CN114738721A - 双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及城市供暖脱煤及网源荷储技术领域，尤其涉及一种双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助方法。1)供暖期时，一是充分利用电网过剩及低谷电能，直接加热水蒸汽，通过蒸汽换热器，到区域热网，向不同用户供暖；二是充分利用电网过剩及低谷电能，将常温熔盐储罐内二元混合熔盐加热，并输送至高温熔盐储罐中储存备用；2)非供暖期时，仅利用电网过剩及低谷电能，将常温熔盐储罐中二元混合熔盐加热，加热后输送至高温熔盐储罐中储存。当电网负荷需求时，将一定容量的二元混合熔盐抽入蒸汽发生器产生蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机满负荷发电，实现为电网削峰填谷、网源荷储互助以及事故备用功能。
Description
技术领域
本发明涉及城市供暖脱煤及网源荷储技术领域，尤其涉及一种双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助方法。
背景技术
落实满足构建新能源为主体的新型电力系统，以电力供给侧与工业消费侧融合创新发展，采用更加优化的多能源互补系统实现供暖，提升单一系统供热稳定性和清洁能源贡献率，实现燃煤电厂的转型升级高质量发展，维护燃煤电厂的新业态长期生存发展需要，是解决北方地区清洁取暖工作的重要技术方案。解决城市供暖脱煤技术及网源荷储互助成为丞待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助方法，实现非供暖期深度调峰，满足新能源发展为目标；实现非供暖期新型燃煤电厂去煤化，实现新能源调峰电源为主的绿色发展目标，为进入全面绿色发展阶段做好充分的准备。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，包括超音频电磁感应加热设备、高温熔盐储罐、常温熔盐储罐、熔盐蒸汽发生器、电磁感应蒸汽发生器、蒸汽涡轮发电机与蒸汽换热器；超音频电磁感应加热设备与高温熔盐储罐管道相连，高温熔盐储罐与熔盐蒸汽发生器管道相连，熔盐蒸汽发生器与常温熔盐储罐管道相连，常温熔盐储罐与高温熔盐储罐管道相连，常温熔盐储罐与超音频电磁感应加热设备管道相连；电磁感应蒸汽发生器与蒸汽换热器管道相连，相连管道设有分支管道与熔盐蒸汽发生器相连，蒸汽换热器与热网相连；蒸汽涡轮发电机、超音频电磁感应加热设备、电磁感应蒸汽发生器均与电网电性相连。
所述蒸汽涡轮发电机通过升压变压器与电网电性相连。
所述超音频电磁感应加热设备通过降压变压器与电网电性相连。
所述蒸汽涡轮发电机通过管道与熔盐蒸汽发生器相连，相连管道上设有第一水泵。
所述电磁感应蒸汽发生器与蒸汽换热器相连的管道上设有第二水泵。
所述超音频电磁感应加热设备包括料筒、绝缘隔热层、螺旋电磁感应线圈与变频及功率调节装置；料筒为采用金属材料制成的筒体，绝缘隔热层套在料筒外部，螺旋电磁感应线圈环绕在绝缘隔热层外表面，螺旋电磁感应线圈与变频及功率调节装置电性相连，变频及功率调节装置与电网电性相连。
一种双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助方法，具体包括：
1)供暖期时，通过两种方式为区域热网提供热能：
一是充分利用电网过剩及低谷电能，通过变压器启动电磁感应蒸汽发生器，直接加热水蒸汽，通过蒸汽换热器，到区域热网，向不同用户供暖；
二是向常温熔盐储罐注入溶解的二元混合熔盐，充分利用电网过剩及低谷电能，通过变压器启动超音频电磁感应加热设备，将常温熔盐储罐内二元混合熔盐加热，并输送至高温熔盐储罐中储存备用；
当电能峰段高电价或电磁感应蒸汽发生器故障检修时，按需将高温熔盐储罐内备用的二元混合熔盐抽出，输送至熔盐蒸汽发生器，通过高温二元混合熔盐释放热量，加热熔盐蒸汽发生器内的水，形成预置的水蒸汽产量，通过旁路到蒸汽换热器，到区域热网，向不同用户供暖；
电网电源缺额时，将高温熔盐储罐过剩的二元混合熔盐抽入蒸汽发生器内，产生蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机满负荷发电，起到电网中网源荷储互助的作用；
2)非供暖期时，仅利用电网过剩及低谷电能，通过变压器启动超音频电磁感应加热设备，将常温熔盐储罐中二元混合熔盐加热，加热后输送至高温熔盐储罐中储存；
当电网负荷需求时，将一定容量的二元混合熔盐抽入蒸汽发生器产生蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机满负荷发电，实现为电网削峰填谷、网源荷储互助以及事故备用功能。
