CN118129132A - 一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，属于储能系统技术领域。现有机组存在调峰能力不足和低负荷运行效率低等问题。本发明包括锅炉系统，汽轮机系统、熔盐储热系统、导热油储热系统、换热器系统；锅炉系统包括炉膛，水冷壁、下降管、汽包、过热器、再热器、熔盐加热器、烟道隔墙、烟道挡板门、导热油加热器、省煤器；汽轮机系统包括高压缸和中压缸；熔盐储热系统包括冷盐罐、热盐罐、冷盐泵、热盐泵和调节阀门；导热油储热系统包括冷导热油罐、热导热油罐、冷导热油泵、热导热油泵和调节阀门；换热器系统包括熔盐‑导热油换热器，导热油‑汽水换热器、熔盐‑汽水换热器和调节阀门。本发明具有满足电网灵活性调峰需求的优点。

Description

一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统
技术领域
本发明涉及一种新型的梯级利用热能的三介质锅炉，且能利用介质的储换热特性作为储能系统参与灵活调峰，具体为一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统。
背景技术
随着各种新能源技术迅猛发展，在新型电力系统中占的比例越来越大，然而其随天气、季节等波动性大的特点也给电网造成了巨大的负担，弃风弃光等现象在各地频繁出现，此外全国总用电量和峰值负荷也在逐年提高，电源侧和负荷侧的时间错配问题，给电力系统提出了更高的要求。
近年来，迎峰度夏时段的限电、缺电频发，让大家意识到装机总量最高的火电机组作为基础性负荷的角色至关重要，作为高耗能行业代表的化纤企业由于工艺需求，对导热油和蒸汽的需求量都较大，都有自备的热电联产机组，锅炉部分都是单一蒸汽工质运行，在使用导热油时需要经过蒸汽循环加热导热油，且机组“以热定电”的特性和速率调节慢的特性导致其调节能力有限，无法满足电网的调峰需求，而作为热工质的导热油上限温度一般低于300℃，高温蒸汽则因为压力较高而难以储存。
熔盐储热技术作为一种新型储能技术，储热介质熔盐具有高温度上限，且储热密度较高，安全高效。现有机组耦合熔盐储热技术主要为以下两种：1、抽取蒸汽加热熔盐进行储热，容易造成整个汽水循环不平衡，导致再热器超温等情况，且熔盐加热温度上限难以达到，熔盐温宽利用率低；2、利用自发电通过电加热的形式加热熔盐储能，但是从热转电再到电转热的过程，造成大量能量损失。
发明内容
本发明的目的在于一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，在常规的单一蒸汽工质的锅炉基础上，增加了熔盐和导热油工质，通过合理的布置，充分利用梯级能量，同时加热蒸汽、熔盐和导热油，除满足正常用蒸汽和导热油需求外，还能够利用熔盐和导热油的储换热特性，增加熔盐储罐和导热油储罐，变为一种新型储能系统，在不影响机组整体安全运行前提下，增大机组负荷调节能力，可满足电网的灵活调峰需求。此外，通过增加烟道隔墙和烟气挡板门，能够灵活调节通过熔盐换热器和再热器的烟气流量分配，在常规运行模式和调峰模式之间切换。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，包括锅炉系统，汽轮机系统、熔盐储热系统、导热油储热系统、换热器系统，所述的锅炉系统沿烟气流动方向依次为炉膛、水冷壁、下降管、汽包、过热器、再热器、熔盐加热器、烟道隔墙、烟道挡板门、导热油加热器、省煤器；所述的汽轮机系统包括依次连接于转轴上的高压缸和中压缸；所述的熔盐储热系统包括冷盐罐、热盐罐、冷盐泵、热盐泵和熔盐储热调节阀门，所述熔盐储热调节阀门包括第一调节阀和第二调节阀；所述的导热油储热系统包括冷导热油罐、热导热油罐、冷导热油泵、热导热油泵和导热油储热调节阀门，所述的导热油储热调节阀门包括第四调节阀和第五调节阀；所述的换热器系统包括熔盐-导热油换热器，导热油-汽水换热器和熔盐-汽水换热器和换热器调节阀门，所述的换热器调节阀门包括第三调节阀、第六调节阀、第七调节阀和第八调节阀。