CN217761110U - 热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统，属汽轮机热电联产领域，设置氧化钙高储热密度储热装置，当汽轮机组应电网调度的要求进行调峰时，将多余的发电蒸汽通入到氧化钙高储热密度储热装置中，在氧化钙高储热密度储热装置中底部设置有氢氧化钙，通入的高温蒸汽对氢氧化钙进行烘烤，使其转换为氧化钙并析出水，将高品质的蒸汽中的热能转化存储到氧化钙中；将小型汽轮机组与氧化钙高储热密度储热装置连接，当电网对汽轮机组的发电要求增加时，通过除盐水箱，降除盐水洒到存储有热能的氧化钙中，在氧化钙高储热密度储热装置中会产生大量蒸汽，用该蒸汽推动小型汽轮机组发电，以满足电网供电要求的增加。

Description

热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统

技术领域

本发明涉及一种热电联产汽轮发电机组，特别涉及一种冬季采暖期热电联产机组调峰运行时可提升其效益的储能及放能系统及储能及放能方法。

背景技术

现有的火力发电厂热电联产燃煤机组的发电负荷，是与供电负荷同比例变化的；在新能源电力迅猛发展前提下，火力发电厂热电联产燃煤机组，已逐渐成为了调峰机组；燃煤火电机组日发电负荷，应调峰的要求，经常在0-100%之间波动，热电联产燃煤机组的汽轮机组的蒸汽进汽量，也随发电负荷在30-100%之间波动，导致了汽轮机组出汽量也随之波动，热电联产的供热能力也随之波动，出现了汽轮机组，无法满足热网供热负荷要求的现象。

在冬季采暖期间，火力发电厂热电联产燃煤机组承担着对电网供电和对热网供热的双重任务；根据电网负荷要求，汽轮机组调峰运行时，需要减少高压缸的蒸汽供应量，以满足降低发电外送的目的，现有技术一般采用两种方式来实现以上目的，第一种方式是通过调节汽轮机组的高压旁路阀门，以减少高压缸的蒸汽供应量，高压旁路阀门属于昂贵设备，频繁大幅度地调整阀门，会造成阀门的损坏；另一种方式是加大在中低压缸连通管处的抽蒸汽量，将多抽出的蒸汽用于加热热网中的回水，直接造成了将高品质的蒸汽用于了低品质供热水的加热，高能低用，不符合“温度对口，能量梯级利用”的用能原则；如何针对电网的调峰，实现对高品质蒸汽的能量梯级利用，并综合提高电厂的经济效益，成为现场需要解决的一个问题。

发明内容

本发明提供了一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统，解决了如何针对电网的调峰，实现对高品质蒸汽的能量梯级利用，提高电厂的经济效益的技术问题。

本发明的总体构思是：设置氧化钙高储热密度储热装置，当汽轮机组应电网调度的要求进行调峰时，将多余的发电蒸汽通入到氧化钙高储热密度储热装置中，在氧化钙高储热密度储热装置的底部，设置有氢氧化钙，通入的高温蒸汽对氢氧化钙进行烘烤，使其转换为氧化钙并析出水，氢氧化钙经烘烤脱水转变成氧化钙和水的过程，将吸收大量的热量，将高品质的蒸汽中的热能转化存储到氧化钙中，析出的水被存储到除盐水箱中独立设置的析出水存储箱中；同时，在电厂设置一个小型汽轮机组，将小型汽轮机组与氧化钙高储热密度储热装置连接在一起，当电网对汽轮机组的发电要求增加时，将除盐水箱中独立设置的析出水存储箱中的水，输送到氧化钙高储热密度储热装置中，喷射到氧化钙中，使其转化为氢氧化钙，在转化为氢氧化钙的过程中，会释放出大量的热，与此同时，除盐水箱中的除盐水，通过给水泵被送入到氧化钙高储热密度储热装置的换热器中，氧化钙高储热密度储热装置中释放出的大量的热，将氧化钙高储热密度储热装置的换热器中的除盐水，转换为高品质的蒸汽，用该蒸汽推动小型汽轮机组发电，使氧化钙中的热能转化成小型汽轮机组的发电电能，并将该电能送到电网，以满足电网供电要求的增加，在小型汽轮机组上连接有汽水换热器，用小型汽轮机背压排出的蒸汽对热网中的水进行加热。

