CN116045709A - 一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于熔盐储能技术领域，特别涉及一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统。本发明的系统包括锅炉系统、汽机系统和储换热系统，锅炉系统包括锅炉，锅炉的烟道内依次设置有过热器、省煤器和空气预热器，汽机系统包括依次连接于转轴上的高压缸、中压缸和低压缸，储换热系统包括低温熔盐储罐、中温熔盐储罐、高温熔盐储罐、再热蒸汽‑熔盐换热器、主蒸汽‑熔盐换热器、水‑熔盐换热器、空气‑熔盐换热器。本发明提供了一种梯级储热、灵活放热以更大限度的利用不同品质的能量的带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统。

Description

一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统

技术领域

本发明属于熔盐储能技术领域，特别涉及一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统。

背景技术

为提高电厂机组运行经济性，大多数火电机组均采用热电联供的运行模式，除按照电网调度供电以外，也需向热用户供应蒸汽或热水。在向热用户供应蒸汽的过程中，电厂往往是将部分再热蒸汽减温减压至用户所需参数后，直接对外供应。这一过程将高品位的过热蒸汽变为低品位，造成了极大的能量浪费。本装置可将此过程损失能量用于加热熔盐，储存在熔盐内的能量可通过换热装置释放。

随着可再生能源的占比增加，火电在电网的角色定位也逐渐由电力供应的绝对主力，向基础负荷的提供者转变，并还需根据电网指令迅速升降负荷，以消纳波动性大的可再生能源。也就是说火电机组同时承担着保供和调峰两大责任。这导致机组升降负荷的频率增加，负荷的升降幅度增大，调峰响应速度提高。对机组的安全性、经济性、环保性都是新的考验。为了保证国民经济的正常运行，火电机组承担的负荷上下限均已逼近或超出原有的设计范围，长远来看会极大地威胁机组的安全，并影响机组的使用寿命。在机组快速升降负荷的时候，机组的热效率和排放指标会受到一定程度的影响。其中，位于尾部烟道内的省煤器、脱硝装置和空气预热器受到的影响最大。最主要的影响就体现在排烟温度异常，在低负荷运行锅炉出力不足，各受热面的吸热量增加，到了尾部烟道中的省煤器、脱硝装置以及空预器部分烟气温度低于正常水平，会引起空气预热器的低温腐蚀，脱硝装置效率下降，氨逃逸量增加也会导致空预器的腐蚀积灰，则需要投入暖风器提高空预器空气侧温度。而大多数的暖风器热源是低压抽汽，抽汽过多会降低锅炉的整体效率和热平衡。因此火电机组急需一套在不影响机组安全性、经济性和环保指标的前提下，能够满足快速响应电网指令，迅速改变火电机组对外输出负荷的系统。本系统除了通过熔盐储存能量，满足调峰这一基本功能外。还可通过调整通过熔盐加热器的空气和热水的流量，改变尾部烟道内省煤器和空气预热器的吸热量来控制烟气温度，保证脱硝装置效率和排烟温度。使得机组在承担调峰任务时，不必牺牲机组运行效率和安全性。

调峰是火电机组增加经济收益新方法，利用熔盐将机组在调峰期间产生的多余热量储存起来，在用电高峰释放增加机组的做功能力，使机组获得参与调峰和多发电的收益。单一以蒸汽为热源储能虽然效率高，可在零负荷至最高负荷之间全范围调节，但抽汽过多势必会影响机组热平衡。单以电力储能响应迅速，对机组控制要求低；但其调峰能力受汽机安全负荷限制。在近些年来风电光伏的快速发展过程中，许多火电厂也利用周边的风光资源和空地配置了一定量的新能源装机负荷，探索新能源与传统火电的耦合互补运行模式。但因风光发电的间歇性和火电运行过程中安全性的限制，实际效果和收益远低于预期。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种梯级储热、灵活放热以更大限度的利用不同品质的能量的带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统。