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的锅炉系统中汽包通过下降管与水冷壁进口连接，所述的水冷壁出口与汽包蒸汽进口连接，所述的汽包内有汽水分离器，汽水分离器饱和蒸汽出口与过热器进口连接，所述的过热器出口与汽轮机系统高压缸进口连接；所述的再热器的进口与高压缸的出口连接，所述的再热器将高压缸排出的低温低压蒸汽加热成低压高温蒸汽，再热器的出口与中压缸的进口连接；所述的熔盐加热器的熔盐侧进口经第一调节阀和冷盐泵与冷盐罐连接，熔盐加热器的熔盐侧出口与热盐罐连接；锅炉尾部烟道由烟道隔墙分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，所述的烟道挡板门置于再热器和熔盐加热器烟气出口侧；所述的导热油加热器导热油侧进口经第四调节阀和冷导热油泵与冷导热油罐连接，所述的导热油加热器导热油侧出口与热导热油罐连接；所述的省煤器进口与给水连接，所述的省煤器出口经过管道与汽包给水管连接。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的烟道隔墙用于将尾部烟道分隔，两侧分别为再热器和熔盐加热器，所述的烟道挡板门可通过控制装置控制两侧的通流面积，控制经过再热器和熔盐加热器的烟气量，其开度调节范围为10°～80°。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的熔盐换热器中流通的熔盐选用二元盐，二元盐包括60％KNO3和40％NaNO3，二元盐的温升范围为290-570℃，导热油换热器中流通的导热油选用矿物型导热油，矿物型导热油为长链烷烃和环烷烃的混合物，上限温度为300℃，在烟气流通的过程中实现梯级能量的吸收利用。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的汽轮机系统中高压缸的进口与过热器的出口连接，所述的高压缸的出口与再热器的进口连接，所述的中压缸的进口第一路与再热器出口连接，所述的中压缸的进口另一路与熔盐-汽水换热器的汽水侧出口连接，所述的中压缸的出口用于与低压缸进口连接。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的熔盐储热系统中冷盐罐进口一路与熔盐-导热油换热器熔盐侧出口连接，所述的冷盐罐进口另一路与熔盐-汽水换热器熔盐侧出口连接，所述的冷盐罐出口经冷盐泵和第一调节阀与熔盐加热器进口连接，所述的热盐罐进口与熔盐加热器出口连接，所述的热盐罐的出口一路经热盐泵和第三调节阀与熔盐-导热油换热器熔盐侧进口连接，所述的热盐罐的出口另一路经热盐泵和第八调节阀与熔盐-汽水换热器熔盐侧进口连接。所述的冷盐罐与热盐罐之间通过第二调节阀连接，用以实现熔盐的初始加热循环以及冷盐罐与热盐罐之间的低流量循环加热。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述熔盐储热系统中，熔盐管道上设有用于防止熔盐在管道中凝结的电伴热系统。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的导热油储热系统中冷导热油罐进口一路与生产工艺冷导热油来流连接，所述的冷导热油罐(21)进口另一路与导热油-汽水换热器导热油侧出口连接，且经第六调节阀与熔盐-导热油换热器导热油侧进口旁通，所述的冷导热油罐出口经冷导热油泵和第四调节阀与导热油加热器进口连接，所述的热导热油罐进口与导热油加热器出口连接，所述的热导热油罐出口一路经热导热油泵和第七调节阀与导热油-汽水换热器导热油侧进口连接，所述的热导热油罐出口另一路热导热油泵与生产工艺连接，且与熔盐-导热油换热器导热油侧出口旁通，冷导热油罐与热导热油罐之间通过第五调节阀连接，用以实现导热油初始加热循环。