CN115733159A - 一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置及系统方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置及系统方法,所述系统装置包括液化空气储能子系统和火电机组子系统;所述液化空气储能子系统通过第一储热模块与所述火电机组子系统的换热模块与构成连接;所述液化空气储能子系统还通过第一储冷模块所述火电机组子系统的凝汽模块相连;所述系统装置采用液化空气储能系统辅助火电机组实现深度调峰,并在火电机组子系统中结合储热水技术,克服火电机组抽汽量变化的过程中引起的凝结水流量变化的限制,进而提高火电机组变负荷速率和深度调峰的能力,有利于生产应用。
Description
技术领域
本发明属于火力发电技术领域,具体涉及一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置及系统方法。
背景技术
近年来,我国分布式能源发展迅猛,如光伏、风电等,但目前由于太阳能、风能等可再生能源存在波动性、间歇性、地域局限性等特点,在开发、并网、交易等环节还存在诸多瓶颈,如增量配电网改革进展缓慢,试点项目进展总体缓慢等。同时,为了有效地实现需求侧管理,近几年内,火电联合调频仍是一种市场化的选择,是发电侧储能的主要市场贡献者。
为了减小负荷峰谷差、降低供电成本,需要引入火电机组深度调峰、快速起动与快速负荷变动。深入挖掘火电机组调峰储能能力成为促进可再生能源发电、并网和消纳的主要技术路径。
到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件。目前,大规模储能技术只有抽水蓄能和压缩空气储能可实现商业化,但抽水蓄能电站的建设受到地理条件的严格限制。
由于锅炉低负荷稳定燃烧的限制和安全性的考虑,通常火电机组深度调峰的最低负荷约为30%的额定负荷,新型电力系统希望火电厂在低谷负荷时段带15%-20%的额定负荷,在高峰负荷时段超过105%的额定负荷,在这种情况下,就需要配套储能系统,来实现深度调峰。
压缩空气储能技术包括传统压缩空气储能、蓄热式压缩空气储能、液化空气储能和超临界压缩空气储能等。其中,液态空气储能具有大规模长时储能、清洁低碳、安全、长寿命和不受地理条件限制等突出优点,其应用场景广泛,可以独立地输出冷、热、电能的储能系统,能够较好的耦合火电厂热力系统。
CN111121389A公开了一种深度耦合燃煤机组液化空气储能发电系统,包括空气压缩及凝结水加热系统、空气液化储能系统、空气膨胀发电系统及冷量回收储存系统;空气压缩及凝结水加热系统包括空气压缩机及换热器;空气液化储能系统与空气压缩及凝结水加热系统连接;空气膨胀发电系统与空气液化储能系统连接;冷量回收储存系统与空气膨胀发电系统及空气压缩及凝结水加热系统连接。
CN209516640U提供了一种火电厂压缩液化空气储能调峰调频系统,包括火电厂发电机组、液化空气储能调峰调频装置和调峰调频控制平台;调峰调频控制平台分别与火电厂发电机组和液化空气储能调峰调频装置通讯连接;火电厂发电机组和液化空气储能调峰调频装置之间电力连接;火电厂发电机组和液化空气储能调峰调频装置分别与电网电力连接。
基于上述火电厂与压缩液化空气储能技术的耦合,如何提供一种更为优化的耦合技术,从而实现稳定、快速响应电网负荷调度具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置及系统方法,所述系统装置采用液化空气储能系统辅助火电机组实现深度调峰,并在火电机组子系统中结合储热水技术,克服火电机组抽汽量变化的过程中引起的凝结水流量变化的限制,进而提高火电机组变负荷速率和深度调峰的能力,有利于生产应用。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置,所述系统装置包括液化空气储能子系统和火电机组子系统;