所述步骤1)二元混合熔盐按重量百分比计，包括如下组分：55％～65％硝酸钠和35％～45％硝酸钾。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明实现了电网过剩及低谷电能加热水蒸汽供热及二元盐储能。
2)本发明助力城市供暖脱煤，有效提升城市二氧化碳减排及清洁能源消纳空间，实现网、源、荷、储互动与多种能源之间的互补。
3)将高温熔盐储罐内储备的二元混合熔盐转换成水蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机发电，实现“电-热-电”的储能发电过程，起到“削峰填谷”的作用，维护电网的用电安全。
附图说明
图1为本发明结构示意及工艺原理图；
图2为本发明超音频电磁感应加热设备结构示意图。
图中：1-超音频电磁感应加热设备 2-高温熔盐储罐 3-常温熔盐储罐 4-熔盐蒸汽发生器 5-蒸汽涡轮发电机 6-升压变压器 7-降压变压器 8-电磁感应蒸汽发生器 9-蒸汽换热器 10-热网 101-第一水泵 102-第二水泵 11-料筒 12-绝缘隔热层 13-螺旋电磁感应线圈 14-变频及功率调节装置
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
【实施例】
如图1～2所示，双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，包括超音频电磁感应加热设备1、高温熔盐储罐2、常温熔盐储罐3、熔盐蒸汽发生器4、电磁感应蒸汽发生器8、蒸汽涡轮发电机5与蒸汽换热器9。
超音频电磁感应加热设备1包括料筒11、绝缘隔热层12、螺旋电磁感应线圈13、变频及功率调节装置14以及控制器。料筒11为采用不锈钢制成的筒体，料筒11设有入口与出口，料筒11外部设有绝缘隔热层12，绝缘隔热层12采用高强度耐高温的保温绝缘材料制作，螺旋电磁感应线圈13环绕在绝缘隔热层12外表面，螺旋电磁感应线圈13与变频及功率调节装置14电性相连，变频及功率调节装置14为现有技术，变频及功率调节装置 14的输出频率为20kHZ，变频及功率调节装置14通过与降压变压器7降压与电网电性相连。超音频电磁感应加热设备1具备变频及功率调节功能，可以按需进行无极调控，包括加热频率、预置功率、加热组别。
超音频电磁感应加热设备1与高温熔盐储罐2入口管道相连，高温熔盐储罐2出口与熔盐蒸汽发生器4入口管道相连，熔盐蒸汽发生器4出口与常温熔盐储罐3管道相连，常温熔盐储罐3入口与高温熔盐储罐2出口管道相连，常温熔盐储罐3与超音频电磁感应加热设备1入口相连。熔盐蒸汽发生器4出口通过管道与蒸汽涡轮发电机5相连。
电磁感应蒸汽发生器8与蒸汽换热器9管道相连，相连管道设有分支管道与熔盐蒸汽发生器4相连，蒸汽换热器9与热网相连。电磁感应蒸汽发生器8与蒸汽换热器9相连的管道上设有第二水泵102。
电磁感应蒸汽发生器8与电网电性相连，蒸汽涡轮发电机5通过升压变压器6与电网电性相连，超音频电磁感应加热设备1通过降压变压器7与电网电性相连。
蒸汽涡轮发电机5出口通过管道与熔盐蒸汽发生器4相连，相连管道上设有第一水泵 101。
一种双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助方法，具体包括：
1)供暖期时，通过两种方式为区域热网提供热能：
一是充分利用电网过剩及低谷电能，通过降压变压器7启动电磁感应蒸汽发生器8，直接加热水蒸汽，通过蒸汽换热器9，到区域热网，向不同用户供暖。
二是向常温熔盐储罐3注入溶解的二元混合熔盐，充分利用电网过剩及低谷电能，通过降压变压器7启动超音频电磁感应加热设备1，将常温熔盐储罐3内二元混合熔盐加热，并输送至高温熔盐储罐2中储存备用。二元混合熔盐按重量百分比计，包括如下组分： 55％～65％硝酸钠和35％～45％硝酸钾。
当电能峰段高电价或电磁感应蒸汽发生器故障检修时，按需将高温熔盐储罐2内备用的二元混合熔盐抽出，输送至熔盐蒸汽发生器4，通过高温二元混合熔盐释放热量，加热熔盐蒸汽发生器4内的水，形成预置的水蒸汽产量，通过旁路到蒸汽换热器9，到区域热网，向不同用户供暖；
电网电源缺额时，将高温熔盐储罐2过剩的二元混合熔盐抽入熔盐蒸汽发生器4内，产生蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机5满负荷发电，起到电网中网源荷储互助的作用；
2)非供暖期时，仅利用电网过剩及低谷电能，通过降压变压器7启动超音频电磁感应加热设备1，将常温熔盐储罐3中二元混合熔盐加热，加热后输送至高温熔盐储罐2中储存；