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的换热器系统中熔盐-导热油换热器熔盐侧进口经第三调节阀与热盐泵出口连接，所述的熔盐-导热油换热器熔盐侧出口与冷盐罐进口连接，所述的熔盐-导热油换热器导热油侧进口经第六调节阀与冷导热油回流连接，所述的熔盐-导热油换热器导热油侧出口与热导热油泵出口到生产工艺主流旁通连接；所述的导热油-汽水换热器导热油侧进口经第七调节阀与热导热油罐到生产工艺主流旁通连接，所述的导热油-汽水换热器导热油侧出口汇入生产工艺冷导热油回流，所述的导热油-汽水换热器汽水侧进口与给水连接，汽水侧出口与熔盐-汽水换热器汽水侧进口连接，所述的熔盐-汽水换热器熔盐侧进口经第八调节阀与热盐泵出口连接，所述的盐-汽水换热器熔盐侧出口与冷盐罐进口连接，所述的熔盐-汽水换热器汽水侧出口与中压缸进口连接。
在上述的具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统中，所述的换热器系统中熔盐-导热油换热器为板式换热器，导热油-汽水换热器和熔盐-汽水换热器均为管壳式换热器，导热油和熔盐在壳侧流动，汽水在管侧流动。
本发明提供了一种新型的三介质锅炉，为化纤企业提供蒸汽和导热油的同时，还集成了具有高温宽范围的高温熔盐，利用导热油和熔盐的储换热特性，并增加相关换热器，使机组同时具备储能系统的特征，能够在有需求的时候提供相应的调峰服务。此外通过烟气挡板门的烟气流量调节和熔盐、导热油流量的调节，实现烟气热量的梯级利用，储换热效率高，且不影响机组的正常运行。主要运行模式如下：
常规模式运行，不参与电网调峰时，调节烟气挡板门开度，熔盐加热器一侧的开度控制在10°，再热器一侧的开度为80°，第二调节阀打开，熔盐流量减少，熔盐小流量循环加热，补充散热损失此时换热器系统不工作。在此运行模式下，当生产工艺过程导热油流量需求有改变时，热盐罐储存的热量可通过熔盐-导热油加热器加热导热油。
调峰降负荷模式运行时，调节烟气挡板门开度，熔盐加热器一侧的开度根据需要调大，再热器一侧的开度调小，增大通过熔盐加热器的烟气流量比例，增大通过熔盐加热器的熔盐流量，减小通过导热油加热器的导热油流量，需要注意的是导热油流量并不是按照负荷等比例降低，因省煤器中给水吸热量减少，为保持排烟温度维持在合理区间内，流经导热油换热器的导热油流量需要在负荷比例基础上增加一定量。三介质锅炉能够显著降低机组负荷而不影响锅炉正常运行，在调峰降负荷运行过程中，热盐罐储热量增加，且在储热的过程中，换热效率极高。
调峰顶负荷模式运行时，保持常规运行模式下的烟气挡板门开度，生产工艺负荷可削减时，换热器系统中导热油-汽水换热器和熔盐-汽水换热器处于工作模式，一部分给水在导热油-汽水换热器中被加热至饱和蒸汽，在熔盐-汽水换热器中被加热至过热蒸汽，进入中压缸做功，极大增大机组负荷；生产工艺负荷不能削减时，换热器系统中熔盐-汽水换热器处于工作模式，只用熔盐加热蒸汽到过热蒸汽，但是机组提升负荷幅度较前者稍低。
与现有技术比，本发明独创性提出三介质锅炉的想法和设计，且充分利用熔盐和导热油的储换热特性，使其能够作为储能系统参与电网调峰，更好地适应新型电力系统的需要，利用负荷调节能力参与到电力辅助服务市场交易中，提高机组收益，且能够提高电力、导热油和蒸汽等的保供能力。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统的结构示意图。