本发明所采用的技术方案为：

一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，包括锅炉系统、汽机系统和储换热系统，锅炉系统包括锅炉，锅炉的烟道内依次设置有过热器、省煤器和空气预热器，汽机系统包括依次连接于转轴上的高压缸、中压缸和低压缸，储换热系统包括低温熔盐储罐、中温熔盐储罐、高温熔盐储罐、再热蒸汽-熔盐换热器、主蒸汽-熔盐换热器、水-熔盐换热器、空气-熔盐换热器；所述高压缸的排汽口连接有再热蒸汽管路，再热蒸汽管路经锅炉后分两路，一路连接到中压缸的进汽口，另一路经再热蒸汽-熔盐换热器后对外供汽；还包括给水管路，给水管路经省煤器后分两路，一路进入锅炉，另一路经水-熔盐换热器后连接到汽水分离器，汽水分离器的液相出口通过管道连接到锅炉；所述过热器的出口与高压缸的进汽口之间连接有主蒸汽管路，过热器的出口还连接有主蒸汽换热管路，主蒸汽换热管路经主蒸汽-熔盐换热器后连接到汽水分离器，汽水分离器的气相出口通过管道连接到过热器的进口；

还包括空气管路，空气管路经空气-熔盐换热器后连接到空气预热器；

所述中温熔盐储罐和低温熔盐储罐之间分别连接有中温熔盐放热管路和低温熔盐储热管路，中温熔盐放热管路经水-熔盐换热器、空气-熔盐换热器，低温熔盐储热管路经再热蒸汽-熔盐换热器；高温熔盐储罐与中温熔盐储罐之间高温熔盐放热管路和中温熔盐储热管路，高温熔盐放热管路和中温熔盐储热管路均经主蒸汽-熔盐换热器。

本发明的储热过程采用阶段性升温的方式加热熔盐。为避免因对外供汽而减温减压造成的蒸汽品质下降的能量损失，用于对外供汽的再热蒸汽不再直接减温减压对外供应，而是进入再热蒸汽熔盐换热器将低温罐中由低温熔盐泵送出的低温熔盐加热，加热后的熔盐进入中温熔盐罐储存，再热蒸汽降为符合用户需求的工业蒸汽对外供应。需机组参与调峰时，多余的高温过热蒸汽进入主蒸汽熔盐换热器，释放热量后变为饱和汽进入汽水分离器，然后进入锅炉继续吸热。中温熔盐储罐中储存的中温熔盐由中温熔盐泵输送，经过主蒸汽-熔盐换热器升温，进入高温罐储存。可在锅炉汽机不停机、保证锅炉稳燃和汽机安全负荷的情况下，锅炉稳燃负荷与汽机安全负荷之间的多余蒸汽可直接储热，汽机安全负荷所发电力用于加热熔盐，实现机组对外净零出力。本发明实现了锅炉多余热量以及因蒸汽品质下降造成的热量损失的储存回收，达到了提高能量利用效率和增加锅炉调峰能力目的。

在机组负荷不能满足需求时，熔盐系统开始放热。本发明的主蒸汽-熔盐换热器再热蒸汽水采用双向可逆设计，来自锅炉汽水分离器的饱和汽被高温熔盐加热为主蒸汽进入汽机高压缸做功发电，放热后的高温熔盐进入中温罐储存。

从中温熔盐到低温熔盐的放热过程，主要功能是控制排烟温度。在机组负荷过低或负荷变化剧烈时，机组烟气温度和排放指标会受到极大的影响。中温熔盐至低温熔盐的放热过程由串联设置的空气熔盐换热器、水熔盐换热器完成。来自送风系统的热空气经空气-熔盐换热器再次升温进入空气预热器，一方面减少了暖风机耗能，避免了过多使用低压抽汽影响机组效率；另一方面提升了空气预热器冷端温度减轻空气预热器的低温腐蚀和积灰，通过调整空气预热器的吸热量可以达到调整排烟温度的目的。来自省煤器的热水经过水熔盐换热器的加热后，变为饱和水进入汽水分离器。同样，一方面增加了锅炉对外做功做功能力，另一方面可以通过调整省煤器在烟道内的吸热量控制烟气温度，保证脱硝效率。中温熔盐放热完毕后进入低温熔盐罐内储存。水-熔盐换热器和空气-熔盐换热器前后串联布置。串联布置可以充分利用熔盐热量，提高系统效率。

