CN113464221A - 一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统 - Google Patents

一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，包括熔融盐储热系统、熔融盐放热系统、工业蒸汽发生系统、汽轮机抽汽冷却系统和汽轮机‑锅炉系统。所述熔融盐储热系统包括热熔融盐罐，所述热熔融盐罐通过热熔融盐泵与工业蒸汽发生系统连接；所述熔融盐放热系统包括冷熔融盐罐，所述冷熔融盐罐通过冷熔融盐泵与汽轮机抽汽冷却系统连接。本发明可有效提高热电厂工业供汽能力，并进一步解决工业供汽用户需求与热电厂供汽能力不匹配的问题，具有很强的灵活性。

Description

一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统
技术领域
本发明涉及储能、工业供汽以及机组灵活调峰领域，特别涉及一种利用熔融盐储放热实现工业蒸汽扩容增效以及灵活性调峰的系统。
背景技术
随着我国经济的不断发展，工业蒸汽用量迅速增长，以此同时国内环保政策不断收紧，排放不达标的小锅炉逐渐关停，大型热电联产企业成为了工业供热的主力热源。一方面工业用户具有明显的负荷波动性，具体表现为白天用汽量大，夜间用汽量小，另一方面热电厂白天电负荷大，夜间电负荷少，二者存在矛盾关系。
部分工业蒸汽用户蒸汽用量大且稳定，但热电厂受调峰影响，无法维持较高负荷率，不能满足大用户蒸汽参数的需要。
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，而提供一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，其特征是，包括熔融盐储热系统、熔融盐放热系统、工业蒸汽发生系统、汽轮机抽汽冷却系统和汽轮机-锅炉系统；
所述熔融盐储热系统包括热熔融盐罐，所述热熔融盐罐通过热熔融盐泵与工业蒸汽发生系统连接；
所述熔融盐放热系统包括冷熔融盐罐，所述冷熔融盐罐通过冷熔融盐泵与汽轮机抽汽冷却系统连接；
所述工业蒸汽发生系统包括给水系统、一级加热器、二级加热器、三级加热器、四级加热器、汽水分离器和集汽联箱一，所述热熔融盐泵、四级加热器、三级加热器、二级加热器、一级加热器和冷熔融盐罐依次连接，同时，所述给水系统、一级加热器、二级加热器、汽水分离器、四级加热器和集汽联箱一依次连接，且汽水分离器与三级加热器连接；
所述汽轮机抽汽冷却系统包括一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器、集汽联箱二和热网加热器，所述冷熔融盐泵、三级冷却器、二级冷却器、一级冷却器和热熔融盐罐依次连接，同时，所述一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器和集汽联箱二依次连接，所述和热网加热器也与三级冷却器连接；
所述汽轮机-锅炉系统包括减温减压器、锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、凝汽器和发电机，高压缸、中压缸、低压缸和发电机依次连接，所述锅炉、减温减压器和一级冷却器依次连接，所述锅炉还分别与高压缸、中压缸和一级冷却器连接，所述中压缸与低压缸连接，所述低压缸与凝汽器连接，所述三级冷却器还分别与低压缸和凝汽器连接。
进一步的，系统利用汽轮机的热再抽汽作为加热热源，通过一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器将冷熔融盐罐中的低温熔融盐加热至高温状态熔融盐，熔融盐通过冷熔融盐泵输送至热熔融盐罐中储存。
进一步的，给水系统包括除盐水管道，所述除盐水管道上安装有增压泵，除盐水经过增压泵后依次进入一级加热器、二级加热器和三级加热器达到饱和蒸汽后通过汽水分离器将饱和蒸汽进行分离，之后进入四级加热器进行进一步加热至过热蒸汽，最后进入集汽联箱一，供给工业蒸汽用户。
