CN115727384A - 实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统及运行方法，包括热网换热器、热网回水管、热网供水管、烟气换热子系统、土壤蓄热子系统、热泵供热子系统和热水蓄热子系统；烟气换热子系统的进水口与热网回水管连通，出水口与热网供水管连通；土壤蓄热子系统进水口与烟气换热子系统的出水口连通，出水口与烟气换热子系统的进水口连通；热泵供热子系统热源进口与土壤蓄热子系统出水口连通，热源出口与土壤蓄热子系统进水口连通；热水蓄热子系统进水口均与烟气换热子系统的出水口、土壤蓄热子系统进水口和热网供水管连通，出水口均与土壤蓄热子系统出水口和热网回水管连通；此系统能够在非采暖季稳定持续蓄热和采暖季参与电力调峰并稳定供热。

Description

实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统及运行方法

技术领域

本发明涉及供热技术领域，特别是涉及实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统及运行方法。

背景技术

近年来我国集中供热事业飞速发展，2020年全国城市集中供热面积98.8亿m2，较2000年增长近9倍。随着2017年以来推动北方地区清洁取暖工作，我国北方城市清洁取暖率大幅提高，但城市集中供热仍以燃煤热电联产为主要热源。2018年城市集中供热消费量中，化石能源的占比高达98.4％，包括煤炭87.1％、油3.6％、天然气7.7％，可再生能源尚未纳入统计分类。清洁供暖背景下，供热领域也逐步寻求低碳化、清洁化转型，但现有以热电联产集中供热为主的格局短期内还难以改变，集中供热行业减碳任务艰巨。同时，我国是能源消耗大国，工业生产过程中产生的余热量巨大。清洁供暖背景下，各种低品位工业余热资源，如电厂余热、化工厂余热、工业窑炉余热、数据中心余热等理应成为清洁取暖的重要组成部分。但余热资源与供热需求无强耦合性，全年各个时刻均在产生，如仅在采暖季对余热资源进行利用，则利用率过低。增加大型蓄热装置，实现热量的大尺度时间平移，夏热冬用，对余热资源进行全时间尺度的充分利用，提高机组供热能力、能源利用效率和供热清洁度，是目前供热领域研究的新方向。

非采暖季通过跨季节埋管蓄热系统回收烟气余热蓄热，采暖季烟气余热对热网回水进行加热，跨季节埋管蓄热系统为压缩式热泵系统加热热网水提供低温热源，实现了机组烟气余热全时间尺度的充分利用，提高了机组能源利用效率，降低了机组供热成本。此外，跨季节地埋管蓄热系统非采暖季需要持续稳定的热量输入才能保持较高的储热效率，但目前为落实双碳目标，国家加快构建以风电、光伏等新能源为主体的新型电力系统，热电机组全年均需参与调峰，启停频繁、负荷波动大，余热资源存在不稳定性，不利于系统非采暖稳定持续蓄热，而且采暖季由于热电机组的调峰作用，会使得煤电机组供热不稳定，尤其是在热电机组电负荷需求低和热负荷需求高的情况下，热电机组供热会有缺口，用户的供热需求得不到满足。

发明内容

本发明要提供实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统及运行方法，在非采暖季能够稳定的持续蓄热，储存更多的烟气余热供采暖季利用，而且在采暖季，能够缓解因机组调峰带来的电热矛盾，使热电机组在调峰的情况下也能稳定供热。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统，包括热网换热器、热网回水管、热网供水管、烟气换热子系统、土壤蓄热子系统、热泵供热子系统和热水蓄热子系统；

上述热网回水管和上述热网供水管均与上述热网换热器连通；

上述烟气换热子系统的进水口与上述热网回水管连通，出水口与上述热网供水管连通；

上述土壤蓄热子系统进水口与上述烟气换热子系统的出水口连通，出水口与上述烟气换热子系统的进水口连通；

上述热泵供热子系统热源进口与上述土壤蓄热子系统出水口连通，热源出口与上述土壤蓄热子系统进水口连通，进水口和出水口均与上述热网回水管连通；

上述热水蓄热子系统进水口均与上述烟气换热子系统的出水口、上述土壤蓄热子系统进水口和上述热网供水管连通，出水口均与上述土壤蓄热子系统出水口和上述热网回水管连通。

优选地，上述热水蓄热子系统包括热水蓄热罐；

上述热水蓄热罐的进水口和上述烟气换热子系统的出水口之间连通有第一管，上述第一管上连通有热水循环泵和第一阀，上述热水循环泵外侧并联有第七管，上述第七管上设置有第五阀，上述热水蓄热罐的出水口与上述土壤蓄热子系统的出水口连通有第二管，上述第二管上连通有第二阀；

