CN110006026B - 一种火电厂深度调峰*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种火电厂深度调峰***，包括过热器、再热器、高压缸、再热蒸汽电动调节阀、主蒸汽电动调节阀、中压缸、低压缸、凝汽器、凝结水泵、低压加热给水换热器、给水泵组、除氧器、高压加热给水换热器、汽轮机低压抽汽***、四段抽汽、汽轮机高压抽汽***、高温熔盐给水换热器、高温熔盐泵、高温熔盐储罐、低温熔盐储罐、低温熔盐泵、熔盐预热器、蒸汽凝结型换热器、蒸汽不凝结型换热器和蒸汽减压装置等；本发明利用熔盐储热技术，将机组降负荷调峰时多余的蒸汽热量储存，在机组升负荷调峰过程中，用高温熔盐加热高压给水减少汽轮机抽汽，增加汽轮机出力，提高机组热效率，实现了火电厂灵活性深度调峰。

Description

一种火电厂深度调峰***
技术领域
本发明涉及一种火电厂灵活性改造方案，尤其是一种能够实现火电厂深度调峰的一种火电厂深度调峰***。
背景技术
国内电力能源结构不断调整，可再生能源装机容量不断增加，因可再生能源的间歇性和不稳定性对电网安全运行造成一定程度的隐患，为了加大消纳可再生能源，需要增加火电机组的灵活性，以保证用电负荷的稳定。另外，火电机组单机容量不断增加，导致机组低负荷至高负荷区间加大，在调节峰谷电量调节性能变差。尤其是机组夜间调峰过程中，电网负荷小于锅炉最低稳燃负荷，造成了部分能源浪费，如何将该部分能量使用是目前研究的重点任务。
本发明提出了一种火电厂深度调峰***，在原有火电厂基础上增加熔盐储热和释热装置，将机组运行过程中产生的多余蒸汽进行热量储存，该部分热量在机组调峰结束，升负荷过程中加热高压给水，减少汽轮机抽汽量，既能提高机组运行效率又能增加机组调节特性，实现了火电机组效率最大化。因此，本发明专利公布了一种火电厂深度调峰***，满足了电厂深度调峰时的热力需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种火电厂深度调峰***，利用熔盐储热技术，将机组降负荷调峰时多余的蒸汽热量储存，在机组升负荷调峰过程中，用高温熔盐加热高压给水减少汽轮机抽汽，增加汽轮机出力，提高机组热效率，实现了火电厂灵活性深度调峰。
本发明的技术解决方案是：
一种火电厂深度调峰***，其特征在于，包括再热器1、过热器2、再热蒸汽电动调节阀3、主蒸汽电动调节阀4、高压旁路蒸汽控制阀5、高压缸6、主蒸汽控制阀7、再热蒸汽控制阀8、中压缸9、低压缸10、凝汽器11、低压旁路蒸汽控制阀12、凝结水泵13、低压加热给水换热器14、给水泵组15、除氧器16、高压加热给水换热器17、汽轮机低压抽汽***18、四段抽汽19、汽轮机高压抽汽***20、高温熔盐给水换热器21、高温熔盐泵22、高温熔盐储罐23、低温熔盐储罐24、低温熔盐泵25、熔盐预热器26、蒸汽凝结型换热器27、蒸汽不凝结型换热器28和蒸汽减压装置29。
所述锅炉过热器2出口分为三路，分别连接所述主蒸汽电动调节阀4、所述高压旁路蒸汽控制阀5和所述主蒸汽控制阀7；所述主蒸汽电动调节阀4依次与所述蒸汽减压装置29、所述蒸汽不凝结型换热器28汽测连接；所述主蒸汽控制阀7连接所述高压缸6入口，所述高压缸6出口、所述蒸汽不凝结型换热器28汽测出口、所述高压旁路蒸汽控制阀5出口均与所述再热器1入口相连。
所述再热器1出口分为三路，分别连接所述再热蒸汽电动调节阀3、所述再热蒸汽控制阀8和所述低压旁路蒸汽控制阀12；所述再热蒸汽电动调节阀3依次与所述蒸汽凝结型换热器27汽测、所述熔盐预热器26水侧和所述除氧器16相连；所述再热蒸汽控制阀8连接所述中压缸9入口；所述中压缸9出口依次与所述低压缸10、所述凝汽器11、所述凝结水泵13、所述低压加热给水换热器14水侧、所述除氧器16相连；所述低压旁路蒸汽控制阀12与所述凝汽器11相连；所述除氧器16与所述给水泵组15相连，所述给水泵组15出口分为两路分别与所述高压加热给水换热器17水侧入口和所述高温熔盐给水换热器21水侧入口相连；所述高压加热给水换热器17水侧出口和所述高温熔盐给水换热器21水侧出口与所述锅炉过热器2入口相连。
