CN207459745U - 电能回馈式宽调幅火电系统 - Google Patents
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Abstract
电能回馈式宽调幅火电系统，蒸汽锅炉的锅筒内设置有第一电加热器，所述第一电加热器设置于所述锅筒内的水中；所述第一电加热器与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第一电加热器与电网电连接。本实用新型的电能回馈式宽调幅火电系统，是一套系统性解决方案，其各技术环节完全建立在现有成熟技术之上，只需对现有火力发电厂进行相应配套改造即可实现。其可以完全消纳现有风力、太阳能所发电能，同时相应减少石化燃料消耗和废气排放，能彻底解决行业目前面临的“弃风”、“弃光”困局，且为进一步扩展风力发电、太阳能发电规模建立基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及清洁能源和发电领域，具体涉及一种能量融合式发电系统，尤其是一种使风电和太阳能电充分利用的电能回馈式宽调幅火电系统。
背景技术
火力发电是我国主要的发电方式，伴随着我国火电行业的发展而发展。由于地球上化石燃料的短缺，人类正尽力开发核能发电、核聚变发电以及高效率的太阳能发电等，以求最终解决人类社会面临的能源问题。当环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向时，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，关闭大批能效低、污染重的小火电机组，在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代。
风力发电、太阳能发电等属于不消耗燃料、不排放废气的清洁电能，但由于其自身存在发电量非恒定、可工作时间不确定及非连续工作的特点，使得这类清洁电能难以大规模并网使用或推广应用，造成严重的“弃风”、“弃光”浪费。
发明内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种电能回馈式宽调幅火电系统。
能量有多种存在形式，常见有化学能、电能、热能、机械能等。如将风力、太阳能仅看作能量，其转化产生的热能，与燃烧石化燃料转化化学能而产生的热能是完全相同的。对于那些燃烧石化燃料产生热能并加以利用的装置来说，其实质需求是热能，而并不区分这个热能的转化形式。将风力、太阳能发出的电能转化产生的热能加入到依靠燃烧放热而工作的装置中，就可以减少相应石化燃料使用量以及烟气排放量。
在此基础上，本实用新型的技术解决方案是：一种电能回馈式宽调幅火电系统，蒸汽锅炉的锅筒内设置有第一电加热器，所述第一电加热器设置于所述锅筒内的水中；
所述第一电加热器与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第一电加热器与电网电连接。
进一步的，所述系统包括第二电加热器，所述第二电加热器设置于空气供给系统与锅炉空气进口之间的管路；
所述第二电加热器与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第二电加热器与电网电连接。
进一步的，所述系统包括第三电加热器，所述第三电加热器设置于给水系统与锅炉的补水口之间的管路；
所述第三电加热器与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第三电加热器与电网电连接。
进一步的，所述系统包括第四电加热器，所述第四电加热器设置于锅炉的烟气出口与排气装置之间的管路；
所述第四电加热器与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第四电加热器与电网电连接。
进一步的，所述系统包括第五加热器，所述第五加热器设置于燃料供给系统与锅炉的燃料进口之间的管路；
所述第五加热器与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第五加热器与电网电连接。
进一步的，所述系统包括空气流量控制器，所述空气流量控制器设置在所述第二电加热器和空气进口之间的管路。
进一步的，所述系统包括烟气流量控制器，所述烟气流量控制器设置在所述第四电加热器和烟气出口之间的管路。
进一步的，所述系统所述第一电加热器为汽包水汽电加热器。
本实用新型与现有技术相比的优点在于：
(1)本实用新型所请求保护的电能回馈式宽调幅火电系统，可以完全消纳现有风力、太阳能所发电能，同时相应减少石化燃料消耗和废气排放，能彻底解决行业目前面临的“弃风”、“弃光”困局，且为进一步扩展风力发电、太阳能发电规模建立基础。
(2)本实用新型所请求保护的电能回馈式宽调幅火电系统，是一套系统性解决方案，其各技术环节完全建立在现有成熟技术之上，只需对现有火力发电厂进行相应配套改造即可实现，易实施，实用性强，经济性高。
(3)本实用新型所请求保护的电能回馈式宽调幅火电系统，能够使火力发电厂的调峰范围下限得到极大扩展，使电网能够接受更多的清洁电能，且能够在有清洁电能是充分利用之，无清洁电能时仍然使用火电，以保证电网连续平稳运行。
附图说明
图1为本实用新型的电能回馈式宽调幅火电系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种电能回馈式宽调幅火电系统，其完全建立在现有成熟技术之上，只需对现有火力发电厂进行相应配套改造即可实现，其中，所述现有的火力发电厂的发电系统主要包括蒸汽锅炉1、空气供给系统、给水系统、排气装置和燃料供给系统，所述蒸汽锅炉1包括锅筒2、炉膛14、空气进口5、补水口7、烟气出口9、燃料进口11和蒸汽出口15，所述锅筒2内有水，所述补水口7和蒸汽出口15设置在所述锅筒2上，所述空气进口5、烟气出口9和燃料进口11设置在炉膛14内，空气供给系统与空气进口5通过管路连接，给水系统与补水口7通过管路连接，烟气出口9与排气装置通过管路连接，燃料供给系统与燃料进口11通过管路连接；分别通过燃料供给系统和空气供给系统进入炉膛14的燃料和空气在所述炉膛14内燃烧，产生的热量使锅筒2内的水工质转化为水蒸汽通过蒸汽出口15排出做功，用于发电机发电，炉膛14燃烧后的烟气通过排气装置排出，当锅筒2的水不足时，给水系统通过补水口7向锅筒2内补充水工质。