进一步的，在给水系统中，原机组给水泵抽头也与一级加热器连接，原机组给水泵抽头作为增压泵的备用高压水源。
进一步的，汽轮机抽汽经过一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器后进入集汽联箱二供给不同参数的工业用户。
根据不同的运行模式和外界负荷的变化，系统经过运行方式调整后，汽轮机抽汽经过冷却后进入热网加热器或机组低压缸，紧急情况下可直接进入凝汽器。
进一步的，调峰蓄热工况时，锅炉的部分蒸汽通过热再或者主汽经过减温减压器后进入一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器，经过冷却后进入汽轮机低压缸、集汽联箱二或热网加热器，此时蒸汽热量被储存在热熔融盐罐中，工业蒸汽发生系统可不工作或低负荷工作，冷态熔融盐通过冷熔融盐泵进入热熔融盐罐。
进一步的，调峰放热工况时，除盐水经过增压泵后依次进入一级加热器、二级加热器、三级加热器，达到饱和蒸汽后通过汽水分离器将饱和蒸汽进行分离，之后进入四级加热器进行进一步加热至过热蒸汽，最后进入集汽联箱一，供给工业蒸汽用户，此时汽轮机抽汽冷却系统可不工作或低负荷工作，热态熔融盐通过热熔融盐泵进入冷熔融盐罐。
进一步的，蒸汽扩容增效工况时，工业蒸汽发生系统、汽轮机抽汽冷却系统、熔融盐储热系统以及熔融盐放热系统均工作，通过增压泵调整给水压力，产生不同参数的工业蒸汽。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
本发明设计合理，将熔融盐储热系统与热电厂工业供热有机结合，利用熔融盐蓄放热的特点可有效的解决工业蒸汽用户负荷波动的问题。
本发明利用熔融盐蓄放热的特点可有效的解决热电厂机组负荷波动大，电力深度调峰导致的工业抽汽能力不足的问题。
本发明可根据工业用户需求，在不改变热源参数的条件下，提供不同的工业供汽参数，供汽范围广。
本发明通过不同运行工况的切换，可扩大供热机组的供热能力以及提高机组的调峰能力，同时系统中的冗余设计可有效的保证系统安全稳定运行，具备较高实际运行价值。
附图说明
图1是本发明系统在调峰蓄热、放热工况下的结构示意图。
图2是本发明系统在扩容增效工况下的结构示意图。
图中：热熔融盐罐1、冷熔融盐罐2、集汽联箱一3、集汽联箱二4、热网加热器5、四级加热器6、三级加热器7、二级加热器8、一级加热器9、汽水分离器10、增压泵11、一级冷却器12、二级冷却器13、三级冷却器14、冷熔融盐泵15、热熔融盐泵16、减温减压器17、锅炉18、高压缸19、中压缸20、低压缸21、凝汽器22、发电机23。
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。
参见图1，本实施例中，一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，包括熔融盐储热系统、熔融盐放热系统、工业蒸汽发生系统、汽轮机抽汽冷却系统和汽轮机-锅炉系统。
熔融盐储热系统包括热熔融盐罐1，热熔融盐罐1通过热熔融盐泵16与工业蒸汽发生系统连接；热熔融盐经过四级加热器6、三级加热器7、二级加热器8、一级加热器9降温后进入冷熔融盐罐2中储存。
熔融盐放热系统包括冷熔融盐罐2，冷熔融盐罐2通过冷熔融盐泵15与汽轮机抽汽冷却系统连接；低温熔融盐经过三级冷却器14、二级冷却器13、一级冷却器12加热后进入热熔融盐罐1中储存。
在冷熔融盐泵15和热熔融盐泵16的共同作用下，实现熔融盐的流动。
工业蒸汽发生系统包括给水系统、一级加热器9、二级加热器8、三级加热器7、四级加热器6、汽水分离器10和集汽联箱一3，热熔融盐泵16、四级加热器6、三级加热器7、二级加热器8、一级加热器9和冷熔融盐罐2依次连接，同时，给水系统、一级加热器9、二级加热器8、汽水分离器10、四级加热器6和集汽联箱一3依次连接，且汽水分离器10与三级加热器7连接；给水系统包括除盐水管道，除盐水管道上安装有增压泵11，原机组给水泵抽头也与一级加热器9连接，原机组给水泵抽头作为增压泵11的备用高压水源；给水系统的带压除盐水经过一级加热器9、二级加热器8、三级加热器7产生饱和蒸汽，最后经过四级加热器6进一步加热变成过热蒸汽，汇入集汽联箱一3，再供给不同的工业热用户，在此过程中热熔融盐将热量传递给除盐水，实现放热过程。