作为本发明的优选方案，所述中温熔盐储热管路上连接有熔盐电加热器组。考虑到汽轮机最低安全运行负荷限制，同时蒸汽用户的需求可能会出现不规则的变化，以及“双碳”背景下许多热电厂自有或周边拥有一定容量的风光发电设备，但其所发电量因种种原因而难以得到有效利用；特设置熔盐电加热器组。熔盐电加热器组可以根据系统需要可灵活地将低温熔盐加热为中、高温熔盐，或将中温熔盐加热为高温熔盐，完成能量的储存。熔盐电加热器的存在有效增加了储热量，可极大地提高机组调峰能力，实现深调阶段机组零出力。电加热熔盐可实现对“弃光弃风”的消纳，也可在用电低谷从电网外购谷电变相提高机组调峰能力，增加经济收益。同时，通过中温熔盐的放热调整尾部烟道内受热面的吸热量，以控制烟气温度是本发明的另一主要功能。为实现本功能中温熔盐会持续消耗，在对外供汽量一定的情况下可能会导致用于调控烟气温度的中温熔盐不足；或在储热阶段，中温熔盐不足以满足高温段主蒸汽放热的需求。该熔盐电加热器的设置有效弥补了这一缺点，灵活地选择电源对低温熔盐进行加热，可以保证中温熔盐量满足使用需求。

作为本发明的优选方案，所述低温熔盐储罐与熔盐电加热器组之间通过管道连通。低温熔盐可直接进入熔盐电加热器组进行加热。

作为本发明的优选方案，所述水-熔盐换热器上并联有第一旁路，第一旁路上连接有第一熔盐控制阀组。第一旁路实现了对省煤器吸热量的调整，从而精准地对脱硝装置烟气进口温度和排烟温度进行控制。

作为本发明的优选方案，所述空气-熔盐换热器上并联有第二旁路，第二旁路上连接有第二熔盐控制阀组。第二旁路实现了对空气预热器吸热量的调整，从而精准地对空气预热器烟气进口温度以及排烟温度进行控制。

作为本发明的优选方案，所述省煤器与水-熔盐换热器之间的管路上连接有高温给水混合集箱，给水管路的分支连接到汽水分离器。

作为本发明的优选方案，所述省煤器与高温给水混合集箱之间的管路上连接有第一高温给水控制阀组，给水管路连接高温给水混合集箱的一段上连接有第二高温给水控制阀组。

作为本发明的优选方案，所述给水管路上依次连接有给水泵、凝汽器和除氧器，低压缸的排汽口通过管道连接到凝汽器，中压缸的排汽口分别通过管道连接到除氧器和低压缸的进汽口。

作为本发明的优选方案，所述主蒸汽-熔盐换热器与汽水分离器之间的管路上连接有减压阀。

作为本发明的优选方案，所述空气管路上连接有送风系统和空气控制阀组。

本发明的有益效果为：

1.本发明的采用高温熔盐储罐、中温熔盐储罐、低温熔盐储罐进行梯级储热更大限度的利用不同品质的能量，放热方式也更加灵活。低温熔盐加热为中温熔盐，可以回收对外供汽造成的蒸汽品质下降带来的能量损失。

2.本发明设置熔盐电加热组与蒸汽熔盐换热器并联，可对机组从满负荷至零负荷范围进行调节，增强机组深度调峰能力。熔盐电加热器可以灵活地调整功率，将低温熔盐直接加热为高温熔盐，或先加热为中温熔盐再继续加热为高温熔盐。本发明可以借助熔盐电加热器组实现消纳“绿电”、转化谷电、进行调峰三大功能。