一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路、氧化钙高储热密度储热装置、除盐水箱和小型汽轮发电机组，在除盐水箱内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置内，设置有除盐水的水汽换热器，热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路与氧化钙高储热密度储热装置连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置上，设置有氧化钙析出水及喷淋水管道，氧化钙析出水及喷淋水管道的另一端与除盐水箱内的析出水存储箱连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置的下部，设置有除盐水输送管道，除盐水输送管道的一端与氧化钙高储热密度储热装置内设置的除盐水的水汽换热器连通在一起，除盐水输送管道的另一端与除盐水箱连通在一起；在氧化钙高储热密度储热装置的上部，设置有储热蒸汽输出管道，储热蒸汽输出管道的另一端与小型汽轮发电机组的蒸汽输入管道连通在一起。

在除盐水箱上还分别设置有除盐水输入管道和喷淋水补水管道；在小型汽轮发电机组上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道的另一端连接有汽水换热器；汽水换热器通过水输入管路和水输出管路并联在热网回水母管上。

一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能方法，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路、氧化钙高储热密度储热装置、除盐水箱和小型汽轮发电机组，在除盐水箱内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置内，设置有除盐水的水汽换热器；其特征在于：

当电网进行调峰，要求热电联产机组减少向电网送电时，被减少的原用于发电的蒸汽，通过中低压缸连接处抽蒸汽管路进入到氧化钙高储热密度储热装置中，对氧化钙高储热密度储热装置中的氢氧化钙进行烘烤，使其生成氧化钙，并析出水，将通入的高温蒸汽中的热量存储到了氧化钙中，析出水通过氧化钙析出水及喷淋水管道进入到在除盐水箱内独立设置的析出水存储箱中；

当要求热电联产机组增加向电网送电时，将除盐水箱中的除盐水，输送到氧化钙高储热密度储热装置内的除盐水的水汽换热器中，同时，析出水存储箱中的水，通过氧化钙析出水及喷淋水管道，进入氧化钙高储热密度储热装置中，对高温氧化钙进行喷淋，使其转化成轻氧化钙，并产生高温蒸汽，被产生的高温蒸汽，对除盐水的水汽换热器中的除盐水进行加热，使其转换成高品质的蒸汽，转换成的高品质的蒸汽通过储热蒸汽输出管道进入到小型汽轮发电机组中，驱动小型汽轮发电机组发电，小型汽轮发电机组发出的电，被送入电网，以满足电网送电增加的要求。

在小型汽轮发电机组上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道的另一端连接有汽水换热器；汽水换热器通过水输入管路和水输出管路，并联在热网回水母管上，用小型汽轮机背压排出的蒸汽，对热网中的水进行加热。

本发明实现了热电联产机组在电网调峰下的热电解耦，通过高密度储放热系统对热能的储放，实现了对高温高压蒸汽的梯级储热及梯级放热利用，大大提高了发电厂的经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路1、氧化钙高储热密度储热装置2、除盐水箱10和小型汽轮发电机组4，在除盐水箱10内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱10中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置2内，设置有除盐水的水汽换热器，热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路1与氧化钙高储热密度储热装置2连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置2上，设置有氧化钙析出水及喷淋水管道11，氧化钙析出水及喷淋水管道11的另一端与除盐水箱10内的析出水存储箱连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置2的下部，设置有除盐水输送管道12，除盐水输送管道12的一端与氧化钙高储热密度储热装置2内设置的除盐水的水汽换热器连通在一起，除盐水输送管道12的另一端与除盐水箱10连通在一起；在氧化钙高储热密度储热装置2的上部，设置有储热蒸汽输出管道3，储热蒸汽输出管道3的另一端与小型汽轮发电机组4的蒸汽输入管道连通在一起；除盐水输入管道14、除盐水箱10、除盐水输送管道12、在氧化钙高储热密度储热装置2内设置的除盐水的水汽换热器和储热蒸汽输出管道3，组成为小型汽轮发电机组4输送蒸汽的通路，将氧化钙放出的热蒸汽的热量转换成驱动小型汽轮发电机组4的能量，最终转换成发电电能；喷淋水补水管道13、在除盐水箱10内独立设置的析出水存储箱和氧化钙析出水及喷淋水管道11组成了对氧化钙高储热密度储热装置2内的高温氧化钙喷淋的供水系统，实现氧化钙中的热量转化成蒸汽，用该蒸汽加热水汽换热器中的除盐水；同时，析出水存储箱还可通过氧化钙析出水及喷淋水管道11接受氢氧化钙转化成氧化钙时析出的水。

在除盐水箱10上还分别设置有除盐水输入管道14和喷淋水补水管道13；在小型汽轮发电机组4上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道5，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道5的另一端连接有汽水换热器6；汽水换热器6通过水输入管路8和水输出管路9并联在热网回水母管7上。