图中，1、炉膛；2、水冷壁；3、下降管；4、汽包；5、过热器；6、再热器；7、熔盐加热器；8、烟道隔墙；9、烟道挡板门；10、导热油加热器；11、省煤器；12、高压缸；13、中压缸；14、冷盐罐；15、热盐罐；16、冷盐泵；17、第一调节阀；18、第二调节阀；19、热盐泵；20、第三调节阀；21、冷导热油罐；22、热导热油罐；23、冷导热油泵；24、第四调节阀；25、第五调节阀；26、热导热油泵；27、第六调节阀；28、第七调节阀；29、熔盐-导热油换热器；30、导热油-蒸汽换热器；31、熔盐-蒸汽换热器；32、第八调节阀；33、控制装置；F、锅炉系统；B、汽轮机系统；C、熔盐储热系统；D、导热油储热系统；E、换热器系统。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，将熔盐、导热油和汽水三种工质耦合在一个系统，利用熔盐和导热油的储放热特性，通过控制烟气挡板门开度调节尾部双烟道烟气流量，同时可灵活调节熔盐和导热油的流量，在调峰降负荷阶段，通过熔盐和导热油的吸热降低机组出力，在调峰升负荷阶段，通过热熔盐和热导热油提高蒸汽产率增加机组出力，使整个系统具有灵活调节的能力。包括锅炉系统，汽轮机系统、熔盐储热系统、导热油储热系统、换热器系统，所述的锅炉系统沿烟气流动方向依次为炉膛1、水冷壁2、下降管3、汽包4、过热器5、再热器6、熔盐加热器7、烟道隔墙8、烟道挡板门9、导热油加热器10、省煤器11；所述的汽轮机系统包括依次连接于转轴上的高压缸4和中压缸5；所述的熔盐储热系统包括冷盐罐14、热盐罐15、冷盐泵16、热盐泵19和熔盐储热调节阀门，所述熔盐储热调节阀门包括第一调节阀17和第二调节阀18；所述的导热油储热系统包括冷导热油罐21、热导热油罐22、冷导热油泵23、热导热油泵26和导热油储热调节阀门，所述的导热油储热调节阀门包括第四调节阀24和第五调节阀25；所述的换热器系统包括熔盐-导热油换热器29，导热油-汽水换热器30和换热器调节阀门，所述的换热器调节阀门包括第三调节阀20、第六调节阀27、第七调节阀28和第八调节阀32。
进一步细说，燃料在锅炉中燃烧会大量放出热量同时伴有烟气产生，通过烟气的流动提供对流和辐射换热，锅炉系统中给水经过省煤器11加热后进入汽包4中，随后通过下降管3进入水冷壁2中，在炉膛中加热为水蒸气后进入通过汽包4的上升管进入汽包4中，经过汽包4的汽水分离器后，其中的饱和蒸汽进入过热器5中被加热为过热蒸汽，过热器5出口与汽轮机系统的高压缸12进口连接，过热蒸汽进入高压缸做功，再热器6的进口与高压缸12的出口连接，高压缸12的出口低温蒸汽进入再热器6中被加热为低压过热蒸汽，再热器6的出口与中压缸13的进口连接，低压过热蒸汽进入中压缸13做功。
进一步细说，烟道隔墙8将尾部烟道分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，两侧分别为再热器6和熔盐加热器7，烟道挡板门9置于再热器6和熔盐加热器7烟气出口侧，烟道挡板门9可通过控制装置33控制两侧的通流面积，控制经过再热器6和熔盐加热器7的烟气量，其开度调节范围为10°～80°。
进一步细说，熔盐加热器7的进口经第一调节阀17和冷盐泵16与冷盐罐14连接，熔盐加热器7出口与热盐罐15连接，冷盐罐14中的冷盐进入熔盐加热器7中被烟气加热为热盐，存放到热盐罐15中；导热油加热器10进口经第四调节阀24和冷导热油泵23与冷导热油罐21连接，导热油加热器10出口与热导热油罐22连接，冷导热油罐21中的冷导热油进入导热油加热器10中被烟气加热为热导热油，存放到热导热油罐22中。