上述热水蓄热罐的进水口与上述热网供水管之间连通有第三管，上述第三管上连通有第三阀，上述热水蓄热罐的出水口与上述热网回水管之间连通有第四管，上述第四管上连通有第四阀。

优选地，上述第一管包括相互连通的第五管和第六管，上述热水循环泵和上述第一阀连通于上述第五管上，上述第六管与上述烟气换热子系统的出水口连通，上述第五管与上述热水蓄热罐的进水口连通，上述第三管与上述第五管连通。

优选地，上述烟气换热子系统包括烟气余热换热器，上述烟气余热换热器的进烟侧与进烟管道连通；

上述烟气余热换热器的进水口和上述土壤蓄热子系统出水口之间连通有第一进水管，上述第一进水管连通有第六阀和烟气余热循环泵，上述烟气余热换热器的出水口连通有第一出水管，上述第一出水管上设置有第七阀，上述土壤蓄热子系统进水口与上述热水蓄热子系统进水口均与上述第一出水管连通，上述土壤蓄热子系统的出水口与上述热水蓄热子系统的出水口连通；

上述烟气余热换热器的进水口和上述热网回水管之间连通有第二进水管，上述第二进水管连通有第八阀，上述烟气余热换热器的出水口与上述热网供水管之间连通有第二出水管，上述第二出水管上连通有第九阀。

优选地，上述烟气余热换热器的进水口连通有第一进水总管，上述第一进水管和上述第二进水管均与上述第一进水总管连通；上述烟气余热换热器的出水口连通有第一出水总管，上述第一出水管和上述第二出水管均与上述第一出水总管连通。

优选地，上述土壤蓄热子系统包括设于地下的地埋管；

上述地埋管的进水口与上述烟气换热子系统的出水口之间连通有第三进水管，上述第三进水管上连通有第十阀，上述地埋管的出水口与上述烟气换热子系统的进水口连通，上述地埋管的出水口与上述热水蓄热子系统的出水口连通；

上述地埋管的进水口与上述热泵供热子系统热源出口之间连通有第四进水管，上述第四进水管连通有地埋循环泵和第十一阀，上述地埋管的出水口与上述热泵供热子系统热源进口之间连通有第三出水管，上述第三出水管连通有第十二阀。

优选地，上述地埋管的进水口连通有第二进水总管，上述第三进水管和上述第四进水管均与上述第二进水总管连通；上述地埋管的出水口连通有第二出水总管，上述热水蓄热子系统的出水口、上述烟气余热换热器的进水口和上述第三出水管均与上述第二出水总管连通。

优选地，上述热泵供热子系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，上述蒸发器的热源进口与上述土壤蓄热子系统的出水口连通，上述蒸发器的热源出口与上述土壤蓄热子系统的进水口连通，上述冷凝器的进水口和出水口均与上述热网回水管连通。

实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统的运行方法，包括：在非采暖季，热电机组运行工况，上述烟气换热子系统作为热源，经过循环水的作用，为上述热水蓄热子系统和上述土壤蓄热子系统供热；

在非采暖季，热电机组停运工况，储存在上述热水蓄热子系统中热量作为热源，为上述土壤蓄热子系统供热；

在采暖季仅供热工况下，上述热网换热器、上述烟气换热子系统、上述土壤蓄热子系统和上述热泵供热子系统作为热源加热热网回水管中的热网回水，上述热水蓄热子系统停运；

在采暖季需供热且参与调峰工况下，上述热网换热器、上述烟气换热子系统、上述土壤蓄热子系统和上述热泵供热子系统为热源加热热网回水管中的热网回水，上述热水蓄热子系统运行承担蓄热调峰作用。