所述液化空气储能子系统包括压缩模块、液空储能模块、第一储热模块、第一储冷模块和发电模块;所述压缩模块、所述液空储能模块和所述发电模块依次相连;所述压缩模块还通过所述第一储热模块与所述发电模块相连;所述第一储冷模块与所述液空储能模块构成循环连接;
所述火电机组子系统包括锅炉、汽轮机组、凝汽模块、低压加热模块、除氧模块、高压加热模块、第二储冷模块、换热模块以及第二储热模块;
所述锅炉、所述汽轮机组、所述凝汽模块、所述低压加热模块、所述除氧模块和所述高压加热模块依次构成循环连接;所述凝汽模块还依次通过第二储冷模块、换热模块以及第二储热模块与所述除氧模块相连;所述低压加热模块还与所述第一储冷模块相连;所述汽轮机组还分别独立地与所述高压加热模块和所述除氧模块相连;
所述液化空气储能子系统通过第一储热模块与所述火电机组子系统的换热模块与构成连接;
所述液化空气储能子系统还通过第一储冷模块所述火电机组子系统的凝汽模块相连。
由于回热技术可显著提高蒸汽朗肯循环的效率,因此得以广泛应用于热力发电厂。随着技术的不断进步,现代火力发电厂基本采用抽汽回热方式加热凝结水和给水,提高锅炉的给水温度,其中8段抽汽和10段抽汽应用较多。
研究和实验表明,同步改变凝结水流量和低压缸抽汽流量可以快速改变汽轮发电机组的出力,进而能够快速响应电网负荷调度。但抽汽和凝结水的流量的变化必然引起除氧器及凝汽器水位的变化,进而限制火电机组进一步快速相应电网负荷调度。
本发明所述系统装置用液化空气储能子系统在低谷负荷时段储能,空气可储存100%至105%的电能额定负荷,实现深度调峰;另外,将液化空气储能子系统中储热模块多余的压缩热用于加热火电机组子系统中的凝结水,可以在调峰过程中保证储水温度满足火电机组子系统补水要求,也可以在火电机组稳定负荷段减少抽汽,增加汽轮机组出力,提高火电机组能量利用效率,且压缩热辅助加热凝结水在火电机组升降负荷过程中正常运行,不受火电机组负荷变化的影响;液化空气储能子系统储冷模块中多余的冷量用于降低火电机组凝汽模块中凝结水温度,从而降低背压,保持真空度,提高发电效率;并且结合储热水技术,在汽轮机组中合理耦合储热设备,维持除氧器和凝汽器水位的稳定,克服火电机组抽汽量变化的过程中引起的凝结水流量变化的限制,进而提高火电机组变负荷速率和深度调峰的能力。
以下作为本发明优选的技术方案,但不作为本发明提供的技术方案的限制,通过以下技术方案,可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案,所述液化空气储能子系统还包括净化模块,所述净化模块、所述压缩模块、所述液空储能模块和所述发电模块依次相连。
优选地,所述压缩模块包括至少2组压缩机组,例如2组、3组、4组或5组等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,且串联设置。
作为本发明优选的技术方案,所述液空储能模块包括依次连接的第一冷却装置、液空储罐、低温泵以及汽化装置,其中,所述第一冷却装置与所述压缩模块相连,所述汽化装置与所述发电模块相连。
优选地,所述发电模块包括至少2组透平机组,例如2组、3组、4组或5组等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,且串联设置。
作为本发明优选的技术方案,所述第一储热模块包括依次连接的第二冷却装置、储热装置和加热装置,其中,所述第二冷却装置与所述压缩模块相连,所述加热装置与所述发电模块相连。
优选地,所述第二冷却装置包括级间冷却装置。
优选地,所述储热装置的储热介质包括导热油。
优选地,所述加热装置包括级间加热装置。