进一步细说，汽轮机系统中高压缸12的进口与过热器5的出口连接，高压缸12的出口与再热器6的进口连接，中压缸13的进口第一路与再热器6出口连接，另一路与熔盐-汽水换热器31的汽水侧出口连接，中压缸13的出口与后续的低压缸进口连接。
进一步细说，熔盐储热系统中冷盐罐14进口一路与熔盐-导热油换热器29熔盐侧出口连接，另一路与熔盐-汽水换热器31熔盐侧出口连接，冷盐罐14出口经冷盐泵16和第一调节阀17与熔盐加热器7进口连接，热盐罐15进口与熔盐加热器7出口连接，出口过热盐泵19一路经第三调节阀20与熔盐-导热油换热器29熔盐侧进口连接，另一路经第八调节阀32与熔盐-汽水换热器31熔盐侧进口连接。冷盐罐14与热盐罐15之间通过第二调节阀18连接，用以实现熔盐的初始加热循环以及两个熔盐罐之间的低流量循环加热。
需要说明的是，熔盐储热系统中熔盐管道上设有用于防止熔盐在管道中凝结的电伴热系统。
进一步细说，导热油储热系统中冷导热油罐21进口一路与生产工艺冷导热油来流连接，一路与导热油-汽水换热器30导热油侧出口连接，且经第六调节阀27与熔盐-导热油换热器29导热油侧进口旁通，冷导热油罐21出口经冷导热油泵23和第四调节阀24与导热油加热器10进口连接，热导热油罐22进口与导热油加热器10出口连接，热导热油罐22出口一路经热导热油泵26和第七调节阀28与导热油-汽水换热器30导热油侧进口连接，另一路经热导热油泵26与生产工艺连接，且与熔盐-导热油换热器29导热油侧出口旁通，冷导热油罐21与热导热油罐22之间通过第五调节阀25连接，用以实现导热油初始加热循环。
进一步细说，换热器系统中，热盐经热盐泵19和第三调节阀20从热盐罐15进入熔盐-导热油换热器29中放热，变为冷盐后从熔盐-导热油换热器29熔盐侧出口进入冷盐罐14中，一部分冷导热油经第六调节阀27进入熔盐-导热油换热器29中吸热，变为热导热油后汇入热导热油罐22到生产工艺热导热油主流。
需要说明的是，熔盐-导热油换热器29只有在调峰降负荷后热导热油流量降低或热导热油需求有增加时才会开启。
进一步细说，换热器系统中，一路热导热油经第七调节阀28从热导热油罐22中进入导热油-汽水换热器30中加热一路给水，将给水加热为饱和蒸汽后变为冷导热油，从导热油-汽水换热器30导热油侧出口进入冷导热油罐21中。
导热油-汽水换热器30汽水侧出口与熔盐-汽水换热器31汽水侧进口连接，一路热盐从热盐罐15中经热油泵19和第八调节阀32进入熔盐-汽水换热器31，将来自导热油-汽水换热器30汽水侧出口的饱和蒸汽加热为过热蒸汽后变为冷盐，从熔盐-汽水换热器31熔盐侧出口进入冷盐罐14中，熔盐-汽水换热器31汽水侧出口的过热蒸汽进入中压缸做功。
需要说明的是，在调峰升负荷阶段，生产工艺所需热导热油流量较大时，可单独用熔盐-汽水换热器31加热蒸汽而不需要开启导热油-汽水换热器30预热给水。
需要说明的是，熔盐和导热油在系统运行中都是以液态形式储换热，且都有一定裕量，流通的熔盐选用二元盐，二元盐成分为60％KNO3和40％NaNO3，温升范围为290-570℃，流通的导热油选用矿物性导热油，一般为长链烷烃和环烷烃的混合物，上限温度一般为300℃，在烟气流通的过程中，实现了梯级能量的吸收利用。
本发明实施例中机组共有以下四种运行模式：
第一种模式：常规模式运行，即不参与电网调峰时，冷盐泵16、第一调节阀17、第二调节阀18、冷导热油泵23、第四调节阀24、热导热油泵26开启，热盐泵19、第三调节阀20、第五调节阀25、第六调节阀27、第七调节阀28、第八调节阀32关闭，换热器系统中熔盐-导热油换热器29、导热油-汽水换热器30、熔盐-汽水换热器31不工作，调节烟气挡板门9开度，熔盐加热器7一侧的开度控制在10°，再热器6一侧的开度为80°，使通过再热器6的烟气流量达到最大，通过调节热盐泵16和第一调节阀17降低熔盐流量，实现熔盐小流量循环加热，缓慢将循环熔盐温度提高，能够弥补熔盐储热系统散热损失，防止熔盐凝结，当生产端导热油流量需求有改变时，还可通过开启熔盐-导热油加热器29，利用储存在熔盐中的部分热量加热导热油。