优选地，在采暖季需供热且参与调峰工况下，上述热网换热器、上述烟气换热子系统、上述土壤蓄热子系统和上述热泵供热子系统作为热源加热上述热网回水管中的热网回水，在热电机组需顶尖峰，电负荷需求高，热负荷需求小，上述热水蓄热子系统为蓄热工况，上述热水蓄热子系统内的冷水进入上述热网回水管参与热网水加热流程，加热后进入上述热网供水管内，然后再循环回上述热水蓄热子系统内，形成循环，储存热电机组富裕热量；在热电机组需低负荷调峰，电负荷需求低，热负荷需求高，上述热水蓄热子系统为放热工况，上述热水蓄热子系统中热水进入上述热网供水管中，上述热网回水管的热网回水流入上述热水蓄热子系统中，形成循环，释放热量以补充因机组调峰带来的供热缺口。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

在非采暖季热且电机组热电机组运行工况，烟气换热子系统可以给热水蓄热子系统供热，从而把一部分烟气余热储存在热水蓄热子系统内，而且烟气换热子系统能够持续给土壤蓄热子系统供热，使土壤蓄热子系统在非采暖季蓄热，从而在非采暖季热电机组停运工况，热水蓄热子系统内储存的热量可以继续给土壤蓄热子系统供热，使土壤蓄热子系统在非采暖季能够持续蓄热，能够储存更多的烟气余热，然后在采暖季给热泵提供稳定热源。

而且在采暖季，热电机组调峰工况时，热电机组需顶尖峰即电负荷需求高且热负荷需求小，热水蓄热罐为蓄热工况，热水蓄热子系统储存热水网中多余的热量；热电机组需低负荷调峰，电负荷需求低，热负荷需求高，热水蓄热罐为放热工况，热水蓄热子系统释放热量进入热水网中，以补充因机组调峰带来的供热缺口，从而热电机组调峰工况时，满足用户的热需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的整体系统框架图；

图2为本发明实施例中在非采暖季蓄热运行且热电机组运行工况下系统运行框架图；

图3为本发明实施例中在非采暖季蓄热运行且热电机组停运工况下系统运行框架图；

图4为本发明实施例中在采暖季运行仅供热工况下系统运行框架图；

图5为本发明实施例中在采暖季运行且在热电机组需顶尖峰下系统运行框架图；

图6为本发明实施例中在采暖季运行且在热电机组需低负荷调峰下系统运行框架图。

附图标记说明：

1、热网换热器；2、热网回水管；3、热网供水管；4、热水蓄热罐；5、热水循环泵；6、第一阀；7、第二阀；8、第三阀；9、第四阀；10、第五阀；11、热网循环泵；12、烟气余热换热器；13、第六阀；14、烟气余热循环泵；15、第七阀；16、第八阀；17、第九阀；18、第十阀；19、十一阀；20、十二阀；21、第十三阀；22、第十四阀；23、第十五阀；24、第十六阀；25、第十七阀；26、第十八阀；27、第十九阀；28、第二十阀；29、第二十一阀；30、第二十二阀；31、蒸发器；32、压缩机；33、冷凝器；34、膨胀阀；35、地埋管；36、地埋循环泵。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，本发明实施例提供了实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统，包括热网换热器1、热网回水管2、热网供水管3、烟气换热子系统、土壤蓄热子系统、热泵供热子系统和热水蓄热子系统；热网回水管2和热网供水管3均与热网换热器1连通，三者构成热网供热子系统，在采暖季进行供热；烟气换热子系统的进水口与热网回水管2连通，出水口与热网供水管3连通，在采暖季可以加热热网水，进行供热；土壤蓄热子系统进水口与烟气换热子系统的出水口连通，出水口与烟气换热子系统的进水口连通，在非采暖季且热电机组运行工况，通过烟气换热子系统持续给土壤蓄热子系统供热，土壤蓄热子系统在非采暖季蓄热，储存烟气余热；热泵供热子系统热源进口与土壤蓄热子系统出水口连通，热源出口与土壤蓄热子系统进水口连通，进水口和出水口均与热网回水管2连通，在采暖季，热泵供热子系统以土壤蓄热子系统内储存的低热能源为热源，进行换热操作，从而为热网水加热，为热用户供热，实现烟气余热的跨季节利用。