作为本发明优选的技术方案,所述第一储冷模块包括深冷存储装置,所述深冷存储装置分别独立地与所述第一冷却装置和所述汽化装置相连。
作为本发明优选的技术方案,所述汽轮机组包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸,其中所述高压缸与所述锅炉相连,所述低压缸与所述凝汽模块相连。
优选地,所述凝汽模块包括凝汽器和凝结水泵。
优选地,所述除氧模块包括除氧器和给水泵。
优选地,所述高压加热模块包括高压加热器,所述低压加热模块包括低压加热器。
优选地,所述第二储冷模块包括冷水罐和第一水泵。
优选地,所述换热模块包括换热器。
优选地,所述第二储热模块包括热水罐和第二水泵。
作为本发明优选的技术方案,所述火电机组子系统还包括第一加热模块,所述加热模块位于所述换热模块与所述第二储热模块之间。
优选地,所述第一加热模块包括电锅炉。
本发明中,电锅炉在液化空气储能子系统多余压缩热不足时开启,以维持热水罐的热水温度,满足要求。
作为本发明优选的技术方案,所述轮机组中的低压缸还与所述低压加热模块相连。
优选地,所述汽轮机组中的中压缸还与所述除氧模块相连。
优选地,所述汽轮机组中的高压缸还与所述高压加热模块相连。
第二方面,本发明提供了一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统方法,所述系统方法采用第一方面所述的系统装置进行,所述系统方法包括两种模式:
a.用电低谷模式运行状态
空气进入液化空气储能子系统的压缩模块进行压缩,并将压缩热存储于第一储热模块;压缩后的空气进入液空储能模块进行存储;
与此同时,火电机组子系统锅炉产生的蒸汽经汽轮机组做功后进入凝汽模块;得到的凝结水,第一部分依次通过低压加热模块、除氧模块以及高压加热模块返回锅炉,第二部分通过低压加热模块进入第二储冷模块,第三部分直接流入第二储冷模块;第二储冷模块中的凝结水进入换热模块吸收液化空气储能子系统第一储热模块的热量后进入第二储热模块,进行正常运行;
b.用电高峰模式运行状态
液化空气储能子系统液空储能模块中的液态空气进行汽化,汽化产生的冷能存储于第一储冷模块,一部分用于冷却压缩后的空气,另一部分供火电机组子系统的凝汽模块使用;汽化后的空气进一步吸收第一储热模块中的部分热量进入发电模块进行释能发电;
与此同时,火电机组子系统锅炉产生的蒸汽经汽轮机组做功后进入凝汽模块,凝汽模块进一步吸收液化空气储能子系统第一储冷模块的冷量得到凝结水;得到的凝结水,第一部分依次通过低压加热模块、除氧模块以及高压加热模块返回锅炉,第二部分通过低压加热模块进入第二储冷模块,第三部分直接流入第二储冷模块;第二储冷模块中的凝结水进入换热模块吸收液化空气储能子系统第一储热模块的剩余热量后进入第二储热模块,进行正常运行;
当由模式b进入到模式a时,增加火电机组子系统凝汽模块进入低压加热模块的流量,同步增加低压加热模块对汽轮机组的抽汽量,从而降低汽轮机组中低压缸的发电功率;同时增加除氧器上水旁路调节阀部分开度,从而将低压加热模块的部分水分流排入第二储冷模块中,并减小第二储热模块进入除氧模块的流量,以维持除氧模块的水位;待火电机组发电功率降低后,火电机组汽轮机组蒸汽流量减少,凝结水流量也相应减少,此时,减小低压加热模块至第二储冷模块之间的阀门开度,增加凝结水旁路调节阀开度,然后进入模式a常态运行;
当由模式a进入到模式b时,在维持凝汽模块水位的条件下,减少凝汽模块凝结水的流出,同步减少低压加热模块对于汽轮机组的抽汽量;同时增加第二储热模块进入除氧模块的流量,以维持除氧模块的水位;待火电机组发电功率升高后,增加凝汽模块直接流入第二储冷模块的流量,然后进入模式b的常态运行。
作为本发明优选的技术方案,运行模式a时凝汽模块进入低压加热模块的凝结水流量小于运行模式b时凝汽模块进入低压加热模块的凝结水流量;