3.放热时，主蒸汽-熔盐换热器的作用是利用高温熔盐中的热量将汽水分离器中的饱和汽加热为主蒸汽；储热时，主蒸汽-熔盐换热器逆向流动主蒸汽释放热量变为饱和汽，将中温熔盐加热为高温熔盐，可简化结构布置。放热时，中温熔盐将热量依次流经水-熔盐换热器和空气-熔盐换热器，将省煤器出口的高温热水加热为饱和水送入汽水分离器，将来自送风系统的热空气加热后送至空气预热器。借助对省煤器和空气预热器在尾部烟道内吸热量的调整，可以准确的控制烟气温度，提高脱硝装置的脱硝效率，减轻回转式预热器硫酸氢铵堵塞和设备低温腐蚀问题，降低风机电耗，提高机组运行安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-锅炉；2-过热器；3-省煤器；4-空气预热器；5-高压缸；6-中压缸；7-低压缸；8-给水泵；9-凝汽器；10-除氧器；11-低温熔盐储罐；12-低温熔盐泵；13-中温熔盐储罐；14-第一中温熔盐泵；15-第二中温熔盐泵；16-熔盐电加热器组；17-高温熔盐储罐；18-高温熔盐泵；19-主蒸汽-熔盐换热器；20-水-熔盐换热器；21-空气-熔盐换热器；22-第一熔盐控制阀组；23-第二熔盐控制阀组；24-再热蒸汽-熔盐换热器；25-空气控制阀组；26-第一高温给水控制阀组；27-送风系统；28-汽水分离器；29-第二高温给水控制阀组；30-高温给水混合集箱；31-减压阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例的带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，包括锅炉1系统、汽机系统和储换热系统，锅炉1系统包括锅炉1，锅炉1的烟道内依次设置有过热器2、省煤器3和空气预热器4，汽机系统包括依次连接于转轴上的高压缸5、中压缸6和低压缸7，储换热系统包括低温熔盐储罐11、中温熔盐储罐13、高温熔盐储罐17、再热蒸汽-熔盐换热器24、主蒸汽-熔盐换热器19、水-熔盐换热器20、空气-熔盐换热器21；所述高压缸5的排汽口连接有再热蒸汽管路，再热蒸汽管路经锅炉1后分两路，一路连接到中压缸6的进汽口，另一路经再热蒸汽-熔盐换热器24后对外供汽；还包括给水管路，给水管路上依次连接有给水泵8、凝汽器9和除氧器10，低压缸7的排汽口通过管道连接到凝汽器9，中压缸6的排汽口分别通过管道连接到除氧器10和低压缸7的进汽口；给水管路经省煤器3后分两路，一路进入锅炉1，另一路经水-熔盐换热器20后连接到汽水分离器28，汽水分离器28的液相出口通过管道连接到锅炉1；所述过热器2的出口与高压缸5的进汽口之间连接有主蒸汽管路，过热器2的出口还连接有主蒸汽换热管路，主蒸汽换热管路经主蒸汽-熔盐换热器19后连接到汽水分离器28，汽水分离器28的气相出口通过管道连接到过热器2的进口；

还包括空气管路，空气管路经空气-熔盐换热器21后连接到空气预热器4；

所述中温熔盐储罐13和低温熔盐储罐11之间分别连接有中温熔盐放热管路和低温熔盐储热管路，中温熔盐放热管路经水-熔盐换热器20、空气-熔盐换热器21，低温熔盐储热管路经再热蒸汽-熔盐换热器24；高温熔盐储罐17与中温熔盐储罐13之间高温熔盐放热管路和中温熔盐储热管路，高温熔盐放热管路和中温熔盐储热管路均经主蒸汽-熔盐换热器19。

所述低温熔盐储罐11与熔盐电加热器组16之间通过管道连通。所述省煤器3与水-熔盐换热器20之间的管路上连接有高温给水混合集箱30，给水管路的分支连接到汽水分离器28。所述省煤器3与高温给水混合集箱30之间的管路上连接有第一高温给水控制阀组26，给水管路连接高温给水混合集箱30的一段上连接有第二高温给水控制阀组29。所述主蒸汽-熔盐换热器19与汽水分离器28之间的管路上连接有减压阀31。所述空气管路上连接有送风系统27和空气控制阀组25。