第二种模式：当机组参与调峰，需要降低负荷运行时，冷盐泵16、第一调节阀17、热盐泵19、第三调节阀20、冷导热油泵23、第四调节阀24、热导热油泵26、第六调节阀27开启，第二调节阀18、第五调节阀25、第七调节阀28、第八调节阀32关闭，换热器系统中熔盐-导热油换热器29工作，导热油-汽水换热器30、熔盐-汽水换热器31不工作，调节烟气挡板门9开度，熔盐加热器一侧的开度调大到80°，再热器一侧的开度根据需求调小，增大通过熔盐加热器的烟气流量比例，增大通过的熔盐加热器7的熔盐流量，减小通过导热油加热器10的导热油流量，需要注意的是导热油流量并不是按照负荷等比例降低，因省煤器11中给水吸热量减少，为保持排烟温度维持在合理区间内，导热油流量需要在负荷比例基础上增加一定量。为不影响生产工艺导热油需求流量，需要热熔盐在熔盐-导热油换热器29中加热一定量的导热油。三介质锅炉能够显著降低机组负荷而不影响锅炉正常运行，在调峰降负荷运行过程中，热盐罐储热量显著增加，且在整个储换热过程中，换热效率极高。
第三种模式：当机组参与调峰，需要升负荷运行，但生产工艺负荷不能削减时，冷盐泵16、第一调节阀17、热盐泵19、冷导热油泵23、第四调节阀24、热导热油泵26、第八调节阀32开启，第二调节阀18、第三调节阀20、第五调节阀25、第六调节阀27、第七调节阀28关闭，换热器系统中熔盐-汽水换热器31工作，熔盐-导热油换热器29、导热油-汽水换热器30不工作，调节烟气挡板门9开度，熔盐加热器7一侧的开度控制在10°，再热器6一侧的开度为80°，使通过再热器6的烟气流量达到最大，一路给水在熔盐-汽水换热器31在被热熔盐加热为过热蒸汽，进入中压缸13做功，增大机组负荷。
第四种模式：当机组参与调峰，需要升负荷运行，生产工艺负荷可削减时，冷盐泵16、第一调节阀17、热盐泵19、冷导热油泵23、第四调节阀24、热导热油泵26、第七调节阀28、第八调节阀32开启，第二调节阀18、第三调节阀20、第五调节阀25、第六调节阀27关闭，换热器系统中导热油-汽水换热器30、熔盐-汽水换热器31工作，熔盐-导热油换热器29不工作，调节烟气挡板门9开度，熔盐加热器7一侧的开度控制在10°，再热器6一侧的开度为80°，使通过再热器6的烟气流量达到最大，一路给水在导热油-汽水换热器30中被热导热油加热为饱和蒸汽，饱和蒸汽经熔盐-汽水换热器31后被热熔盐加热为过热蒸汽，进入中压缸13做功，相比上一种模式，能够进一步增大机组负荷，且由于熔盐熔点温度较高，用导热油预加热给水避免了熔盐凝固堵管的风险。
本发明提供了一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，具有系统先进性和极强的示范效应，在技术方面具有独创性。在同一锅炉中充分利用烟气梯级热量加热熔盐、导热油和蒸汽三种工质，且熔盐和导热油工质都具有优异的储换热特性，温度区间没有重叠，还能作为储能系统参与电网调峰，在降低机组负荷时不影响锅炉正常运行，同时可利用储存的热量大幅提升机组负荷，实现锅炉和汽机的灵活解耦。该系统能够根据电网需求和化纤行业工艺生产要求随时控制运行状态，使机组获得电力辅助市场服务额外收益，未来还可参与到电力现货市场和碳交易市场中去，且能够更好地支撑新型电力系统的构建，增强电力保供能力，为保障用能安全提供了一种更好的思路。