一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能方法，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路1、氧化钙高储热密度储热装置2、除盐水箱10和小型汽轮发电机组4，在除盐水箱10内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱10中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置2内，设置有除盐水的水汽换热器；其特征在于：

当电网进行调峰，要求热电联产机组减少向电网送电时，被减少的原用于发电的蒸汽，通过中低压缸连接处抽蒸汽管路1进入到氧化钙高储热密度储热装置2中，对氧化钙高储热密度储热装置2中的氢氧化钙进行烘烤，使其生成氧化钙，并析出水，将通入的高温蒸汽中的热量存储到了氧化钙中，析出水通过氧化钙析出水及喷淋水管道11进入到在除盐水箱10内独立设置的析出水存储箱中；

当要求热电联产机组增加向电网送电时，将除盐水箱10中的除盐水，输送到氧化钙高储热密度储热装置2内的除盐水的水汽换热器中，同时，析出水存储箱中的水，通过氧化钙析出水及喷淋水管道11，进入氧化钙高储热密度储热装置2中，对高温氧化钙进行喷淋，使其转化成轻氧化钙，并产生高温蒸汽，被产生的高温蒸汽，对除盐水的水汽换热器中的除盐水进行加热，使其转换成高品质的蒸汽，转换成的高品质的蒸汽通过储热蒸汽输出管道3进入到小型汽轮发电机组4中，驱动小型汽轮发电机组4发电，小型汽轮发电机组4发出的电，被送入电网，以满足电网送电增加的要求。

在小型汽轮发电机组4上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道5，在小型汽轮机组的抽蒸汽管道5的另一端连接有汽水换热器6；汽水换热器6通过水输入管路8和水输出管路9，并联在热网回水母管7上，用小型汽轮机背压排出的蒸汽，对热网中的水进行加热。

本发明的技术方案具有以下特点：（一）由于设置了氧化钙高密度储放热系统作为调节手段，起到了替代热电联产机组的主蒸汽高压旁路调节阀的大部分调节功能，使高旁调节阀的使用寿命大大延长，热电联产机组的安全性也大大增加；（二）氧化钙高密度储放热系统储热密度大于1.0GJ/吨，比传统熔盐的储热密度高3-4倍，综合造价仅有传统熔盐的三分之一，是非常有前景的储放热系统；（三）由于设置了氧化钙高储热密度储热装置2，热电联产机组的锅炉负荷可以根据供热负荷的需要随时调整，可以不随发电负荷减少而减少，本氧化钙高储热密度储热装置2可与采暖期热电联产机组调峰运行时低压缸乏汽全回收利用系统协调运行，可实现真正意义上的本领域技术人员追求的低煤耗热电解耦。

Claims (2)

1.一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统，包括热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路（1）、氧化钙高储热密度储热装置（2）、除盐水箱（10）和小型汽轮发电机组（4），在除盐水箱（10）内独立设置有析出水存储箱，析出水存储箱中的水与除盐水箱（10）中的除盐水是隔离的，在氧化钙高储热密度储热装置（2）内，设置有除盐水的水汽换热器，其特征在于，热电联产机组的中低压缸连接处抽蒸汽管路（1）与氧化钙高储热密度储热装置（2）连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置（2）上，设置有氧化钙析出水及喷淋水管道（11），氧化钙析出水及喷淋水管道（11）的另一端与除盐水箱（10）内的析出水存储箱连通在一起，在氧化钙高储热密度储热装置（2）的下部，设置有除盐水输送管道（12），除盐水输送管道（12）的一端与氧化钙高储热密度储热装置（2）内设置的除盐水的水汽换热器连通在一起，除盐水输送管道（12）的另一端与除盐水箱（10）连通在一起；在氧化钙高储热密度储热装置（2）的上部，设置有储热蒸汽输出管道（3），储热蒸汽输出管道（3）的另一端与小型汽轮发电机组（4）的蒸汽输入管道连通在一起。

2.根据权利要求1所述的一种热电联产机组调峰运行下的储能及放能系统，其特征在于，在除盐水箱（10）上还分别设置有除盐水输入管道（14）和喷淋水补水管道（13）；在小型汽轮发电机组（4）上设置有小型汽轮机组的抽蒸汽管道（5），在小型汽轮机组的抽蒸汽管道（5）的另一端连接有汽水换热器（6）；汽水换热器（6）通过水输入管路（8）和水输出管路（9）并联在热网回水母管（7）上。

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