本发明的储热过程采用阶段性升温的方式加热熔盐。为避免因对外供汽而减温减压造成的蒸汽品质下降的能量损失，用于对外供汽的再热蒸汽不再直接减温减压对外供应，而是进入再热蒸汽熔盐换热器再热蒸汽水将低温罐中由低温熔盐泵12送出的低温熔盐加热，加热后的熔盐进入中温熔盐罐储存，再热蒸汽降为符合用户需求的工业蒸汽对外供应。需机组参与调峰时，多余的高温过热蒸汽进入主蒸汽熔盐换热器再热蒸汽水，释放热量后变为饱和汽进入汽水分离器28，然后进入锅炉1继续吸热。中温熔盐储罐13中储存的中温熔盐由中温熔盐泵输送，经过主蒸汽-熔盐换热器19再热蒸汽水升温，进入高温罐储存。可在锅炉1汽机不停机、保证锅炉1稳燃和汽机安全负荷的情况下，锅炉1稳燃负荷与汽机安全负荷之间的多余蒸汽可直接储热，汽机安全负荷所发电力用于加热熔盐，实现机组对外净零出力。本发明实现了锅炉1多余热量以及因蒸汽品质下降造成的热量损失的储存回收，达到了提高能量利用效率和增加锅炉1调峰能力目的。

特别的本方案还设有熔盐电加热器组16，与再热蒸汽熔盐换热器再热蒸汽水和主蒸汽-熔盐换热器19再热蒸汽水并联。考虑到汽轮机最低安全运行负荷限制；同时蒸汽用户的需求可能会出现不规则的变化，以及“双碳”背景下许多热电厂自有或周边拥有一定容量的风光发电设备，但其所发电量因种种原因而难以得到有效利用；特设置熔盐电加热器组16，与蒸汽熔盐换热器再热蒸汽水组并联。熔盐电加热器组16可以根据系统需要可灵活地将低温熔盐加热为中、高温熔盐，或将中温熔盐加热为高温熔盐，完成能量的储存。熔盐电加热器的存在有效增加了储热量，可极大地提高机组调峰能力，实现深调阶段机组零出力。电加热熔盐可实现对“弃光弃风”的消纳，也可在用电低谷从电网外购谷电变相提高机组调峰能力，增加经济收益。同时，通过中温熔盐的放热调整尾部烟道内受热面的吸热量，以控制烟气温度是本发明的另一主要功能。为实现本功能中温熔盐会持续消耗，在对外供汽量一定的情况下可能会导致用于调控烟气温度的中温熔盐不足；或在储热阶段，中温熔盐不足以满足高温段主蒸汽放热的需求。该熔盐电加热器的设置有效弥补了这一缺点，灵活地选择电源对低温熔盐进行加热，可以保证中温熔盐量满足使用需求。

在机组负荷不能满足需求时，熔盐系统开始放热。本发明的主蒸汽-熔盐换热器19再热蒸汽水采用双向可逆设计，来自锅炉1汽水分离器28的饱和汽被高温熔盐加热为主蒸汽进入汽机高压缸5做功发电，放热后的高温熔盐进入中温罐储存。

从中温熔盐到低温熔盐的放热过程，主要功能是控制排烟温度。在机组负荷过低或负荷变化剧烈时，机组烟气温度和排放指标会受到极大的影响。中温熔盐至低温熔盐的放热过程由串联设置的空气熔盐换热器再热蒸汽水、水熔盐换热器再热蒸汽水完成。来自送风系统27的热空气经空气-熔盐换热器21再次升温进入空气预热器4，一方面减少了暖风机耗能，避免了过多使用低压抽汽影响机组效率；另一方面提升了空气预热器4冷端温度减轻空气预热器4的低温腐蚀和积灰，通过调整空气预热器4的吸热量可以达到调整排烟温度的目的。来自省煤器3的热水经过水熔盐换热器再热蒸汽水的加热后，变为饱和水进入汽水分离器28。同样，一方面增加了锅炉1对外做功做功能力，另一方面可以通过调整省煤器3在烟道内的吸热量控制烟气温度，保证脱硝效率。中温熔盐放热完毕后进入低温熔盐罐内储存。水-熔盐换热器20和空气-熔盐换热器21再热蒸汽水前后串联布置。串联布置可以充分利用熔盐热量，提高系统效率。所述水-熔盐换热器20上并联有第一旁路，第一旁路上连接有第一熔盐控制阀组22；所述空气-熔盐换热器21上并联有第二旁路，第二旁路上连接有第二熔盐控制阀组23。第一旁路和第二旁路的设置，实现了对省煤器3和空气预热器4吸热量分别调整，从而精准地对脱硝装置烟气进口温度、空气预热器4烟气进口温度以及排烟温度进行控制。