在现有火力发电厂的发电系统的基础上进行易于实施的设备插入式改造，即实现本实用新型所请求保护的一种电能回馈式宽调幅火电系统，其包括第一电加热器3、第二电加热器4和第三电加热器6，所述第一电加热器3设置于所述锅筒2内的水中，用于对锅筒2内的水预热，实现能量注入；所述第二电加热器4设置于空气供给系统与空气进口5之间的管路，用于对燃烧前的空气预热，实现能量注入；所述第三电加热器6设置于给水系统与补水口7之间的管路，用于对补水工质预热，实现能量注入；当风力发电系统和\或太阳能发电系统距火力发电厂较近时，可以将所述风力发电系统和\或太阳能发电系统发出的电能直接引入火力发电厂，供火力发电厂内的所述第一电加热器3、第二电加热器4和第三电加热器6使用；当风力发电系统和\或太阳能发电系统距火力发电厂较远时，所述风力发电系统和\或太阳能发电系统发出的清洁电能直接并网，同时火力发电厂减少相应的供电量，将减少的部分电能供第一电加热器3、第二电加热器4和第三电加热器6使用。
优选的，电能回馈式宽调幅火电系统包括第四电加热器8，所述第四电加热器8设置于烟气出口9与排气装置之间的管路，用于加热烟气，实现能量注入；所述第四电加热器8使烟气温度升高，增加其动能，从而能排得更高，进步降低排气污染。
优选的，燃料为天然气时，所述电能回馈式宽调幅火电系统包括第五加热器10，所述第五加热器10设置于燃料供给系统与锅炉1的燃料进口11之间的管路，用于预热天然气，实现能量注入。
同理，当风力发电系统和\或太阳能发电系统距火力发电厂较近时，可以将所述风力发电系统和\或太阳能发电系统发出的电能直接引入供火力发电厂内，供火力发电厂内的所述第四电加热器8和第五加热器10使用；当风力发电系统和\或太阳能发电系统距火力发电厂较远时，所述风力发电系统和\或太阳能发电系统发出的清洁电能直接并网，同时火力发电厂减少相应的供电量，将减少的部分电能供所述第四电加热器8和第五加热器10使用。
此外，当无风力发电系统和\或太阳能发电系统直接引入供火力发电厂内，同时，所述风力发电系统和\或太阳能发电系统发出的清洁电能并未直接并网，则所述第一电加热器3、第二电加热器4、第三电加热器6、第四电加热器8和第五加热器10不工作，仍保持现有火力发电厂的发电系统原有工作模式。
进一步优选的，所述第一电加热器3为汽包水汽电加热器。
优选的，所述电能回馈式宽调幅火电系统包括空气流量控制器12和烟气流量控制器13，所述空气流量控制器12设置在所述第二电加热器4和空气进口5之间的管路，用于控制所述空气流量；所述烟气流量控制器13设置在所述第四电加热器8和烟气出口9之间的管路，用于控制所述烟气流量。
本实用新型说明书中未详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.电能回馈式宽调幅火电系统，其特征在于：蒸汽锅炉(1)的锅筒(2)内设置有第一电加热器(3)，所述第一电加热器(3)设置于所述锅筒(2)内的水中：
所述第一电加热器(3)与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第一电加热器(3)与电网电连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：包括第二电加热器(4)，所述第二电加热器(4)设置于空气供给系统与锅炉(1)的空气进口(5)之间的管路；
所述第二电加热器(4)与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第二电加热器(4)与电网电连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：包括第三电加热器(6)，所述第三电加热器(6)设置于给水系统与锅炉(1)的补水口(7)之间的管路；
所述第三电加热器(6)与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第三电加热器(6)与电网电连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：包括第四电加热器(8)，所述第四电加热器(8)设置于锅炉(1)的烟气出口(9)与排气装置之间的管路；
所述第四电加热器(8)与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第四电加热器(8)与电网电连接。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：包括第五加热器(10)，所述第五加热器(10)设置于燃料供给系统与锅炉(1)的燃料进口(11)之间的管路；
所述第五加热器(10)与风力发电系统和\或太阳能发电系统电连接；或者，
风力发电系统和\或太阳能发电系统与电网并网，所述第五加热器(10)与电网电连接。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：包括空气流量控制器(12)，所述空气流量控制器(12)设置在所述第二电加热器(4)和空气进口(5)之间的管路。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：包括烟气流量控制器(13)，所述烟气流量控制器(13)设置在所述第四电加热器(8)和烟气出口(9)之间的管路。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一电加热器(3)为汽包水汽电加热器。
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