热水蓄热子系统进水口与烟气换热子系统的出水口连通，出水口与烟气换热子系统的进水口连通，土壤蓄热子系统进水的进水口与烟气换热子系统的出水口连通，出水口与烟气换热子系统的进水口连通，从而在非采暖季且热电机组运行工况，烟气换热子系统可以给热水蓄热子系统供热，从而把一部分烟气余热储存在热水蓄热子系统内，而且烟气换热子系统能够持续给土壤蓄热子系统供热，使土壤蓄热子系统在非采暖季持续蓄热，而且又由于热水蓄热子系统进水口与土壤蓄热子系统进水口连通，出水口与土壤蓄热子系统出水口连通，从而在非采暖季热电机组停运工况，热水蓄热子系统内储存的热量可以继续给土壤蓄热子系统供热，使土壤蓄热子系统在非采暖季持续蓄热；相对于没有热水蓄热罐4，能够在非采暖季持续蓄热，储存更多的烟气余热，使其在供暖季能够更长时间的为热泵供热子系统提供低温热源；相对于在非采暖季热水蓄热罐4和土壤蓄热子系统分别储存烟气余热来说，也能够在非采暖季储存更多的烟气余热，因为热水蓄热罐4在现实制造过程中受造价限制，储热容量相对较小，只能够在非采暖季储存一小部分烟气余热，如果在采暖季用于给热泵供热子系统提供低温热源，使用的时间较短，而土壤蓄热子系统(土壤蓄热)储热体积很大，采用本方案在非采暖季在热电机组停运阶段用于给于土壤蓄热子系统供热，能够使得土壤蓄热子系统储存更多的烟气余热，使用效果更好。

而且热水蓄热子系统进水口与热网供水管3连通，出水口与热网回水管2连通，从而在采暖季，热电机组调峰工况时，热电机组需顶尖峰即电负荷需求高且热负荷需求小，热水蓄热罐4为蓄热工况，热水蓄热子系统储存热水网中多余的热量，热电机组需低负荷调峰，电负荷需求低，热负荷需求高，热水蓄热罐4为放热工况，热水蓄热子系统释放热量进入热水网中，以补充因机组调峰带来的供热缺口，从而热电机组调峰工况时，稳定满足用户的热需求。

具体的，热水蓄热子系统包括热水蓄热罐4；热水蓄热罐4的进水口连通有第一管，第一管上连通有热水循环泵5和第一阀6，第一管包括相互连通的第五管和第六管，第五管与热水蓄热罐4的进水口连通，热水循环泵5和第一阀6连通于第五管上，第六管上还连通有第十三阀21，热水蓄热罐4的出水口连通有第二管，第二管上连通有第二阀7和第十四阀22，热水循环泵5外侧并联有第七管，第七管上设置有第五阀10；烟气换热子系统包括烟气余热换热器12，烟气余热换热器12的进烟侧与进烟管道连通，烟气余热换热器12的进水口连通有第一进水总管，第一进水总管连通有第一进水管，第一进水管连通有第六阀13、烟气余热循环泵14和第十五阀23，烟气余热换热器12的出水口连通有第一出水总管，第一出水总管连通有第一出水管，第一出水管上设置有第七阀15；土壤蓄热子系统包括设于地下的地埋管35，地埋管35的进水口连通有第二进水总管，第二进水总管连通有第三进水管，第三进水管上连通有第十阀18，地埋管35的出水口连通有第二出水总管；第一进水管与第二管和第二出水总管均连通，第一出水管与第三进水管和第六管均连通，热水蓄热罐4、地埋管35和烟气余热换热器12三者形成一个蓄热循环系统，在非采暖季且热电机组运行工况，在烟气余热循环泵14的带动下，烟气余热换热器12给于热水蓄热罐4和地埋管35提供热量，热水蓄热罐4和地埋管35储存烟气余热，在非采暖季且热电机组停运工况，烟气余热换热器12停运，热水循环泵5启动，热水蓄热罐4为地埋管35提供热量，使得在热电机组停运的情况下地埋管35能够持续蓄热，实现非采暖季节的持续稳定蓄热。

具体的，烟气余热换热器12的第一进水总管还连通有第二进水管，第二进水管连通有第八阀16和第十六阀24，第一出水总管还连通有第二出水管，第二出水管上连通有第九阀17和第十七阀25，供水总管上连通有第十八阀26，热网回水管2上连通有供水总管，供水总管与第二进水管连通，第二出水管与热网供水管3连通，热网回水管2上设置有热网循环泵11，从而烟气余热换热器12、热网回水管2和热网供水管3三者组成一个系统，在采暖季且热电机组运行工况内，加热热网水，为用户供热。