当电网负荷需求时，将一定容量的二元混合熔盐抽入熔盐蒸汽发生器4产生蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机5满负荷发电，实现为电网削峰填谷、网源荷储互助以及事故备用功能。
本发明实现了电网过剩及低谷电能加热水蒸汽供热及二元盐储能。本发明助力城市供暖脱煤，有效提升城市二氧化碳减排及清洁能源消纳空间，实现网、源、荷、储互动与多种能源之间的互补。本发明将高温熔盐储罐2内储备的二元混合熔盐转换成水蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机5发电，实现“电-热-电”的储能发电过程，起到“削峰填谷”的作用，维护电网的用电安全。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，其特征在于：包括超音频电磁感应加热设备、高温熔盐储罐、常温熔盐储罐、熔盐蒸汽发生器、电磁感应蒸汽发生器、蒸汽涡轮发电机与蒸汽换热器；超音频电磁感应加热设备与高温熔盐储罐管道相连，高温熔盐储罐与熔盐蒸汽发生器管道相连，熔盐蒸汽发生器与常温熔盐储罐管道相连，常温熔盐储罐与高温熔盐储罐管道相连，常温熔盐储罐与超音频电磁感应加热设备管道相连；电磁感应蒸汽发生器与蒸汽换热器管道相连，相连管道设有分支管道与熔盐蒸汽发生器相连，蒸汽换热器与热网相连；蒸汽涡轮发电机、超音频电磁感应加热设备、电磁感应蒸汽发生器均与电网电性相连。
2.根据权利要求1所述的双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，其特征在于：所述蒸汽涡轮发电机通过升压变压器与电网电性相连。
3.根据权利要求1所述的双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，其特征在于：所述超音频电磁感应加热设备通过降压变压器与电网电性相连。
4.根据权利要求1所述的双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，其特征在于：所述蒸汽涡轮发电机通过管道与熔盐蒸汽发生器相连，相连管道上设有第一水泵。
5.根据权利要求1所述的双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，其特征在于：所述电磁感应蒸汽发生器与蒸汽换热器相连的管道上设有第二水泵。
6.根据权利要求1所述的双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统，其特征在于：所述超音频电磁感应加热设备包括料筒、绝缘隔热层、螺旋电磁感应线圈与变频及功率调节装置；料筒为采用金属材料制成的筒体，绝缘隔热层套在料筒外部，螺旋电磁感应线圈环绕在绝缘隔热层外表面，螺旋电磁感应线圈与变频及功率调节装置电性相连，变频及功率调节装置与电网电性相连。
7.一种基于权利要求1～6任意一项所述的双碳目标下城市供暖脱煤及网源荷储互助系统的方法，其特征在于，具体包括：
1)供暖期时，通过两种方式为区域热网提供热能：
一是充分利用电网过剩及低谷电能，通过变压器启动电磁感应蒸汽发生器，直接加热水蒸汽，通过蒸汽换热器，到区域热网，向不同用户供暖；
二是向常温熔盐储罐注入溶解的二元混合熔盐，充分利用电网过剩及低谷电能，通过变压器启动超音频电磁感应加热设备，将常温熔盐储罐内二元混合熔盐加热，并输送至高温熔盐储罐中储存备用；
当电能峰段高电价或电磁感应蒸汽发生器故障检修时，按需将高温熔盐储罐内备用的二元混合熔盐抽出，输送至熔盐蒸汽发生器，通过高温二元混合熔盐释放热量，加热熔盐蒸汽发生器内的水，形成预置的水蒸汽产量，通过旁路到蒸汽换热器，到区域热网，向不同用户供暖；
电网电源缺额时，将高温熔盐储罐过剩的二元混合熔盐抽入蒸汽发生器内，产生蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机满负荷发电，起到电网中网源荷储互助的作用；
2)非供暖期时，仅利用电网过剩及低谷电能，通过变压器启动超音频电磁感应加热设备，将常温熔盐储罐中二元混合熔盐加热，加热后输送至高温熔盐储罐中储存；
当电网负荷需求时，将一定容量的二元混合熔盐抽入蒸汽发生器产生蒸汽，驱动蒸汽涡轮发电机满负荷发电，实现为电网削峰填谷、网源荷储互助以及事故备用功能。
8.根据权利要求7所述的双碳目标下光热电站辅助加热储能及网源荷储互助方法，其特征在于，所述步骤1)二元混合熔盐按重量百分比计，包括如下组分：55％～65％硝酸钠和35％～45％硝酸钾。
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