本发明的采用高温熔盐储罐17、中温熔盐储罐13、低温熔盐储罐11进行梯级储热更大限度的利用不同品质的能量，放热方式也更加灵活。同时，中温罐温度可控制在400℃以下，降低了所需的材料成本和工艺难度。低温熔盐加热为中温熔盐，可以回收对外供汽造成的蒸汽品质下降带来的能量损失。

本发明设置熔盐电加热组与蒸汽熔盐换热器并联，可对机组从满负荷至零负荷范围进行调节，增强机组深度调峰能力。熔盐电加热器可以灵活地调整功率，将低温熔盐直接加热为高温熔盐，或先加热为中温熔盐再继续加热为高温熔盐。本发明可以借助熔盐电加热器组16实现消纳“绿电”、转化谷电、进行调峰三大功能。

放热时，主蒸汽-熔盐换热器19的作用是利用高温熔盐中的热量将汽水分离器28中的饱和汽加热为主蒸汽；储热时，主蒸汽-熔盐换热器19逆向流动主蒸汽释放热量变为饱和汽，将中温熔盐加热为高温熔盐，可简化结构布置。放热时，中温熔盐将热量依次流经水-熔盐换热器20和空气-熔盐换热器21，将省煤器3出口的高温热水加热为饱和水送入汽水分离器28，将来自送风系统27的热空气加热后送至空气预热器4。借助对省煤器3和空气预热器4在尾部烟道内吸热量的调整，可以准确的控制烟气温度，提高脱硝装置的脱硝效率，减轻回转式预热器硫酸氢铵堵塞和设备低温腐蚀问题，降低风机电耗，提高机组运行安全性。

本系统典型工作模式如下：

储热阶段以主蒸汽-熔盐换热器19储热为主要方式，以熔盐电加热器组16为补充。锅炉1负荷高于汽机负荷，过热器2出口富余主蒸汽进入主蒸汽-熔盐换热器19，释放高温显热将加热中温熔盐为至指定温度，高温熔盐从在主蒸汽-熔盐换热器19出口，再至熔盐电加热器组16继续升温，升温完毕后从熔盐电加热器组16送至高温熔盐储罐17储存待用。放热降温后的主蒸汽经减压阀31减温减压后变为饱和汽，送入汽水分离器28气相空间，与其余饱和汽混合后进入过热器2屏组继续吸热；与汽机负荷匹配的主蒸汽量进入汽机高压缸5正常做功。做功完毕的主蒸汽按流程进入锅炉1再热，对外供汽所需再热蒸汽进入再热蒸汽-熔盐换热器24将低温熔盐加热为中温熔盐后进入中温熔盐储罐13待用；另一部分再热蒸汽直接进入中压缸6做功。

考虑到锅炉1运行安全以及换热器功率限制，在锅炉1和汽机负荷相差过大时，超过主蒸汽-熔盐换热器19热负荷部分的主蒸汽，继续按照正常发电流程做功，并将所发电力用于启动熔盐电加热器组16。熔盐电加热器组16首先将低温熔盐加热为中温熔盐，以补充受对外供汽量限制的中温熔盐。

在机组参与深调时，通过主蒸汽-熔盐换热器19将锅炉1最低稳燃负荷和汽机安全负荷之间的多余热量储存在高温熔盐储罐17中。汽机安全负荷下所发电力可通过熔盐电加热器组16储存在高温熔盐储罐17或中温熔盐储罐13待用。

放热阶段以主蒸汽-熔盐换热器19生产过热蒸汽为主，水-熔盐换热器20和空气-熔盐换热器21加热高温给水和给热空气升温主要是保证锅炉1性能的调节手段。在机组顶峰发电时，高温熔盐储罐17中的高温熔盐经主蒸汽-熔盐换热器19放热，将来自于汽水分离器28气相空间饱和汽加热为过热蒸汽，与过热器2出口的过热蒸汽汇合依次进入高压缸5、中压缸6、低压缸7做功发电。放完热的高温熔盐变为中温熔盐进入中温熔盐储罐13内储存待用。