具体的，地埋管35的第二进水总管连通有第四进水管，第四进水管连通有地埋循环泵36和第十一阀19，地埋管35的第二出水总管连通有第三出水管，第三出水管连通有第十二阀20；热泵供热子系统包括蒸发器31、压缩机32、冷凝器33和膨胀阀34，蒸发器31的热源进口与第三出水管连通，蒸发器31的热源出口与第三出水管连通，冷凝器33的进水口连通有第五进水管，第五进水管上连通有第十九阀27，第五进水管与供水总管连通，冷凝器33的出水口连通有第四出水管，第四出水管与热网回水管2连通，第四出水管连通有第二十阀28，从而地埋管35、热泵供热子系统和热网回水管2三者形成一个供暖系统，在采暖季节，蒸发器31利用地埋管35内的循环水提供低温热源，然后通过冷凝器33散热，加热热网回水管2内的回水，实现供热。

具体的，热水蓄热罐4的进水口与热网供水管3之间连通有第三管，即第五管与热水蓄热罐4的进水口连通，第三管与第五管连通，第三管上连通有第三阀8和第二十一阀29，热水蓄热罐4的出水口与热网回水管2之间连通有第四管，即第四管与第二管连通，第四管上连通有第四阀9和第二十二阀30，热水蓄热罐4、热网回水管2和热网供水管3组成调峰系统，在采暖季采暖季需供热且热电机组参与调峰工况下，热水蓄热罐4起蓄热调峰作用，顶尖峰下蓄热，低电负荷调峰下供热，保证热电机组的稳定供热。

实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统的运行方法，包括：非采暖季蓄热运行且热电机组运行工况，烟气换热子系统作为热源，为热水蓄热子系统和土壤蓄热子系统供热，系统运行方式如附图2所示：第十五阀23、第十四阀22、第二阀7、第五阀10、第一阀6、第十三阀21、第十阀18、第七阀15、第六阀13开启，其余阀门关闭，烟气余热换热器12与地埋管35、热水蓄热罐4形成蓄热循环系统，回收热电机组烟气余热，热泵供热子系统和热网供热子系统为停运状态；热源水通过烟气余热循环泵14、第六阀13流入烟气余热换热器12吸收烟气余热后温度升高，而后分为两路，一路经过第七阀15、第十阀18流入地埋管35对土壤加热蓄热，一路经过第七阀15、第十三阀21、第一阀6、第五阀10流入热水蓄热罐4储存热水蓄热，热源水流经地埋管35、热水蓄热罐4后温度降低，而后通过第十五阀23、烟气余热循环泵14、第六阀13流回烟气余热换热器12，形成循环，持续回收机组烟气余热，此中热水蓄热罐4储存一部分烟气余热。

非采暖季蓄热运行，热电机组停运工况，烟气换热子系统无法作为热源，依靠储存在热水蓄热子系统中热量为土壤蓄热子系统供热，系统运行方式如附图3所示：第十四阀22、第二阀7、第一阀6、第十三阀21、第十阀18开启，其余阀门关闭，热水蓄热罐4与地埋管35形成蓄热循环系统，利用机组运行阶段储存在热水蓄热罐4中热量为地埋管35持续蓄热，热泵供热子系统、烟气换热子系统和热网供热子系统为停运状态，热源水通过热水循环泵5、第一阀6、第十三阀21、第十阀18流入地埋管35对土壤加热蓄热，温度降低后通过第十四阀22、第二阀7流回热水蓄热罐4，形成循环，机组停机工况下仍可保证地埋管35持续蓄热，保证地埋管35蓄热的稳定性，能够储存更多的烟气余热，从而保证采暖季供热的稳定性。

采暖季运行仅热电机组供热工况，烟气换热子系统、土壤蓄热子系统、热网供热子系统、热泵供热子系统作为热源加热热网回水，系统运行方式如附图4所示：第十七阀25、第十二阀20、第十一阀19、第九阀17、第八阀16、第十六阀24、第十八阀26、第十九阀27、第二十阀28开启，其余阀门关闭，热泵供热子系统、土壤蓄热子系统、烟气换热子系统、热网供热子系统处于运行状态，热水蓄热子系统为停运状态，热网水为梯级加热流程，经热网循环泵11加压后可分为三路：部分热网回水经第十八阀26、第十六阀24、第八阀16流入烟气余热换热器12后温度升高至热网供水温度，而后经第九阀17、第十七阀25进入热网供水管3，此部分利用了机组采暖季烟气余热；部分热网回水先经过第十八阀26、第十九阀27，进入冷凝器33吸收冷凝剂液化放热量温度升高，此为初级加热，而后经第二十阀28流入热网换热器1后温度升高至热网供水温度进入热网供水管3，此部分利用了机组非采暖季通过地埋管35储存的烟气余热；部分热网回水直接流入热网换热器1后温度升高至热网供水温度进入热网供水管3；地埋管35中热源水通过第十二阀20进入蒸发器31作为热泵供热子系统的低温热源，蒸发器31内冷凝剂气化吸收地埋管35中热源水热量，热源水温度降低经地埋循环泵36、第十一阀19打至地埋管35重新吸热形成循环。