且运行模式a时凝汽模块直接进入第二储冷模块的凝结水流量大于运行模式b时凝汽模块直接进入第二储冷模块的凝结水流量。
优选地,当由模式a进入到模式b时,减少凝汽模块凝结水流出的方式包括:减少凝汽模块进入第二储冷模块的凝结水量和/或减少凝汽模块进入低压加热模块的凝结水量。
再一方面,本发明可根据以下公式计算液化空气储能子系统的发电功率:
规定火电机组额定功率为x1,液化空气储能子系统发电功率取x2,每日液化空气储能子系统液化空气储能平均时长为y1,每日液化空气储能子系统空气透平释能平均时长为y2;
则x1×(y1+y2)=x2×y2。
示例性地,假定火电机组额定功率x1取为1000MW:
若y2=y1,则液化空气储能子系统发电功率x2为2000MW;
若y2=2y1,则液化空气储能子系统发电功率x2为1500MW;
若y2=3y1,则液化空气储能子系统发电功率x2为4000/3MW。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述系统装置将液化空气储能子循环中多余的压缩热用于加热火电机组子系统中的凝结水,从而减少低压缸抽汽,增加低压缸的发电功率;将液化空气储能子系统中多余的冷量用于降低凝汽器温度,从而降低背压,保持真空度;
(2)本发明所述系统方法在火电机组调峰过程中利用储热水技术(蓄热和放热)以及凝汽器背压,调节凝结水流量,进而调节汽轮机组的出力,提高火电机组升降负荷的速率,且储热水罐的投资成本较低;
(3)本发明所述系统装置在用电低谷期间,火电机组多余发电量可通过液化空气储能子系统,以压缩热和液态高压空气的形式进行储存,在用电高峰期,完成释能发电,实现深度调峰。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置的结构示意图。
其中,1-液化空气储能子系统,11-净化模块,12-压缩模块,13-第一冷却装置,14-液空储罐,15-低温泵,16-汽化装置,17-发电模块,18-第二冷却装置,19-储热装置,110-加热装置,111-深冷存储装置,2-火电机组子系统,21-锅炉,22-高压缸,23-中压缸,24-低压缸,25-凝汽器,251-凝结水泵,26-低压加热器,27-除氧器,271-给水泵,28-高压加热器,29-冷水罐,291-第一水泵,210-换热器,211-电锅炉,212-热水罐,2121-第二水泵,c-凝结水调节阀,d-凝结水旁路调节阀,e-除氧器上水调节阀,f-除氧器上水旁路调节阀。
箭头方向代表物料流动方向。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例:
实施例1:
本实施例提供了一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置及系统方法,所述系统装置的结构示意图如图1所示,所述系统装置包括液化空气储能子系统1和火电机组子系统2;
所述液化空气储能子系统1包括净化模块11、压缩模块12、液空储能模块、第一储热模块、第一储冷模块和发电模块17;所述净化模块11、所述压缩模块12、所述液空储能模块和所述发电模块17依次相连;所述压缩模块12还通过所述第一储热模块与所述发电模块17相连;所述第一储冷模块与所述液空储能模块构成循环连接;
所述压缩模块12包括2组压缩机组,且串联设置。
所述液空储能模块包括依次连接的第一冷却装置13、液空储罐14、低温泵15以及汽化装置16,其中,所述第一冷却装置13与所述压缩模块12相连,所述汽化装置16与所述发电模块17相连。
所述发电模块17包括2组透平机组,且串联设置。
所述第一储热模块包括依次连接的第二冷却装置18、储热装置19和加热装置110,其中,所述第二冷却装置18与所述压缩模块12相连,所述加热装置110与所述发电模块17相连;