汽轮机抽汽冷却系统包括一级冷却器12、二级冷却器13、三级冷却器14、集汽联箱二4和热网加热器5，冷熔融盐泵15、三级冷却器14、二级冷却器13、一级冷却器12和热熔融盐罐1依次连接，同时，一级冷却器12、二级冷却器13、三级冷却器14和集汽联箱二4依次连接，和热网加热器5也与三级冷却器14连接；汽轮机抽汽经过一级冷却器12、二级冷却器13、三级冷却器14冷却器后进入集汽联箱4供给不同参数的工业用户，在此过程中冷熔融盐吸收来自汽轮机抽汽的热量，实现蓄热过程。
汽轮机-锅炉系统包括减温减压器17、锅炉18、高压缸19、中压缸20、低压缸21、凝汽器22和发电机23，高压缸19、中压缸20、低压缸21和发电机23依次连接，锅炉18、减温减压器17和一级冷却器12依次连接，锅炉18还分别与高压缸19、中压缸20和一级冷却器12连接，中压缸20与低压缸21连接，低压缸21与凝汽器22连接，三级冷却器14还分别与低压缸21和凝汽器22连接；锅炉18产生的蒸汽部分进入高压缸19、中压缸20和低压缸21中做功，乏汽排入凝汽器22，实现热能到电能的转换。
如图1所示，调峰蓄热工况时，锅炉18的部分蒸汽通过热再或者主汽经过减温减压器17后进入一级冷却器12、二级冷却器13和三级冷却器14，经过冷却后进入汽轮机低压缸21、集汽联箱二4或热网加热器5，此时蒸汽热量被储存在热熔融盐罐1中，工业蒸汽发生系统可不工作或低负荷工作，冷态熔融盐通过冷熔融盐泵15进入热熔融盐罐1，此时可通过进一步调整冷却后进入低压缸21的蒸汽流量，精细调整发电量和供热量。
如图1所示，调峰放热工况时，除盐水经过增压泵11后依次进入一级加热器9、二级加热器8、三级加热器7，达到饱和蒸汽后通过汽水分离器10将饱和蒸汽进行分离，之后进入四级加热器6进行进一步加热至过热蒸汽，最后进入集汽联箱一3，供给工业蒸汽用户，此时汽轮机抽汽冷却系统可不工作或低负荷工作，热态熔融盐通过热熔融盐泵16进入冷熔融盐罐2，此时可通过调整除盐水给水压力，结合系统调整，可产生不同参数的工业蒸汽。
如图2所示，蒸汽扩容增效工况时，工业蒸汽发生系统、汽轮机抽汽冷却系统、熔融盐储热系统以及熔融盐放热系统均工作，冷熔融盐通过多级冷却器吸收来自汽轮机抽汽的热量，并通过冷熔融盐泵15进入热熔融盐罐1实现蓄热过程，热熔融盐通过多级加热器将热量传递给除盐水产生蒸汽，并通过热冷熔融盐泵16进入冷熔融盐罐2实现放热过程，通过增压泵11调整给水压力，产生不同参数的工业蒸汽，满足不同的工业用户需求。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，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 (6)

1.一种基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，其特征是，包括熔融盐储热系统、熔融盐放热系统、工业蒸汽发生系统、汽轮机抽汽冷却系统和汽轮机-锅炉系统；
所述熔融盐储热系统包括热熔融盐罐（1），所述热熔融盐罐（1）通过热熔融盐泵（16）与工业蒸汽发生系统连接；
所述熔融盐放热系统包括冷熔融盐罐（2），所述冷熔融盐罐（2）通过冷熔融盐泵（15）与汽轮机抽汽冷却系统连接；
所述工业蒸汽发生系统包括给水系统、一级加热器（9）、二级加热器（8）、三级加热器（7）、四级加热器（6）、汽水分离器（10）和集汽联箱一（3），所述热熔融盐泵（16）、四级加热器（6）、三级加热器（7）、二级加热器（8）、一级加热器（9）和冷熔融盐罐（2）依次连接，同时，所述给水系统、一级加热器（9）、二级加热器（8）、汽水分离器（10）、四级加热器（6）和集汽联箱一（3）依次连接，且汽水分离器（10）与三级加热器（7）连接；
