CN206724274U - 一种热电厂调峰系统 - Google Patents

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杨豫森
徐波
谭智
陈辉
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陈超
朱明志
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Abstract

本实用新型提供了一种热电厂调峰系统,包括主接线系统、电极锅炉系统、热网循环水系统、蓄热水罐系统、主蒸汽旁路加热系统,所述电极锅炉系统在电厂出线母线上新增一个间隔,所述间隔与降压变压器连接,降压变压器另一端与电极锅炉母线连接,一个或多个电极锅炉装置连接到电极锅炉母线上;所述电极锅炉装置通过管道、泵和阀门与蓄热水罐连接;所述主蒸汽旁路加热系统在主蒸汽管路上设置三通减温减压阀,所述三通减温减压阀一端通过主蒸汽旁路与热网加热器连接。本实用新型可直接消耗热电厂的调峰电量,间接利用弃风弃光电量生产供热热水,主蒸汽旁路的引入可以降低机组上网电量,部分实现热电机组的热电解耦。

Description

一种热电厂调峰系统
技术领域
本实用新型涉及电力能源技术领域,更具体地说,涉及一种热电厂调峰系统。
背景技术
近年来,在中国三北地区电力市场容量富裕,燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺,电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出,电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足,因此,弃风、弃光、弃水和弃核现象严重。
现有技术中,热电联产机组“以热定电”方式运行,调峰能力仅为10%左右。调峰困难已经成为电网运行中最为突出的问题。目前国内火电灵活性调峰改造均针对冬季供热机组,而如何调整夏季调峰是摆在众多热电厂面前的一个难题,为了满足电网调峰需求,以及电厂在激烈竞争中的生存需要,深度调峰势在必行。
例如申请号为CN201620467058.1的中国专利公开了一种用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统,包括:锅炉、汽轮机、供热管道、蓄热装置和热用户,蓄热装置与供热管道连接,蓄热装置为直接蓄热装置或间接蓄热装置,所述蓄热装置的蓄热介质为水、蒸汽、导热油或相变蓄热材料,所述热用户为工业用户或居民采暖用户;本实用新型基于蓄热装置,合理设计实现火电厂满足电网的电力调峰要求。该专利在一定程度上满足了火电机组的供热和发电的需求,但是调峰程度不够明显。
综上所述,如何提供一种满足于热电厂节能需求的调峰系统,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种热电厂调峰系统,该系统能够满足热电厂的节能需求,显著提升环保节能效应。本实用新型解决前述技术问题所采用的技术方案是:一种热电厂调峰系统,包括主接线系统、电极锅炉系统、热网循环水系统、蓄热水罐系统、主蒸汽旁路加热系统,所述电极锅炉系统在电厂出线母线上新增一个间隔,所述间隔与降压变压器连接,降压变压器另一端与电极锅炉母线连接,一个或多个电极锅炉装置连接到电极锅炉母线上;所述电极锅炉装置通过管道、泵和阀门与蓄热水罐连接;所述主蒸汽旁路加热系统在主蒸汽管路上设置三通减温减压阀,所述三通减温减压阀一端通过主蒸汽旁路与热网加热器连接。
优选的是,所述电极锅炉系统与电网及电厂调峰控制平台连接。所述电极锅炉装置供电受电网及电厂调峰控制平台控制,根据电网区域内弃风弃光情况,结合电网对热电厂的调峰负荷要求,在低谷电时段大量给所述电极锅炉装置供电。
上述任一方案优选的是,所述电极锅炉装置的供水管路来自热网回水,经过加热后的高温水可以直接注入大型蓄热水罐进行蓄热,也可以直接打入大型供热管网直接供热。
上述任一方案优选的是,所述电极锅炉装置的工作电压等级范围10~35kV,功率范围3~90MW。
上述任一方案优选的是,所述电极锅炉装置的电极锅炉本体包括三相电极、保护盾、电动伺服机构、锅炉外壳、进出水管路,附属设备包括纯水制备系统、补水系统、加药系统、循环泵及板式换热器系统。