所述第二冷却装置18包括级间冷却装置;
所述储热装置19的储热介质包括导热油;
所述加热装置110包括级间加热装置。
所述第一储冷模块包括深冷存储装置111,所述深冷存储装置111分别独立地与所述第一冷却装置13和所述汽化装置16相连。
所述火电机组子系统2包括锅炉21、汽轮机组、凝汽模块、低压加热模块、除氧模块、高压加热模块、第二储冷模块、换热模块以及第二储热模块;
所述锅炉21、所述汽轮机组、所述凝汽模块、所述低压加热模块、所述除氧模块和所述高压加热模块依次构成循环连接;所述凝汽模块还依次通过第二储冷模块、换热模块以及第二储热模块与所述除氧模块相连;所述低压加热模块还与所述第一储冷模块相连;所述汽轮机组还分别独立地与所述高压加热模块和所述除氧模块相连;
所述汽轮机组包括依次连接的高压缸22、中压缸23和低压缸24,其中所述高压缸22与所述锅炉21相连,所述低压缸24与所述凝汽模块相连。
所述凝汽模块包括凝汽器25和凝结水泵251。
所述除氧模块包括除氧器27和给水泵271。
所述高压加热模块包括高压加热器28,所述低压加热模块包括低压加热器26。
所述第二储冷模块包括冷水罐29和第一水泵291。
所述换热模块包括换热器210。
所述第二储热模块包括热水罐212和第二水泵2121。
所述火电机组子系统2还包括第一加热模块,所述加热模块位于所述换热模块与所述第二储热模块之间;所述第一加热模块包括电锅炉211。
所述轮机组中的低压缸24还与所述低压加热器26相连;所述汽轮机组中的中压缸23还与所述除氧器27相连;所述汽轮机组中的高压缸22还与所述高压加热器28相连。
所述液化空气储能子系统1通过储热装置19与所述火电机组子系统2的换热器210与构成连接;
所述液化空气储能子系统1还通过深冷存储装置111与所述火电机组子系统2的凝汽器25相连。
采用上述系统装置进行的系统方法包括:
常规运行:
a.用电低谷模式运行状态
空气经净化后进入液化空气储能子系统1的压缩模块12进行压缩,并完成级间冷却,将压缩热存储于储热装置19中;压缩后的空气通过第一冷却装置13吸收深冷存储装置111中的冷量,冷却至液态,进入液空储罐14进行存储;
与此同时,火电机组子系统2中锅炉21产生的蒸汽依次经高压缸22、中压缸23和低压缸24组做功后进入凝汽器25;得到的凝结水,第一部分依次通过低压加热器26、除氧器27以及高压加热器28返回锅炉21,第二部分通过低压加热器26进入冷水罐29,第三部分直接流入冷水罐29;冷水罐29中的凝结水进入换热器210吸收液化空气储能子系统1中储热装置19的热量后进入热水罐212,进行正常运行;
b.用电高峰模式运行状态
液化空气储能子系统1液空储罐14中的液态空气经低温泵15后进入汽化装置16进行汽化,汽化产生的冷能存储于深冷存储装置111,一部分用于冷却压缩后的空气,另一部分供火电机组子系统2的凝汽器25使用;汽化后的空气通过级间加热装置吸收储热装置19中的部分热量进入发电模块17进行释能发电;
与此同时,火电机组子系统2中锅炉21产生的蒸汽依次经高压缸22、中压缸23以及低压缸24做功后进入凝汽器25,凝汽器25进一步吸收液化空气储能子系统1中深冷存储装置111的冷量得到凝结水;得到的凝结水,第一部分依次通过低压加热器26、除氧器27以及高压加热器28返回锅炉21,第二部分通过低压加热器26进入冷水罐29,第三部分直接流入冷水罐29;冷水罐29中的凝结水进入换热器210吸收液化空气储能子系统1中储热装置19的剩余热量并经电锅炉211进一步加热后进入热水罐212,进行正常运行;
其中,运行模式a时凝汽器25进入低压加热器26的凝结水流量小于运行模式b时凝汽器25进入低压加热器26的凝结水流量;