中温熔盐通过水-熔盐换热器20和空气-熔盐换热器21将高温给水和热空气加热。在顶峰发电阶段通过第一高温给水控制阀组26和第二高温给水控制阀组29的调节，控制省煤器3吸热量，保证烟温在合理范围内。高温给水混合集箱30中的高温给水通过水-熔盐换热器20的加热，成为饱和水进入汽水分离器28液相空间，通过输入外来热量提高了机组的做功能力。中温熔盐通过空气-熔盐换热器21加热来自送风系统27的热空气，热空气可取代用于提高空气预热器4温度的循环空气，减少空气预热器4堵灰可能性。或与来自暖风器的区域热空气混合，降低暖风器负荷，提高了空气预热器4的冷端温度。入炉空气温度的升高增加了入炉热量，提高了锅炉1效率。

但中温段的放热过程主要目的是控制尾部烟道的烟气温度，保证脱硝装置的效率，减少空气预热器4的事故率。故水-熔盐换热器20和空气-熔盐换热器21均设有并联旁路，以实现对省煤器3和空气预热器4吸热量的单独调控。在承担调峰任务时，炉膛热负荷减小，导致炉膛烟温降低。而SCR脱硝效率会随运行温度的降低而降低。SCR催化剂效率一般在350℃最佳。机组在低负荷下运行时，烟气温度降低，当烟气温度降低到硫酸氢铵析出温度时，硫酸氢铵析出，催化剂的活性位及微孔被覆盖、失效，使催化剂活性明显降低，系统脱硝效率降低。同时，硫酸氢铵呈中度酸性且具有很大的黏性，易黏附在催化剂上，导致催化性能下降，还会黏附在下游设备的换热元件上，加剧设备的腐蚀和堵灰。同时，汽机侧进汽阀开度减小，节流损失增大，进入汽轮机的蒸汽参数压力和温度降低，需在燃烧过程中提高风量控制维持再热蒸汽温度。在低负荷运行时，给煤量减少，煤粉颗粒的均匀性变差，增加了着火难度，锅炉1燃烧稳定性变差，需要适当提高二次风比例，烟气流量增大，排烟热损失增大。

低负荷下锅炉1热负荷低，烟气温度也偏低。水-熔盐换热器20加热省煤器3进出口混合后的高温水，通过第一高温给水控制阀组26和第二高温给水控制阀组29分别控制省煤器3出口和入口进入高温给水混合集箱30的流量。省煤器3出口和入口的高温给水按需求混合后进入水-熔盐换热器20加热成为饱和水进入汽水分离器28水侧空间，将外来热量带入了机组。在烟温偏低的情况下，增大第二高温给水控制阀组29开度，流经省煤器3的高温给水减少。省煤器3在尾部烟道内的吸热量减少，经省煤器3后的烟气温度有所提高，使得脱硝系统效率处于合理范围。避免了因效率不足增大喷氨量，造成硫酸氢氨生成量的增加。

空气预热器4冷端温度低会导致空气预热器4堵灰和腐蚀加重，低负荷下煤粉颗粒均匀性下降，锅炉1燃烧稳定性变差，需增大风煤比以及提高风温。中温熔盐通过空气-熔盐换热器21将来自于送风系统27的热空气进一步升温，可以降低暖风机负荷，减少了低压抽汽的用量。经空气-熔盐换热器21加热后再进入空气预热器4的热空气，可将空气预热器4冷端温度提高，减轻了低温腐蚀和空气预热器4堵灰程度。并有效提高了空气预热器4出口一二次风温，有利于锅炉1着火，以及低负荷下锅炉1燃烧的稳定性。

中温熔盐量受对外供汽量的限制，但在调峰阶段中温熔盐同时用于吸收机组富余热量和放热控制烟气温度，导致中温熔盐会出现严重不足。故设有与蒸汽熔盐换热系统并联的熔盐电加热器组16按需加热熔盐至指定参数。在调峰阶段可以减少加热熔盐的主蒸汽流量，并利用机组所发的多余电力启动部分熔盐电加热器组16将低温熔盐加热为中温熔盐，满足保证机组性能和调峰所需，甚至可以做到机组对外净零出力。其次在机组负荷较高储热量不足的情况下，可以有选择地以火电厂附近的“风光”绿电或平价谷电为能量来源，将能量按需储存在高温和中温熔盐储罐13中待用。