上述任一方案优选的是,所述蓄热水罐系统包括一个或多个蓄热水罐,还包括一个或多个升压降压泵阀组合。
上述任一方案优选的是,所述升压降压泵阀组合设置于蓄热水罐外部,通过管道与四通切换阀门或三通阀门连接。
上述任一方案优选的是,所述四通切换阀门通过循环水管道和循环泵与热网加热器连接;所述三通阀门与热网回水管道连接。所述四通切换阀门的功能也可以通过设置两通阀门组合实现。
上述任一方案优选的是,所述的蓄热水罐内部包括上下布水器、罐体分层水温监测系统、稳压及排气系统、进出水管路及相应的升降压泵阀组合系统。
上述任一方案优选的是,所述蓄热水罐在低谷电时段进行蓄热,蓄热热源可以来自热网加热器,也可直接来自于电极锅炉装置。
上述任一方案优选的是,在机组需要调峰时段,所述主蒸汽旁路通过主蒸汽三通减温减压阀引流出一定流量的主蒸汽,通过旁路管路与设置的热网加热器连接对热网水进行加热,从而实现部分负荷的热电解耦;和/或,所述热网加热器可以与汽轮机采暖抽汽共用一个热网加热器,非调峰时段,热网加热器利用汽轮机的乏汽余热对热网回水进行加热,也可以单独设置一个主蒸汽旁路热网加热器,在调峰时段利用主蒸汽旁路的高温蒸汽对热网循环水进行加热。
上述任一方案优选的是,所述的电网及电厂调峰控制平台设置在电厂的集控室内,接收电网调度中心下达的调峰负荷,电网调度中心根据区域内风电光伏的实时发电和调峰负荷需求情况,给热电厂集控中心下达调峰负荷,并通过集控室内的调峰控制平台控制发电机发电量、上网电量、电极锅炉供电功率、蓄热水罐充放热运行模式及热网供热量的相关数据和运行参数。
上述任一方案优选的是,所述主接线系统包括第二发电机、第一发电机、变压器、电厂出线母线、第一出线、第二出线及连接电网。
本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的热电厂调峰系统可直接消耗电厂的调峰电量,间接利用了弃风弃光弃水弃核电力,缓解了电网平衡和峰谷差问题,实现了供热季内热电厂的热电解耦运行方式。本实用新型引入电极锅炉装置将能转化为热网循环水的热能,由于利用调峰电量加热水并在蓄热水罐内进行蓄热,实现了电能的变相储存。主蒸汽旁路的引入可以减少机组发电量,降低机组上网电量,部分实现热电机组的热电解耦。
附图说明
图1 为本实用新型的热电厂调峰系统的一优选实施例的示意图。
图示说明:
1-降压变压器,2-电极锅炉母线,3-电极锅炉装置,4-蓄热水罐,5-升压降压泵阀组合,6-四通切换阀门,7-三通减温减压阀,8-热网加热器,9-汽轮机,10-第二发电机,11-第一发电机,12-第一出线,13-第二出线,14-电厂出线母线,15-电蓄热系统,16-循环泵,17-主接线系统。
具体实施方式
为了更进一步了解本实用新型的发明内容,下面将结合具体实施例对本实用新型作更为详细的描述,实施例只对本实用新型具有示例性作用,而不具有任何限制性的作用;任何本领域技术人员在本实用新型的基础上作出的非实质性修改,都应属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示,一种热电厂调峰系统,包括主接线系统17、电极锅炉系统15、热网循环水系统、蓄热水罐4系统、主蒸汽旁路加热系统,所述电极锅炉系统15在电厂出线母线14上新增一个间隔,所述间隔与降压变压器1连接,降压变压器1另一端与电极锅炉母线2连接,一个或多个电极锅炉装置3连接到电极锅炉母线2上;所述电极锅炉装置3通过管道、泵和阀门与蓄热水罐4连接;所述主蒸汽旁路加热系统在主蒸汽管路上设置三通减温减压阀7,所述三通减温减压阀7一端通过主蒸汽旁路与热网加热器8连接。
在本实施例中,所述电极锅炉系统15与电网及电厂调峰控制平台连接。所述电极锅炉装置3供电受电网及电厂调峰控制平台控制,根据电网区域内弃风弃光情况,结合电网对热电厂的调峰负荷要求,在低谷电时段大量给所述电极锅炉装置3供电。
在本实施例中,所述电极锅炉装置3的供水管路来自热网回水,经过加热后的高温水可以直接注入大型蓄热水罐4进行蓄热,也可以直接打入大型供热管网直接供热。本实施例引入电极锅炉装置将能转化为热网循环水的热能,由于利用调峰电量加热水并在蓄热水罐内进行蓄热,实现了电能的变相储存。
在本实施例中,所述电极锅炉装置3的工作电压等级范围10~35kV,功率范围3~90MW。
