的出口经第一调阀9与#1汽轮机3的入口相连通，#1锅炉1的出口经第二调阀10与高温高压蒸汽集箱7的入口相连通，高温高压蒸汽集箱7的出口经第三调阀11与#1汽轮机3的入口相连通；#2锅炉2的出口经第四调阀12与#2汽轮机4的入口相连通，#2锅炉2的出口经第五调阀13与高温高压蒸汽集箱7的入口相连通，高温高压蒸汽集箱7的出口经第六调阀14与#2汽轮机4的入口相连通。
#1汽轮机3的出口经#1抽气调阀15与蒸汽储热热水罐8的放热侧入口相连通；#2汽轮机4的出口经#2抽气调阀16与蒸汽储热热水罐8的放热侧入口相连通；蒸汽储热热水罐8吸热侧的下层区域与上层区域之间通过自循环泵18相连通。
本发明所述的高效火电厂深度调峰方法包括以下步骤：
正常情况下，将#1锅炉1与#1汽轮机3接通，断开#1锅炉1与高温高压蒸汽集箱7之间的联系，将#2锅炉2与#2汽轮机4接通，断开#2锅炉2与高温高压蒸汽集箱7之间的联系，同时断开#1抽气调阀15及#2抽气调阀16，#1发电机5与#2发电机6单独发电运行；
当发电量过剩时，机组需要深度调峰，当#1锅炉1启动时，打开第二调阀10、第四调阀12、第五调阀13、第六调阀14，将#1锅炉1多余高温高压蒸汽通过第二调阀10引入高温高压蒸汽集箱7内，再通过第六调阀14分配到#2汽轮机4，使得#2发电机6发电，其中，#2锅炉2不需要启动；当#2锅炉2启动时，关闭第四调阀12及第六调阀14，打开第一调阀9、第二调阀10、第三调阀11及第五调阀13，将#2锅炉2的多余高温高压蒸汽通过第五调阀11引入高温高压蒸汽集箱7内，再通过第三调阀11分配到#1汽轮机3，使得#1发电机5发电，其中，#1锅炉1不需要启动；当此时有热负荷需求时，则打开#1抽气调阀15及#2抽气调阀16，将蒸汽储热热水罐8与#1汽轮机3和#2汽轮机4连通，将多余热量从#1汽轮机3和#2汽轮机4内抽出储存在蒸汽储热热水罐8中；
当冬季热电联产机组发电量需求大时，启动#1锅炉1及#2锅炉2，关闭第二调阀10、第三调阀11、第五调阀13、第六调阀14、#1抽气调阀15及#2抽气调阀16，通过#1发电机5及#2发电机6单独高负荷发电，供热所需热量从蒸汽储热热水罐8供给，以减少抽气；
在供热时，热网回水通过热网回水循环泵17送入到蒸汽储热热水罐8吸热侧的下层区域，再通过自循环泵18送到蒸汽储热热水罐8吸热侧的上层区域中与蒸汽储热热水罐8放热侧中的汽轮机抽气蒸汽(200～250℃)进行换热，加热热网水至95℃，然后通过热网供水循环泵19送入到一次管网内为用户供热。

Claims (7)

1.一种高效火电厂深度调峰系统，其特征在于，包括#1锅炉(1)、#1汽轮机(3)、高温高压蒸汽集箱(7)、#2锅炉(2)、#2汽轮机(4)、蒸汽储热热水罐(8)、热网回水循环泵(17)及热网供水循环泵(19)；
#1锅炉(1)的出口与#1汽轮机(3)的入口及高温高压蒸汽集箱(7)的入口相连通，#2锅炉(2)的出口与高温高压蒸汽集箱(7)的入口及#2汽轮机(4)的入口相连通，高温高压蒸汽集箱(7)的出口与#1汽轮机(3)的入口及#2汽轮机(4)的入口相连通，#1汽轮机(3)的出口及#2汽轮机(4)的出口与蒸汽储热热水罐(8)的放热侧相连通，热网回水循环泵(17)的出口与蒸汽储热热水罐(8)的吸热侧入口相连通，热网供水循环泵(19)的入口与蒸汽储热热水罐(8)的吸热侧出口相连通；