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了大量术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，包括锅炉系统，汽轮机系统、熔盐储热系统、导热油储热系统、换热器系统，所述的锅炉系统沿烟气流动方向依次为炉膛(1)、水冷壁(2)、下降管(3)、汽包(4)、过热器(5)、再热器(6)、熔盐加热器(7)、烟道隔墙(8)、烟道挡板门(9)、导热油加热器(10)、省煤器(11)；所述的汽轮机系统包括依次连接于转轴上的高压缸(12)和中压缸(13)；所述的熔盐储热系统包括冷盐罐(14)、热盐罐(15)、冷盐泵(16)、热盐泵(19)和熔盐储热调节阀门，所述熔盐储热调节阀门包括第一调节阀(17)和第二调节阀(18)；所述的导热油储热系统包括冷导热油罐(21)、热导热油罐(22)、冷导热油泵(23)、热导热油泵(26)和导热油储热调节阀门，所述的导热油储热调节阀门包括第四调节阀(24)和第五调节阀(25)；所述的换热器系统包括熔盐-导热油换热器(29)，导热油-汽水换热器(30)和熔盐-汽水换热器(31)和换热器调节阀门，所述的换热器调节阀门包括第三调节阀(20)、第六调节阀(27)、第七调节阀(28)和第八调节阀(32)。
2.根据权利要求1所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的锅炉系统中汽包(4)通过下降管(3)与水冷壁(2)进口连接，所述的水冷壁(2)出口与汽包(4)蒸汽进口连接，所述的汽包(4)内设置有汽水分离器，汽水分离器的饱和蒸汽出口与过热器(5)进口连接，所述的过热器(5)出口与所述的汽轮机系统的高压缸(12)进口连接；所述的再热器(6)的进口与高压缸(12)的出口连接，所述的再热器(6)用于将高压缸(12)排出的低温低压蒸汽加热为低压高温蒸汽，所述的再热器(6)的出口与中压缸(13)的进口连接；所述的熔盐加热器(7)进口经第一调节阀(17)和冷盐泵(16)与冷盐罐(14)连接，所述的熔盐加热器(7)出口与热盐罐(15)连接；锅炉尾部烟道由烟道隔墙(8)分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，所述的烟道挡板门(9)置于再热器(6)和熔盐加热器(7)烟气出口侧；所述的导热油加热器(10)进口经第四调节阀(24)和冷导热油泵(23)与冷导热油罐(21)连接，所述的导热油加热器(10)出口与热导热油罐(22)连接；所述的省煤器(11)进口与给水连接，所述的省煤器(11)出口经过管道与汽包(4)给水管连接。
3.根据权利要求2所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的烟道隔墙(8)用于将尾部烟道分隔，两侧分别为再热器(6)和熔盐加热器(7)，所述的烟道挡板门(9)可以通过控制装置(32)控制两侧的通流面积，控制装置(32)用于控制经过再热器(6)和熔盐加热器(7)的烟气量，其开度调节范围为10°-80°。
4.根据权利要求2所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的熔盐换热器(7)中流通的熔盐选用二元盐，二元盐的成分为60％KNO3和40％NaNO3，温升范围为290-570℃；所述的导热油换热器(10)中流通的导热油选用矿物型导热油，矿物型导热油为长链烷烃和环烷烃的混合物，上限温度为300℃，在烟气流通的过程中实现梯级能量的吸收利用。
5.根据权利要求1所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的汽轮机系统中高压缸(12)的进口与过热器(5)的出口连接，所述的高压缸(12)的出口与再热器(6)的进口连接，所述的中压缸(13)的进口第一路与再热器(6)出口连接，所述的中压缸(13)的进口另一路与熔盐-汽水换热器(31)的汽水侧出口连接，所述的中压缸(13)的出口与低压缸进口连接。
