CN207989086U - 一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统。该系统主要由尖峰加热器、蓄热罐、热网加热器、热力站、热用户以及汽轮机相关部分等组成。白天，汽轮机发电系统处于高负荷时，中低压连通管的常规供热抽汽正常加热一次网供水向热用户供热；同时，利用低品位的乏汽加热蓄热罐内的冷水以完成蓄能过程，在供热参数要求更高的情况下，利用部分常规供热抽汽通过尖峰加热器配合蓄能；夜晚，汽轮机发电系统处于低负荷时，通过蓄热罐放热过程替代部分常规供热抽汽以满足正常供热负荷需求，并由此实现低负荷下供热机组热电解耦。本实用新型不仅利用低品位热源替代高品位热源供热的方式实现能量的梯级利用，有效地降低机组能耗；同时，利用蓄热罐白天蓄热、夜晚放热过程实现低负荷下供热机组的热电解耦，有效提高机组的深度调峰能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃煤发电技术领域，特别涉及一种深度调峰系统，具体涉及一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统。
背景技术
冬季，我国“三北”地区的供热期持续时间长、热负荷需求大，热电联产机组装机比例高，其类型主要为大型抽汽凝汽式燃煤机组。优先满足热用户供热期采暖需求，是机组工作在“以热定电”运行模式的首要原因。由于热电联产机组具有较强的“热电耦合”特性，为满足热负荷需求，其强迫电出力始终处于较高水平，电出力范围变窄，限制了机组调峰能力。另外，夜间等热负荷较高时段的风电出力也较大，热电联产机组调峰能力受限导致风电上网空间不足，从而容易造成大量弃风。
提高热电联产机组调峰能力的主要措施一般分为两种：其一是传统的提高调峰能力的措施，即通过精准确定机组的实际调峰能力，从而为深度挖掘机组的调峰能力提供依据；另一种则是通过实现“热电解耦”的方式来提高调峰能力的措施。本方案属于第二种方式。
本实用新型通过蓄热罐白天蓄热、晚上放热的过程实现机组在低负荷发电过程的“热电解耦”。在发电系统处于高负荷时，利用乏汽和抽取部分常规供热抽汽加热冷水以完成蓄热罐的蓄热过程；当发电系统处于低负荷时，利用蓄热罐内的热水加热一次网，替代部分常规供热抽汽，完成放热过程。
发明内容
本实用新型针对新能源消纳过程中燃煤电站深度调峰能力不足的问题，提供了一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，通过提高机组背压进行乏汽余热利用和抽取部分常规供热抽汽进行尖峰加热的方式，并结合蓄热罐“白天蓄热、夜晚放热”的蓄热过程实现机组热电解耦，提高供热机组在供暖期低负荷运行时的深度调峰能力。从而在保障热网供热质量和机组效率的同时，为可再生能源全额保障性消纳提供了技术支撑。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，该系统主要包括：汽轮机高压缸1、汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、发电机4、前置加热器5、尖峰加热器9、热网加热器6、热力站7、蓄热罐10、热用户8；其特征在于，所述的汽轮机高压缸1、汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、发电机4依次连接组成发电系统；汽轮机中压缸2排汽出口通过三条蒸汽管路分别与热网加热器6汽侧入口、汽轮机低压缸3蒸汽入口、尖峰加热器9汽侧入口连接；汽轮机低压缸3乏汽出口通过蒸汽管路依次连接前置加热器5；热网加热器6通过一次网管路24与热力站7连接，热力站通过二次网管路25与热用户8连接；蓄热罐10通过热水出水管18、冷水入水管19直接与一次网管路24并联连接；蓄热罐10通过冷水出水管20、热水入水管依次与前置加热器5、尖峰加热器9连接。
所述的汽轮机中压缸2排汽出口通过三条蒸汽管路分别与汽轮机低压缸3蒸汽入口、热网加热器6汽侧入口、尖峰加热器9汽侧入口连接，三条管路分别由中低压连通管蝶阀22、常规供热抽汽控制阀23、尖峰加热控制阀11控制。
所述的汽轮机发电系统处于高负荷时，开通尖峰加热控制阀11、冷水出水管控制阀13、热水入水管控制阀12，关闭热水出水管控制阀14、冷水入水管控制阀15，蓄热罐10内冷水通过冷水出水管20依次流过前置加热器5、尖峰加热器9被加热，再通过热水入水管21流入蓄热罐10，完成蓄热过程；汽轮机发电系统处于低负荷时，减小常规供热抽汽控制阀23开度，同时，关闭冷水出水管控制阀13、热水入水管控制阀12，开通热水出水管控制阀14、冷水入水管控制阀15，蓄热罐内热水通过热水出水管18流入一次网，完成放热过程。
本实用新型具有以下优点和效果：
1）通过蓄热罐对乏汽余热进行回收利用，实现了能量的阶梯利用，减少了高品位热量损失，整体上提高了机组的循环热效率。
2）利用蓄热罐“白天蓄热，晚上放热”的过程，实现了机组在低负荷运行时的热电解耦，在保障热网供热质量的前提下，提高燃煤电站调峰深度调峰能力，对新能源消纳工作具有积极的辅助作用。
附图说明
图1为一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统示意图。
图中：1-汽轮机高压缸；2-汽轮机中压缸；3-汽轮机低压缸；4-发电机；5-前置加热器；6-热网加热器；7-热力站；8-热用户；9-尖峰加热器；10-蓄热罐；11-尖峰加热控制阀；12-热水入水管控制阀；13-冷水出水管控制阀；14-热水出水管控制阀；15-冷水入水管控制阀；16-放热电动泵；17-蓄热电动泵；18-热水出水管；19-冷水入水管；20-冷水出水管；21-热水入水管；22-中低压连通管蝶阀；23-常规供热抽汽控制阀；24-一次网管路；25-二次网管路。