采暖季运行，需供热且参与调峰工况，烟气换热子系统、土壤蓄热子系统、热网供热子系统、热泵供热子系统作为热源加热热网回水，热水蓄热罐4子系统承担蓄热调峰作用；在热电机组需顶尖峰，即电负荷需求高且热负荷需求小的时候，热水蓄热罐4为蓄热工况，系统运行方式如附图5所示：第十七阀25、第十二阀20、第四阀9、第五阀10、第一阀6、第三阀8、第十一阀19、第九阀17、第八阀16、第二十二阀30、第二十一阀29、第十六阀24、第十八阀26、第十九阀27、第二十阀28开启，其余阀门关闭，热网水加热流程与采暖季运行仅供热工况一致，热水蓄热罐4中冷水经第四阀9、第二十二阀30进入热网回水管2道参与热网水加热流程，温度升高后经第二十一阀29、第三阀8、第一阀6、第五阀10流入热水蓄热罐4，形成循环，储存热电机组富裕热量；在热电机组需低负荷调峰，即电负荷需求低且热负荷需求高的时候，热水蓄热罐4为放热工况，系统运行方式如附图6所示：第十七阀25、第十二阀20、第四阀9、第一阀6、第三阀8、第十一阀19、第九阀17、第八阀16、第二十二阀30、第二十一阀29、第十六阀24、第十八阀26、第十九阀27、第二十阀28开启，其余阀门关闭，热网水加热流程与采暖季运行仅供热工况一致，热水蓄热罐4中热水经热水循环泵5、第一阀6、第三阀8、第二十一阀29进入热网供水管3，热网回水经第二十二阀30、第四阀9流入热水蓄热罐4，形成循环，释放热量以补充因热电机组调峰带来的供热缺口。

综上所述，该系统的运行可实现热电机组烟气余热采暖季和非采暖季全时间尺度的回收利用并用于居民采暖供热，并保持蓄热和供热的稳定。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.实现热电机组调峰和跨季节蓄热的供热系统，其特征在于，包括热网换热器、热网回水管、热网供水管、烟气换热子系统、土壤蓄热子系统、热泵供热子系统和热水蓄热子系统；

所述热网回水管和所述热网供水管均与所述热网换热器连通；

所述烟气换热子系统的进水口与所述热网回水管连通，出水口与所述热网供水管连通；

所述土壤蓄热子系统进水口与所述烟气换热子系统的出水口连通，出水口与所述烟气换热子系统的进水口连通；

所述热泵供热子系统热源进口与所述土壤蓄热子系统出水口连通，热源出口与所述土壤蓄热子系统进水口连通，进水口和出水口均与所述热网回水管连通；

所述热水蓄热子系统进水口均与所述烟气换热子系统的出水口、所述土壤蓄热子系统进水口和所述热网供水管连通，出水口均与所述土壤蓄热子系统出水口和所述热网回水管连通。

2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述热水蓄热子系统包括热水蓄热罐；

所述热水蓄热罐的进水口和所述烟气换热子系统的出水口之间连通有第一管，所述第一管上连通有热水循环泵和第一阀，所述热水循环泵外侧并联有第七管，所述第七管上设置有第五阀，所述热水蓄热罐的出水口与所述土壤蓄热子系统的出水口连通有第二管，所述第二管上连通有第二阀；

所述热水蓄热罐的进水口与所述热网供水管之间连通有第三管，所述第三管上连通有第三阀，所述热水蓄热罐的出水口与所述热网回水管之间连通有第四管，所述第四管上连通有第四阀。