6.根据权利要求1所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的熔盐储热系统中冷盐罐(14)进口一路与熔盐-导热油换热器(29)熔盐侧出口连接，所述的冷盐罐(14)进口另一路与熔盐-汽水换热器(31)熔盐侧出口连接，所述的冷盐罐(14)出口经冷盐泵(16)和第一调节阀(17)与熔盐加热器(7)进口连接，所述的热盐罐(15)进口与熔盐加热器(7)出口连接，所述的热盐罐(15)的出口一路经热盐泵(19)和第三调节阀(20)与熔盐-导热油换热器(29)熔盐侧进口连接，所述的热盐罐(15)的出口另一路经过热盐泵(19)和第八调节阀(32)与熔盐-汽水换热器(31)熔盐侧进口连接；所述的冷盐罐(14)与热盐罐(15)之间通过第二调节阀(18)连接，用以实现熔盐的初始加热循环以及冷盐罐(14)与热盐罐(15)之间的低流量循环加热。
7.根据权利要求6所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述熔盐储热系统中，熔盐管道上设有用于防止熔盐在管道中凝结的电伴热系统。
8.根据权利要求1所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的导热油储热系统中冷导热油罐(21)进口一路与生产工艺冷导热油来流连接，所述的冷导热油罐(21)进口另一路与导热油-汽水换热器(30)导热油侧出口连接，且经第六调节阀(27)与熔盐-导热油换热器(29)导热油侧进口旁通，所述的冷导热油罐(21)出口经冷导热油泵(23)和第四调节阀(24)与导热油加热器(10)进口连接，所述的热导热油罐(22)进口与导热油加热器(10)出口连接，所述的热导热油罐(22)出口一路经热导热油泵(26)和第七调节阀(28)与导热油-汽水换热器(30)导热油侧进口连接，所述的热导热油罐(22)出口另一路经热导热油泵(26)与生产工艺连接，且与熔盐-导热油换热器(29)导热油侧出口旁通，所述的冷导热油罐(21)与热导热油罐(22)之间通过第五调节阀(25)连接，用以实现导热油初始加热循环。
9.根据权利要求1所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的换热器系统中熔盐-导热油换热器(29)熔盐侧进口经第三调节阀(20)与热盐泵(19)出口连接，所述的熔盐-导热油换热器(29)熔盐侧出口与冷盐罐(14)进口连接，所述的熔盐-导热油换热器(29)导热油侧进口经第六调节阀(27)与冷导热油回流连接，所述的熔盐-导热油换热器(29)导热油侧出口与热导热油泵(26)出口到生产工艺主流旁通连接；所述的导热油-汽水换热器(30)导热油侧进口经第七调节阀(28)与热导热油罐(22)到生产工艺主流旁通连接，所述的导热油-汽水换热器(30)导热油侧出口汇入生产工艺冷导热油回流，所述的导热油-汽水换热器(30)汽水侧进口与给水连接，汽水侧出口与熔盐-汽水换热器(31)汽水侧进口连接，所述的熔盐-汽水换热器(31)熔盐侧进口经第八调节阀(32)与热盐泵(19)出口连接，所述的盐-汽水换热器(31)熔盐侧出口与冷盐罐(14)进口连接，所述的熔盐-汽水换热器(31)汽水侧出口与中压缸(13)进口连接。
10.根据权利要求9所述的一种具备灵活调峰功能的三介质锅炉及储能系统，其特征在于，所述的换热器系统中熔盐-导热油换热器(29)为板式换热器，导热油-汽水换热器(30)和熔盐-汽水换热器(31)均为管壳式换热器，导热油和熔盐在壳侧流动，汽水在管侧流动。
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