在本实施例中,所述电极锅炉装置3的电极锅炉本体包括三相电极、保护盾、电动伺服机构、锅炉外壳、进出水管路,附属设备包括纯水制备系统、补水系统、加药系统、循环泵及板式换热器系统。
在本实施例中,所述蓄热水罐4系统包括一个或多个蓄热水罐4,还包括一个或多个升压降压泵阀组合5。
在本实施例中,所述升压降压泵阀组合5设置于蓄热水罐4外部,通过管道与四通切换阀门6或三通阀门连接。
在本实施例中,所述四通切换阀门6通过循环水管道和循环泵16与热网加热器8连接;所述三通阀门与热网回水管道连接。
在本实施例中,所述的蓄热水罐4内部包括上下布水器、罐体分层水温监测系统、稳压及排气系统、进出水管路及相应的升降压泵阀组合系统。
在本实施例中,所述蓄热水罐4在低谷电时段进行蓄热,蓄热热源可以来自热网加热器8,也可直接来自于电极锅炉装置3。
在本实施例中,在机组需要调峰时段,所述主蒸汽旁路通过主蒸汽三通减温减压阀7引流出一定流量的主蒸汽,通过旁路管路与设置的热网加热器8连接对热网水进行加热,从而实现部分负荷的热电解耦;和/或,所述热网加热器8可以与汽轮机9采暖抽汽共用一个热网加热器8,非调峰时段,热网加热器8利用汽轮机9的乏汽余热对热网回水进行加热,也可以单独设置一个主蒸汽旁路热网加热器8,在调峰时段利用主蒸汽旁路的高温蒸汽对热网循环水进行加热。主蒸汽旁路的引入可以减少机组发电量,降低机组上网电量,部分实现热电机组的热电解耦。
在本实施例中,所述的电网及电厂调峰控制平台设置在电厂的集控室内,接收电网调度中心下达的调峰负荷,电网调度中心根据区域内风电光伏的实时发电和调峰负荷需求情况,给热电厂集控中心下达调峰负荷,并通过集控室内的调峰控制平台控制发电机发电量、上网电量、电极锅炉供电功率、蓄热水罐4充放热运行模式及热网供热量的相关数据和运行参数。
在本实施例中,所述主接线系统17包括第二发电机10、第一发电机11、变压器、电厂出线母线14、第一出线12、第二出线13及连接电网。
本实施例提供的热电厂调峰系统可直接消耗电厂的调峰电量,间接利用了弃风弃光弃水弃核电力,缓解了电网平衡和峰谷差问题,实现了供热季内热电厂的热电解耦运行方式。
实施例2
本实施例与实施例1相似,所不同的是,本实施例中设置了电极锅炉系统15和大型蓄热水罐4,没有设置主蒸汽旁路加热系统。热用户端的热网回水直接进入电极锅炉装置3中加热,加热后的热水可以通过热网供水管道直接供给热用户,也可以在调峰时段进入蓄热水罐4中存储,在非调峰时段补充给热用户端。
实施例3
本实施例与实施例1相似,所不同的是,本实施例中设置了主蒸汽旁路加热系统和大型蓄热水罐4,没有设置电极锅炉系统15。热用户端的热网回水直接进入热网加热器8中加热,非调峰时段,热网加热器8的热源主要来自汽轮机9乏热;调峰时段,用于热电解耦的主蒸汽旁路三通减温减压阀7打开旁路流量,一定流量的主蒸汽经过减温减压进入热网加热器8对热网回水进行加热提温。热网加热器8的出水可以直接进入热网供水管道供给热用户,也可以进入大型蓄热水罐4在低谷电时段进行蓄热。
尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本实用新型,但本领域的技术人员可以理解,可以作出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本实用新型的范围。以上结合本实用新型的具体实施例做了详细描述,但并非是对本实用新型的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,均仍属于本实用新型技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种热电厂调峰系统,包括主接线系统、电极锅炉系统(15)、热网循环水系统、蓄热水罐(4)系统、主蒸汽旁路加热系统,其特征在于:所述电极锅炉系统(15)在电厂出线母线(14)上新增一个间隔,所述间隔与降压变压器(1)连接,降压变压器(1)另一端与电极锅炉母线(2)连接,一个或多个电极锅炉装置(3)连接到电极锅炉母线(2)上;所述电极锅炉装置(3)通过管道、泵和阀门与蓄热水罐(4)连接;所述主蒸汽旁路加热系统在主蒸汽管路上设置三通减温减压阀(7),所述三通减温减压阀(7)一端通过主蒸汽旁路与热网加热器(8)连接。
2.根据权利要求1所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述电极锅炉系统(15)与电网及电厂调峰控制平台连接。