特别地，机组也可根据实际情况调节自身供汽和发电，与熔盐储能系统相互配合、补充，满足用户用电、用汽、用暖需求。蒸汽发生系统换热器组根据系统实际运行参数，换热器形式和数量等可做相应调整，如采用双列布置、釜式蒸发器、一体式换热器等。为满足直接产生过热蒸汽所需，本系统所使用熔盐为温度上限更高的特殊熔盐。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：包括锅炉(1)系统、汽机系统和储换热系统，锅炉(1)系统包括锅炉(1)，锅炉(1)的烟道内依次设置有过热器(2)、省煤器(3)和空气预热器(4)，汽机系统包括依次连接于转轴上的高压缸(5)、中压缸(6)和低压缸(7)，储换热系统包括低温熔盐储罐(11)、中温熔盐储罐(13)、高温熔盐储罐(17)、再热蒸汽-熔盐换热器(24)、主蒸汽-熔盐换热器(19)、水-熔盐换热器(20)、空气-熔盐换热器(21)；所述高压缸(5)的排汽口连接有再热蒸汽管路，再热蒸汽管路经锅炉(1)后分两路，一路连接到中压缸(6)的进汽口，另一路经再热蒸汽-熔盐换热器(24)后对外供汽；还包括给水管路，给水管路经省煤器(3)后分两路，一路进入锅炉(1)，另一路经水-熔盐换热器(20)后连接到汽水分离器(28)，汽水分离器(28)的液相出口通过管道连接到锅炉(1)；所述过热器(2)的出口与高压缸(5)的进汽口之间连接有主蒸汽管路，过热器(2)的出口还连接有主蒸汽换热管路，主蒸汽换热管路经主蒸汽-熔盐换热器(19)后连接到汽水分离器(28)，汽水分离器(28)的气相出口通过管道连接到过热器(2)的进口；

还包括空气管路，空气管路经空气-熔盐换热器(21)后连接到空气预热器(4)；

所述中温熔盐储罐(13)和低温熔盐储罐(11)之间分别连接有中温熔盐放热管路和低温熔盐储热管路，中温熔盐放热管路经水-熔盐换热器(20)、空气-熔盐换热器(21)，低温熔盐储热管路经再热蒸汽-熔盐换热器(24)；高温熔盐储罐(17)与中温熔盐储罐(13)之间高温熔盐放热管路和中温熔盐储热管路，高温熔盐放热管路和中温熔盐储热管路均经主蒸汽-熔盐换热器(19)。

2.根据权利要求1所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述中温熔盐储热管路上连接有熔盐电加热器组(16)。

3.根据权利要求2所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述低温熔盐储罐(11)与熔盐电加热器组(16)之间通过管道连通。

4.根据权利要求1所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述水-熔盐换热器(20)上并联有第一旁路，第一旁路上连接有第一熔盐控制阀组(22)。

5.根据权利要求1所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述空气-熔盐换热器(21)上并联有第二旁路，第二旁路上连接有第二熔盐控制阀组(23)。

6.根据权利要求1所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述省煤器(3)与水-熔盐换热器(20)之间的管路上连接有高温给水混合集箱(30)，给水管路的分支连接到汽水分离器(28)。

7.根据权利要求6所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述省煤器(3)与高温给水混合集箱(30)之间的管路上连接有第一高温给水控制阀组(26)，给水管路连接高温给水混合集箱(30)的一段上连接有第二高温给水控制阀组(29)。

8.根据权利要求1所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述给水管路上依次连接有给水泵(8)、凝汽器(9)和除氧器(10)，低压缸(7)的排汽口通过管道连接到凝汽器(9)，中压缸(6)的排汽口分别通过管道连接到除氧器(10)和低压缸(7)的进汽口。

9.根据权利要求1所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述主蒸汽-熔盐换热器(19)与汽水分离器(28)之间的管路上连接有减压阀(31)。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种带烟气温度控制的熔盐储能调峰系统，其特征在于：所述空气管路上连接有送风系统(27)和空气控制阀组(25)。

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