3.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述第一管包括相互连通的第五管和第六管，所述热水循环泵和所述第一阀连通于所述第五管上，所述第六管与所述烟气换热子系统的出水口连通，所述第五管与所述热水蓄热罐的进水口连通，所述第三管与所述第五管连通。

4.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述烟气换热子系统包括烟气余热换热器，所述烟气余热换热器的进烟侧与进烟管道连通；

所述烟气余热换热器的进水口和所述土壤蓄热子系统出水口之间连通有第一进水管，所述第一进水管连通有第六阀和烟气余热循环泵，所述烟气余热换热器的出水口连通有第一出水管，所述第一出水管上设置有第七阀，所述土壤蓄热子系统进水口与所述热水蓄热子系统进水口均与所述第一出水管连通，所述土壤蓄热子系统的出水口与所述热水蓄热子系统的出水口连通；

所述烟气余热换热器的进水口和所述热网回水管之间连通有第二进水管，所述第二进水管连通有第八阀，所述烟气余热换热器的出水口与所述热网供水管之间连通有第二出水管，所述第二出水管上连通有第九阀。

5.根据权利要求4所述的供热系统，其特征在于，所述烟气余热换热器的进水口连通有第一进水总管，所述第一进水管和所述第二进水管均与所述第一进水总管连通；所述烟气余热换热器的出水口连通有第一出水总管，所述第一出水管和所述第二出水管均与所述第一出水总管连通。

6.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述土壤蓄热子系统包括设于地下的地埋管；

所述地埋管的进水口与所述烟气换热子系统的出水口之间连通有第三进水管，所述第三进水管上连通有第十阀，所述地埋管的出水口与所述烟气换热子系统的进水口连通，所述地埋管的出水口与所述热水蓄热子系统的出水口连通；

所述地埋管的进水口与所述热泵供热子系统热源出口之间连通有第四进水管，所述第四进水管连通有地埋循环泵和第十一阀，所述地埋管的出水口与所述热泵供热子系统热源进口之间连通有第三出水管，所述第三出水管连通有第十二阀。

7.根据权利要求6所述的供热系统，其特征在于，所述地埋管的进水口连通有第二进水总管，所述第三进水管和所述第四进水管均与所述第二进水总管连通；所述地埋管的出水口连通有第二出水总管，所述热水蓄热子系统的出水口、所述烟气余热换热器的进水口和所述第三出水管均与所述第二出水总管连通。

8.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述热泵供热子系统包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述蒸发器的热源进口与所述土壤蓄热子系统的出水口连通，所述蒸发器的热源出口与所述土壤蓄热子系统的进水口连通，所述冷凝器的进水口和出水口均与所述热网回水管连通。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的供热系统的运行方法，其特征在于，包括：

在非采暖季，热电机组运行工况，所述烟气换热子系统作为热源，经过循环水的作用，为所述热水蓄热子系统和所述土壤蓄热子系统供热；

在非采暖季，热电机组停运工况，储存在所述热水蓄热子系统中热量作为热源，为所述土壤蓄热子系统供热；

在采暖季仅供热工况下，所述热网换热器、所述烟气换热子系统、所述土壤蓄热子系统和所述热泵供热子系统作为热源加热热网回水管中的热网回水，所述热水蓄热子系统停运；

在采暖季需供热且参与调峰工况下，所述热网换热器、所述烟气换热子系统、所述土壤蓄热子系统和所述热泵供热子系统为热源加热热网回水管中的热网回水，所述热水蓄热子系统运行承担蓄热调峰作用。

10.根据权利要求9所述供热系统的运行方法，其特征在于，在采暖季需供热且参与调峰工况下，所述热网换热器、所述烟气换热子系统、所述土壤蓄热子系统和所述热泵供热子系统作为热源加热所述热网回水管中的热网回水，在热电机组需顶尖峰，电负荷需求高，热负荷需求小，所述热水蓄热子系统为蓄热工况，所述热水蓄热子系统内的冷水进入所述热网回水管参与热网水加热流程，加热后进入所述热网供水管内，然后再循环回所述热水蓄热子系统内，形成循环，储存热电机组富裕热量；在热电机组需低负荷调峰，电负荷需求低，热负荷需求高，所述热水蓄热子系统为放热工况，所述热水蓄热子系统中热水进入所述热网供水管中，所述热网回水管的热网回水流入所述热水蓄热子系统中，形成循环，释放热量以补充因机组调峰带来的供热缺口。

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