CN215927487U - 一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，将电蓄热装置配置于燃煤机组发电系统中；电蓄热装置电源输入端与燃煤机组发电系统中发电机连接，电蓄热装置热源输出端与燃煤机组发电系统中汽轮机系统的凝结水管路连接；储能时，利用燃煤机组产生的部分电能作为电蓄热装置的热源，将电能转化为热能并储存在电蓄热装置内，为电网提供削峰服务；释能时，将电蓄热装置内的热能传递给燃煤机组发电系统中汽轮机系统的部分凝结水，排挤低压加热器的部分抽气，增加汽轮机系统发电量，进而降低燃煤机组供电煤耗。本申请提升了燃煤机组的调峰深度，并且响应速度快，满足电网对燃煤机组深度调峰要求，适合大规模应用于燃煤机组深度调峰改造。

Description

一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统

技术领域

本实用新型公开了一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，涉及深度调峰技术领域。

背景技术

为实现二氧化碳排放力2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和，大规模的清洁能源发电系统将逐渐被并网。由于风能、太阳能发电的间歇性、波动性、随机性等特点，为降低弃光弃风率，在抽水蓄能和燃气机组等调峰机组尚未配备完善的情况下，对电网调峰能力提出了更高的要求。考虑到我国的能源装机结构，对常规燃煤机组参与电网调峰能力要求越来越高。目前纯凝机组由于受限于锅炉及其附属设备的低负荷稳定运行能力，最低运行负荷只能达到35％-40％额定容量的水平，燃煤供热机组带供热时，由于“以热定电”限制，最低运行负荷需要根据供热需求确定，所以当燃煤机组深度调峰能力弱，弃光弃风率则将增加。

目前有许多燃煤供热机组配置电蓄热装置，用于供热时期供热机组的调峰，降低供热机组“以热定电”的限制，但是仅用于供热时期的供热机组，在非供热时期以及大部分非供热机组，燃煤机组的调峰依然重要。实用新型专利一种利用固体蓄热装置参与火电深度调峰的系统（专利号：202020103115.4），介绍了利用固体蓄热装置参与火电深度调峰，但该专利的蓄热过程是将高温高压蒸汽进行蓄热，此时对应蓄热装置中的所有设备属于高温高压设备，存在危险性，同时该专利的放热过程是将热量传递给经过除氧器后给水泵出口的锅炉给水，由于该部分水温度高，因而蓄热设备的下限温度会比较高，单位体积蓄热介质的蓄热量较低。

实用新型内容

本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，调节快速灵活，提升燃煤机组的调峰深度。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，其特征在于，包括：燃煤机组发电系统、电蓄热装置，所述燃煤机组发电系统包括：锅炉、汽轮机系统和发电机；所述的电蓄热装置电源输入端与发电机输出端连接，所述的电蓄热装置热源输出端与所述汽轮机系统的凝结水管路连接，所述锅炉与汽轮机系统的蒸汽入口连接，锅炉产生高温高压蒸汽，进入汽轮机系统做功发电；

储能时，利用燃煤机组发电系统产生的电能作为电蓄热装置的加热能源，将电能转化为热能并储存在电蓄热装置内，为电网提供削峰服务；

释能时，将电蓄热装置内的热能传递给燃煤机组中汽轮机系统的凝结水，排挤燃煤机组发电系统中低压加热器的部分抽气，增加汽轮机系统发电量，降低燃煤机组供电煤耗。

进一步的，所述电蓄热装置包括：电蓄热模块、风-水换热器、循环风机和增压水泵；所述电蓄热模块内包含蓄热模块、电加热元件，所述电加热元件通过电线连接所述发电机输出端的电力控制单元，利用燃煤机组发电系统产生的部分电能对所述蓄热模块进行加热；所述蓄热模块设置有气流通道，用于气流在所述蓄热模块间的流动；所述气流通道出口与所述风-水换热器入口风道连接，所述循环风机入口与所述风-水换热器出口风道相连，循环风机出口与所述气流通道入口风道相连；所述增压水泵入口与所述汽轮机系统中凝结水泵出口凝结水母管连接，增压水泵出口与所述风-水换热器水侧入口管路连接，风-水换热器水侧出口管路与除氧器入口的凝结水管路相连接；所述循环风机用于所述电蓄热装置内的风循环；所述风-水换热器布置于所述电蓄热装置的循环风道内，用于将所述电蓄热模块内热能传递给凝结水，对部分凝结水进行加热。

进一步的，所述蓄热模块包括：显热蓄热介质与潜热蓄热介质。

进一步的，所述显热蓄热介质包括：镁砖。

进一步的，所述电加热元件包括：电加热管。

进一步的，所述风-水换热器包括：翅片管换热器。

有益效果：本实用新型提供的利用电蓄热装置参与燃煤机组深度调峰的系统，当深度调峰时，燃煤机组为电蓄热装置提供电源，当不需深度调峰时，电蓄热装置为燃煤机组提供部分热量，保障系统运行稳定可靠，调节快速灵活，可提升燃煤机组的调峰深度，降低弃光弃风率。