具体实施方式
本实用新型提出了一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，下面结合附图和实例给予说明。
如图1所示基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，该系统主要包括：汽轮机高压缸1、汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、发电机4、前置加热器5、尖峰加热器9、热网加热器6、热力站7、蓄热罐10、热用户8；其特征在于，所述的汽轮机高压缸1、汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3、发电机4依次连接组成发电系统；汽轮机中压缸2排汽出口通过三条蒸汽管路分别与热网加热器6汽侧入口、汽轮机低压缸3蒸汽入口、尖峰加热器9汽侧入口连接；汽轮机低压缸3乏汽出口通过蒸汽管路依次连接前置加热器5；热网加热器6通过一次网管路24与热力站7连接，热力站通过二次网管路25与热用户8连接；蓄热罐10通过热水出水管18、冷水入水管19直接与一次网管路24并联连接；蓄热罐10通过冷水出水管20、热水入水管依次与前置加热器5、尖峰加热器9连接。
所述的汽轮机中压缸2排汽出口通过三条蒸汽管路分别与汽轮机低压缸3蒸汽入口、热网加热器6汽侧入口、尖峰加热器9汽侧入口连接，三条管路分别由中低压连通管蝶阀22、常规供热抽汽控制阀23、尖峰加热控制阀11控制。
所述的汽轮机发电系统处于高负荷时，开通尖峰加热控制阀11、冷水出水管控制阀13、热水入水管控制阀12，关闭热水出水管控制阀14、冷水入水管控制阀15，蓄热罐10内冷水通过冷水出水管20依次流过前置加热器5、尖峰加热器9被加热，再通过热水入水管21流入蓄热罐10，完成蓄热过程；汽轮机发电系统处于低负荷时，减小常规供热抽汽控制阀23开度，同时，关闭冷水出水管控制阀13、热水入水管控制阀12，开通热水出水管控制阀14、冷水入水管控制阀15，蓄热罐内热水通过热水出水管18流入一次网，完成放热过程。
下面结合实施例对具体控制过程进行举例说明：
白天，机组发电系统在高负荷时，常规供热抽汽通过热网加热器加热一次网回水向热用户正常供热。此时，为完成蓄热罐的蓄热过程，开通冷水出水管控制阀、热水入水管控制阀，关闭热水出水管控制阀、冷水入水管控制阀，蓄热罐内冷水通过冷水出水管流过前置加热器，再通过热水入水管流入蓄热罐，通过乏汽余热回收完成蓄热过程。同时，为了蓄热罐在放热过程释放的热量能达到供热参数要求，调节尖峰加热控制阀的开度，抽取部分常规供热抽汽通过尖峰加热器进行辅助蓄热；夜晚，发电系统进入低负荷运行时，减少中低压缸连通管的常规供热抽汽量，同时关闭冷水出水管控制阀、热水入水管控制阀，开通热水出水管控制阀、冷水入水管控制阀，蓄热罐内热水通过热水出水管流入一次网，释放的热量与常规供热抽汽共同加热一次网回水，再通过热网系统向热用户供热以充分满足供热需求。
本实用新型利用乏汽余热利用和蓄热罐的结合，并加以尖峰加热器辅助蓄能，从而实现了机组在低负荷运行时的热电解耦，在保障热网供热质量的前提下，提高燃煤电站调峰灵活性和深度调峰能力，对新能源消纳工作具有积极的辅助作用。同时，提高机组背压并对乏汽的余热进行回收利用，实现了能量的阶梯利用，减少了高品位能力损失，整体上提高了循环的热效率。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型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，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，该系统主要包括：汽轮机高压缸（1）、汽轮机中压缸（2）、汽轮机低压缸（3）、发电机（4）、前置加热器（5）、尖峰加热器（9）、热网加热器（6）、热力站（7）、蓄热罐（10）、热用户（8）；其特征在于，所述的汽轮机高压缸（1）、汽轮机中压缸（2）、汽轮机低压缸（3）、发电机（4）依次连接组成发电系统；汽轮机中压缸（2）排汽出口通过三条蒸汽管路分别与热网加热器（6）汽侧入口、汽轮机低压缸（3）蒸汽入口、尖峰加热器（9）汽侧入口连接；汽轮机低压缸（3）乏汽出口通过蒸汽管路依次连接前置加热器（5）；热网加热器（6）通过一次网管路(24)与热力站（7）连接，热力站通过二次网管路(25)与热用户（8）连接；蓄热罐（10）通过热水出水管（18）、冷水入水管（19）直接与一次网管路（24）并联连接；蓄热罐（10）通过冷水出水管（20）、热水入水管依次与前置加热器（5）、尖峰加热器（9）连接。
2.根据权利要求1所述基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，其特征在于，汽轮机中压缸（2）排汽出口通过三条蒸汽管路分别与汽轮机低压缸（3）蒸汽入口、热网加热器（6）汽侧入口、尖峰加热器（9）汽侧入口连接，三条管路分别由中低压连通管蝶阀（22）、常规供热抽汽控制阀（23）、尖峰加热控制阀（11）控制。
3.根据权利要求1所述基于乏汽余热利用与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，其特征在于，冷水出水管（20）和热水入水管（21）分别由冷水出水管控制阀（13）和热水入水管控制阀（12）控制；热水出水管（18）和冷水入水管（19）分别由热水出水控制阀（14）和冷水入水控制阀（15）控制。
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