且运行模式a时凝汽器25进入冷水罐212的凝结水流量大于运行模式b时凝汽器25进入冷水罐212的凝结水流量。
模式转换:
当由模式b进入到模式a时,调大凝结水调节阀c,增加火电机组子系统2中凝汽器25进入低压加热器26的流量,并同步增加低压加热器26对低压缸24的抽汽量;同时调大除氧器上水旁路调节阀f,将低压加热器26的部分水排入冷水罐29中,并减小热水罐212进入除氧器27的流量,以维持除氧器27中的水位;待火电机组发电功率降低后,调小除氧器上水旁路调节阀f,减少低压加热器26至冷水罐29的流量;调大凝结水旁路调节阀d,增加凝汽器25直接进入冷水罐29的流量,然后进入模式a常态运行;
当由模式a进入到模式b时,在维持凝汽器25水位的条件下,调小凝结水旁路调节阀d,减少凝汽器25至冷水罐29水量,并同步减少低压加热器26对于低压缸24的抽汽量;同时增加热水罐212进入除氧器27的流量,以维持除氧器27中水位;待火电机组发电功率升高后,调大凝结水旁路调节阀d,增加凝汽器25直接进入冷水罐29的流量,然后进入模式b的常态运行。
本发明通过上述实施例来说明本发明的系统装置和详细方法,但本发明并不局限于上述系统装置和详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述系统装置和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统装置,其特征在于,所述系统装置包括液化空气储能子系统和火电机组子系统;
所述液化空气储能子系统包括压缩模块、液空储能模块、第一储热模块、第一储冷模块和发电模块;所述压缩模块、所述液空储能模块和所述发电模块依次相连;所述压缩模块还通过所述第一储热模块与所述发电模块相连;所述第一储冷模块与所述液空储能模块构成循环连接;
所述火电机组子系统包括锅炉、汽轮机组、凝汽模块、低压加热模块、除氧模块、高压加热模块、第二储冷模块、换热模块以及第二储热模块;
所述锅炉、所述汽轮机组、所述凝汽模块、所述低压加热模块、所述除氧模块和所述高压加热模块依次构成循环连接;所述凝汽模块还依次通过第二储冷模块、换热模块以及第二储热模块与所述除氧模块相连;所述低压加热模块还与所述第一储冷模块相连;所述汽轮机组还分别独立地与所述高压加热模块和所述除氧模块相连;
所述液化空气储能子系统通过第一储热模块与所述火电机组子系统的换热模块与构成连接;
所述液化空气储能子系统还通过第一储冷模块所述火电机组子系统的凝汽模块相连。
2.根据权利要求1所述的系统装置,其特征在于,所述液化空气储能子系统还包括净化模块,所述净化模块、所述压缩模块、所述液空储能模块和所述发电模块依次相连;
优选地,所述压缩模块包括至少2组压缩机组,且串联设置。
3.根据权利要求1或2所述的系统装置,其特征在于,所述液空储能模块包括依次连接的第一冷却装置、液空储罐、低温泵以及汽化装置,其中,所述第一冷却装置与所述压缩模块相连,所述汽化装置与所述发电模块相连;
优选地,所述发电模块包括至少2组透平机组,且串联设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统装置,其特征在于,所述第一储热模块包括依次连接的第二冷却装置、储热装置和加热装置,其中,所述第二冷却装置与所述压缩模块相连,所述加热装置与所述发电模块相连;
优选地,所述第二冷却装置包括级间冷却装置;
优选地,所述储热装置的储热介质包括导热油;
优选地,所述加热装置包括级间加热装置。
5.根据权利要求3所述的系统装置,其特征在于,所述第一储冷模块包括深冷存储装置,所述深冷存储装置分别独立地与所述第一冷却装置和所述汽化装置相连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统装置,其特征在于,所述汽轮机组包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸,其中所述高压缸与所述锅炉相连,所述低压缸与所述凝汽模块相连;