所述汽轮机抽汽冷却系统包括一级冷却器（12）、二级冷却器（13）、三级冷却器（14）、集汽联箱二（4）和热网加热器（5），所述冷熔融盐泵（15）、三级冷却器（14）、二级冷却器（13）、一级冷却器（12）和热熔融盐罐（1）依次连接，同时，所述一级冷却器（12）、二级冷却器（13）、三级冷却器（14）和集汽联箱二（4）依次连接，所述和热网加热器（5）也与三级冷却器（14）连接；
所述汽轮机-锅炉系统包括减温减压器（17）、锅炉（18）、高压缸（19）、中压缸（20）、低压缸（21）、凝汽器（22）和发电机（23），高压缸（19）、中压缸（20）、低压缸（21）和发电机（23）依次连接，所述锅炉（18）、减温减压器（17）和一级冷却器（12）依次连接，所述锅炉（18）还分别与高压缸（19）、中压缸（20）和一级冷却器（12）连接，所述中压缸（20）与低压缸（21）连接，所述低压缸（21）与凝汽器（22）连接，所述三级冷却器（14）还分别与低压缸（21）和凝汽器（22）连接。
2.根据权利要求1所述的基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，其特征是，利用汽轮机的热再抽汽作为加热热源，通过一级冷却器（12）、二级冷却器（13）、三级冷却器（14）将冷熔融盐罐（2）中的低温熔融盐加热至高温状态熔融盐，熔融盐通过冷熔融盐泵（15）输送至热熔融盐罐（1）中储存。
3.根据权利要求1所述的基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，其特征是，给水系统包括除盐水管道，所述除盐水管道上安装有增压泵（11），除盐水经过增压泵（11）后依次进入一级加热器（9）、二级加热器（8）和三级加热器（7）达到饱和蒸汽后通过汽水分离器（10）将饱和蒸汽进行分离，之后进入四级加热器（6）进行进一步加热至过热蒸汽，最后进入集汽联箱一（3），供给工业蒸汽用户。
4.根据权利要求3所述的基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，其特征是，在给水系统中，原机组给水泵抽头也与一级加热器（9）连接，原机组给水泵抽头作为增压泵（11）的备用高压水源。
5.根据权利要求1所述的基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，其特征是，汽轮机抽汽经过一级冷却器（12）、二级冷却器（13）、三级冷却器（14）后进入集汽联箱二（4）供给不同参数的工业用户；
根据不同的运行模式和外界负荷的变化，系统经过运行方式调整后，汽轮机抽汽经过冷却后进入热网加热器（5）或机组低压缸（21），紧急情况下直接进入凝汽器（22）。
6.根据权利要求3或4所述的基于熔融盐蓄放热蒸汽扩容增效以及灵活性调峰系统，其特征是，调峰蓄热工况时，锅炉（18）的部分蒸汽通过热再或者主汽经过减温减压器（17）后进入一级冷却器（12）、二级冷却器（13）和三级冷却器（14），经过冷却后进入汽轮机低压缸（21）、集汽联箱二（4）或热网加热器（5），此时蒸汽热量被储存在热熔融盐罐（1）中，工业蒸汽发生系统可不工作或低负荷工作，冷态熔融盐通过冷熔融盐泵（15）进入热熔融盐罐（1）；
调峰放热工况时，除盐水经过增压泵（11）后依次进入一级加热器（9）、二级加热器（8）、三级加热器（7），达到饱和蒸汽后通过汽水分离器（10）将饱和蒸汽进行分离，之后进入四级加热器（6）进行进一步加热至过热蒸汽，最后进入集汽联箱一（3），供给工业蒸汽用户，此时汽轮机抽汽冷却系统可不工作或低负荷工作，热态熔融盐通过热熔融盐泵（16）进入冷熔融盐罐（2）；
蒸汽扩容增效工况时，工业蒸汽发生系统、汽轮机抽汽冷却系统、熔融盐储热系统以及熔融盐放热系统均工作，通过增压泵（11）调整给水压力，产生不同参数的工业蒸汽。
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