3.根据权利要求1所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述电极锅炉装置(3)的供水管路来自热网回水,经过加热后的高温水可以直接注入大型蓄热水罐(4)进行蓄热,也可以直接打入大型供热管网直接供热。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述电极锅炉装置(3)的工作电压等级范围10~35kV,功率范围3~90MW。
5.根据权利要求1所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述电极锅炉装置(3)的电极锅炉本体包括三相电极、保护盾、电动伺服机构、锅炉外壳、进出水管路,附属设备包括纯水制备系统、补水系统、加药系统、循环泵及板式换热器系统。
6.根据权利要求1所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述蓄热水罐(4)系统包括一个或多个蓄热水罐(4),还包括一个或多个升压降压泵阀组合(5)。
7.根据权利要求6所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述升压降压泵阀组合(5)设置于蓄热水罐(4)外部,通过管道与四通切换阀门(6)或三通阀门连接。
8.根据权利要求7所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述四通切换阀门(6)通过循环水管道和循环泵(16)与热网加热器(8)连接;所述三通阀门与热网回水管道连接。
9.根据权利要求6所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述的蓄热水罐(4)内部包括上下布水器、罐体分层水温监测系统、稳压及排气系统、进出水管路及相应的升降压泵阀组合系统。
10.根据权利要求9所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述蓄热水罐(4)在低谷电时段进行蓄热,蓄热热源可以来自热网加热器(8),也可直接来自于电极锅炉装置(3)。
11.根据权利要求1所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述主蒸汽旁路通过主蒸汽三通减温减压阀(7)引流出主蒸汽,通过旁路管路与设置的热网加热器(8)连接对热网水进行加热,从而实现部分负荷的热电解耦;和/或,所述热网加热器(8)可以与汽轮机(9)采暖抽汽共用一个热网加热器(8),也可以单独设置一个主蒸汽旁路热网加热器(8)。
12.根据权利要求1所述的热电厂调峰系统,其特征在于:所述主接线系统包括第二发电机(10)、第一发电机(11)、变压器、电厂出线母线(14)、第一出线(12)、第二出线(13)及连接电网。
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Effective date of registration: 20180727

Address after: 100176 Beijing Beijing economic and Technological Development Zone, Chuang Chuang thirteen Street 18 building 12, 5 floors 503 rooms.

Patentee after: Beijing HEMPEL Electric Power Technology Co., Ltd.

Address before: 100176 Beijing Tongzhou District Beijing economic and Technological Development Zone, Chuang Chuang thirteen Street 18 hospital 12 Building 2 floors 201 rooms.

Patentee before: HEMPEL thermal development Ltd

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