#1汽轮机(3)与#1发电机(5)相连接，#2汽轮机(4)与#2发电机(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的高效火电厂深度调峰系统，其特征在于，#1锅炉(1)的出口经第一调阀(9)与#1汽轮机(3)的入口相连通，#1锅炉(1)的出口经第二调阀(10)与高温高压蒸汽集箱(7)的入口相连通，高温高压蒸汽集箱(7)的出口经第三调阀(11)与#1汽轮机(3)的入口相连通。
3.根据权利要求2所述的高效火电厂深度调峰系统，其特征在于，#2锅炉(2)的出口经第四调阀(12)与#2汽轮机(4)的入口相连通，#2锅炉(2)的出口经第五调阀(13)与高温高压蒸汽集箱(7)的入口相连通，高温高压蒸汽集箱(7)的出口经第六调阀(14)与#2汽轮机(4)的入口相连通。
4.根据权利要求1所述的高效火电厂深度调峰系统，其特征在于，#1汽轮机(3)的出口经#1抽气调阀(15)与蒸汽储热热水罐(8)的放热侧入口相连通。
5.根据权利要求1所述的高效火电厂深度调峰系统，其特征在于，#2汽轮机(4)的出口经#2抽气调阀(16)与蒸汽储热热水罐(8)的放热侧入口相连通。
6.根据权利要求1所述的高效火电厂深度调峰系统，其特征在于，蒸汽储热热水罐(8)吸热侧的下层区域与上层区域之间通过自循环泵(18)相连通。
7.一种高效火电厂深度调峰方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的高效火电厂深度调峰系统，包括以下步骤：
正常情况下，将#1锅炉(1)与#1汽轮机(3)接通，断开#1锅炉(1)与高温高压蒸汽集箱(7)之间的联系，将#2锅炉(2)与#2汽轮机(4)接通，断开#2锅炉(2)与高温高压蒸汽集箱(7)之间的联系，同时断开#1抽气调阀(15)及#2抽气调阀(16)，#1发电机(5)与#2发电机(6)单独发电运行；
当发电量过剩时，机组需要深度调峰，当#1锅炉(1)启动时，打开第二调阀(10)、第四调阀(12)、第五调阀(13)、第六调阀(14)，将#1锅炉(1)多余高温高压蒸汽通过第二调阀(10)引入高温高压蒸汽集箱(7)内，再通过第六调阀(14)分配到#2汽轮机(4)，使得#2发电机(6)发电，其中，#2锅炉(2)不需要启动；当#2锅炉(2)启动时，关闭第四调阀(12)及第六调阀(14)，打开第一调阀(9)、第二调阀(10)、第三调阀(11)及第五调阀(13)，将#2锅炉(2)的多余高温高压蒸汽通过第五调阀(11)引入高温高压蒸汽集箱(7)内，再通过第三调阀(11)分配到#1汽轮机(3)，使得#1发电机(5)发电，其中，#1锅炉(1)不需要启动；当此时有热负荷需求时，则打开#1抽气调阀(15)及#2抽气调阀(16)，将蒸汽储热热水罐(8)与#1汽轮机(3)和#2汽轮机(4)连通，将多余热量从#1汽轮机(3)和#2汽轮机(4)内抽出储存在蒸汽储热热水罐(8)中；
当冬季热电联产机组发电量需求大时，启动#1锅炉(1)及#2锅炉(2)，关闭第二调阀(10)、第三调阀(11)、第五调阀(13)、第六调阀(14)、#1抽气调阀(15)及#2抽气调阀(16)，通过#1发电机(5)及#2发电机(6)单独高负荷发电，供热所需热量从蒸汽储热热水罐(8)供给，以减少抽气；
在供热时，热网回水通过热网回水循环泵(17)送入到蒸汽储热热水罐(8)吸热侧的下层区域，再通过自循环泵(18)送到蒸汽储热热水罐(8)吸热侧的上层区域中与蒸汽储热热水罐(8)放热侧中的汽轮机抽气蒸汽进行换热，以加热热网水，然后通过热网供水循环泵(19)送入到一次管网内为用户供热。
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