附图说明

图1为现有燃煤机组发电系统流程图；

图2为本实用新型系统流程图；

图3为电蓄热装置结构示意图；

图中标记：1.锅炉，2.汽轮机系统，2-1.高压缸，2-2.中压缸，2-3.低压缸，3.凝汽器，4.凝结水泵，5. 低压加热器，6.除氧器，7.给水泵，8.高压加热器，9.发电机，10.电蓄热装置，11.风-水换热器，12.循环风机，13.增压水泵，14.电网，101.蓄热模块，102.电加热管。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，为现有燃煤机组发电系统流程图。现有燃煤机组发电系统中，燃煤锅炉1产生高温高压蒸汽，进入汽轮机系统2做功发电，在汽轮机系统2中做完功的蒸汽经过凝汽器3变为凝结水，凝结水通过凝结水泵4送入低压加热器5，在低压加热器5被加热后进入除氧器6，经过除氧器6由给水泵7送入高压加热器8，进一步被加热后进入锅炉1蒸发吸热，其中，高压加热器8、除氧器6与低压加热器5所需的热源均从汽轮机系统2中获取。

如图2~3所示的一种实施例：除上述现有的燃煤机组发电系统，本实施例配置电蓄热装置提升调峰深度，本实例中的发电机9并入电网14的电力控制单元上，通过电力控制单元连接一根导线至电蓄热装置10的电加热管102，为电蓄热装置10提供电源，用于消纳汽轮机系统2发出的部分电量，为电网提供削峰服务；同时，增压水泵13入口管路连接至凝结水泵4出口凝结水母管，增压水泵13抽取部分凝结水送至电蓄热装置10的风-水换热器11，被加热后的凝结水送入除氧器6入口的凝结水管路，与低压加热器5出口的凝结水混合后进入除氧器6；循环风机12抽取经过风-水换热器11的热风，并将其送至蓄热模块101中吸收热量，被加热后的热风继续进入风-水换热器11进行放热，依次循环。

工作过程：

电蓄热装置内热量已全部放出。电网负荷较低，燃煤机组运行负荷处于最低运行负荷，此时电网负荷需要进一步降低，燃煤机组运行负荷不变，发出指令接通发电机输出端至电蓄热装置电源线路，利用部分电能为电加热管提供电源加热蓄热模块，进而降低上网电量，满足电网运行负荷，减少弃光弃风率。

电蓄热装置内已蓄满热量。电网负荷较高，燃煤机组运行负荷处于较高负荷，此时启动循环风机与增压水泵，利用电蓄热装置内的热量将部分凝结水加热，加热后的凝结水与低压加热器出口凝结水混合进入除氧器，经过电蓄热装置的凝结水的温升与经过低压加热器的凝结水温升相同，由于进入低压加热器的凝结水的水量降低，需要的热量降低，因而低压加热器的抽气量将减少，汽轮机内做功的蒸汽量增加，汽轮机系统发电量增加，进而降低供电煤耗。

本实用新型提供的利用电蓄热装置参与燃煤机组深度调峰的系统，可提升燃煤机组的调峰深度，降低弃光弃风率。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，其特征在于，包括：燃煤机组发电系统、电蓄热装置，所述燃煤机组发电系统包括：锅炉、汽轮机系统和发电机；所述的电蓄热装置电源输入端与发电机输出端连接，所述的电蓄热装置热源输出端与所述汽轮机系统的凝结水管路连接，所述锅炉与汽轮机系统的蒸汽入口连接，所述锅炉用于产生蒸汽。

2.根据权利要求1所述的一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，其特征在于，所述电蓄热装置包括：电蓄热模块、风-水换热器、循环风机和增压水泵；

所述电蓄热模块内包含蓄热模块、电加热元件，所述电加热元件通过电线连接所述发电机输出端的电力控制单元，通过燃煤机组产生的电能对所述蓄热模块进行加热；所述蓄热模块设置有气流通道；

所述气流通道出口与所述风-水换热器入口风道连接，所述循环风机入口与所述风-水换热器出口风道相连，循环风机出口与所述气流通道入口风道相连，用于使气流在所述电蓄热模块中循环流动；

所述增压水泵入口与所述汽轮机系统中凝结水泵出口凝结水母管连接，出口与所述风-水换热器水侧入口管路连接，风-水换热器水侧出口管路与除氧器入口的凝结水管路相连接。

3.根据权利要求2所述的一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，其特征在于，所述蓄热模块包括：显热蓄热介质与潜热蓄热介质。

4.根据权利要求3所述的一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，其特征在于，所述显热蓄热介质包括：镁砖。

5.根据权利要求2所述的一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，其特征在于，所述电加热元件包括：电加热管。

6.根据权利要求2所述的一种配置电蓄热装置的燃煤机组深度调峰系统，其特征在于，所述风-水换热器包括：翅片管换热器。

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