优选地,所述凝汽模块包括凝汽器和凝结水泵;
优选地,所述除氧模块包括除氧器和给水泵;
优选地,所述高压加热模块包括高压加热器,所述低压加热模块包括低压加热器;
优选地,所述第二储冷模块包括冷水罐和第一水泵;
优选地,所述换热模块包括换热器;
优选地,所述第二储热模块包括热水罐和第二水泵。
7.根据权利要求1-6任一项所述的系统装置,其特征在于,所述火电机组子系统还包括第一加热模块,所述加热模块位于所述换热模块与所述第二储热模块之间;
优选地,所述第一加热模块包括电锅炉。
8.根据权利要求6所述的系统装置,其特征在于,所述轮机组中的低压缸还与所述低压加热模块相连;
优选地,所述汽轮机组中的中压缸还与所述除氧模块相连;
优选地,所述汽轮机组中的高压缸还与所述高压加热模块相连。
9.一种液化空气储能辅助火电机组深度调峰的系统方法,其特征在于,所述系统方法采用如权利要求1-8任一项所述的系统装置进行,所述系统方法包括两种模式:
a.用电低谷模式运行状态
空气进入液化空气储能子系统的压缩模块进行压缩,并将压缩热存储于第一储热模块;压缩后的空气进入液空储能模块进行存储;
与此同时,火电机组子系统锅炉产生的蒸汽经汽轮机组做功后进入凝汽模块;得到的凝结水,第一部分依次通过低压加热模块、除氧模块以及高压加热模块返回锅炉,第二部分通过低压加热模块进入第二储冷模块,第三部分直接流入第二储冷模块;第二储冷模块中的凝结水进入换热模块吸收液化空气储能子系统第一储热模块的热量后进入第二储热模块,进行正常运行;
b.用电高峰模式运行状态
液化空气储能子系统液空储能模块中的液态空气进行汽化,汽化产生的冷能存储于第一储冷模块,一部分用于冷却压缩后的空气,另一部分供火电机组子系统的凝汽模块使用;汽化后的空气进一步吸收第一储热模块中的部分热量进入发电模块进行释能发电;
与此同时,火电机组子系统锅炉产生的蒸汽经汽轮机组做功后进入凝汽模块,凝汽模块进一步吸收液化空气储能子系统第一储冷模块的冷量得到凝结水;得到的凝结水,第一部分依次通过低压加热模块、除氧模块以及高压加热模块返回锅炉,第二部分通过低压加热模块进入第二储冷模块,第三部分直接流入第二储冷模块;第二储冷模块中的凝结水进入换热模块吸收液化空气储能子系统第一储热模块的剩余热量后进入第二储热模块,进行正常运行;
当由模式b进入到模式a时,增加火电机组子系统凝汽模块进入低压加热模块的流量,同步增加低压加热模块对汽轮机组的抽汽量;同时增加低压加热模块排入第二储冷模块的流量,并减小第二储热模块进入除氧模块的流量,以维持除氧模块的水位;待火电机组发电功率降低后,减小低压加热模块至第二储冷模块的流量,并增加凝汽模块直接流入第二储冷模块的流量,然后进入模式a常态运行;
当由模式a进入到模式b时,在维持凝汽模块水位的条件下,减少凝汽模块凝结水的流出,同步减少低压加热模块对于汽轮机组的抽汽量;同时增加第二储热模块进入除氧模块的流量,以维持除氧模块的水位;待火电机组发电功率升高后,增加凝汽模块直接流入第二储冷模块的流量,然后进入模式b的常态运行。
10.根据权利要求9所述的系统方法,其特征在于,运行模式a时凝汽模块进入低压加热模块的凝结水流量小于运行模式b时凝汽模块进入低压加热模块的凝结水流量;
且运行模式a时凝汽模块直接进入第二储冷模块的凝结水流量大于运行模式b时凝汽模块直接进入第二储冷模块的凝结水流量;
优选地,当由模式a进入到模式b时,减少凝汽模块凝结水流出方式包括:减少凝汽模块直接进入第二储冷模块的凝结水量和/或减少凝汽模块进入低压加热模块的凝结水量。
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