所述低温熔盐储罐24出口连接所述低温熔盐泵25，所述低温熔盐泵25连接所述熔盐预热器26盐侧入口，所述熔盐预热器26盐侧出口分为两路分别连接所述蒸汽凝结型换热器27盐侧入口和蒸汽不凝结型换热器28盐侧入口；所述蒸汽凝结型换热器27盐侧出口和蒸汽不凝结型换热器28盐侧出口连接所述高温熔盐储罐23入口，所述高温熔盐储罐23出口依次连接所述高温熔盐泵22、所述高温熔盐给水换热器21盐侧入口，所述高温熔盐给水换热器21盐侧出口连接所述低温熔盐储罐24入口。
所述汽轮机高压抽汽***20连接所述高压加热给水换热器17汽测入口，所述汽轮机四段抽汽19连接所述除氧器16，所述汽轮机低压抽汽***18连接所述低压加热给水换热器14汽测入口，所述高压加热给水换热器17汽测出口连接所述除氧器16，所述低压加热给水换热器14汽测出口连接所述凝汽器11。
由主蒸汽控制阀7、高压缸6、再热器1、再热蒸汽控制阀8、中压缸9、低压缸10、凝汽器11、凝结水泵13、低压加热给水换热器14、除氧器16、给水泵组15、高压加热给水换热器17、过热器2、汽轮机高压抽汽***20、汽轮机四段抽汽19和汽轮机低压抽汽***18组成的热力***，保留原汽轮发电机组运行方式。
锅炉过热器2产生蒸汽，一路蒸汽按原电厂运行方式依次经过主蒸汽控制阀7、高压缸6、再热器1、再热蒸汽控制阀8、中压缸9、低压缸10、凝汽器11、凝结水泵13、低压加热给水换热器14、除氧器16、给水泵组15、高压加热给水换热器17进入锅炉过热器2；另一路蒸汽依次经过主蒸汽电动调节阀4、蒸汽减压装置29、蒸汽不凝结型换热器28、再热器1、再热蒸汽电动调节阀3、蒸汽凝结型换热器27、熔盐预热器26进入除氧器16；低温熔盐储罐24内的低温熔盐依次经过低温熔盐泵25、熔盐预热器26、蒸汽凝结型换热器27、蒸汽不凝结型换热器28进入高温熔盐储罐23；上述过程为机组降负荷调峰储热过程。
锅炉过热器2产生的全部蒸汽依次经过主蒸汽控制阀7、高压缸6、再热器1、再热蒸汽控制阀8、中压缸9、低压缸10、凝汽器11、凝结水泵13、低压加热给水换热器14、除氧器16、给水泵组15；给水泵组15出口给水由高压加热给水换热器17切换为高温熔盐给水换热器21进入锅炉过热器2；汽轮机高压抽汽***20与高压加热给水换热器17连接断开；高压加热给水换热器17与除氧器16连接断开；高温熔盐储罐23内的高温熔盐依次经过高温熔盐泵22、高温熔盐给水换热器21进入低温熔盐储罐24；上述过程为机组升负荷调峰释热过程。
一种火电厂深度调峰***，其中，包括如下：
汽轮发电机组响应电网负荷深度下调时，保证锅炉最佳运行效率，一路蒸汽进入原汽轮机***做功，满足电网负荷响应；锅炉过热器2产生多余蒸汽依次在蒸汽不凝结型换热器28、蒸汽凝结型换热器27、熔盐预热器26内低温熔盐与蒸汽进行换热，完成热量储存；
汽轮发电机组响应电网负荷快速上调时，锅炉过热器2产生的蒸汽全部进入汽轮机做功；高压加热给水换热器17运行方式改为高温熔盐给水换热器21运行，切断汽轮机高压抽汽***20运行，提高机组快速响应能力；高温熔盐与高压给水在高温熔盐给水换热器21内进行换热，完成热量释放；
一种火电厂深度调峰***，其中，所述蒸汽不凝结型换热器28汽侧出口温度和压力分别与所述汽轮机高压缸6排汽口温度和压力相同。
所述的一种火电厂深度调峰***，其中，所述高温熔盐使用四元混合无机盐，熔点为100℃，熔融态使用温度范围为150℃-625℃。
与现有调峰技术相比，本发明一种火电厂深度调峰***有如下技术优点：
(1)利用熔盐储热技术，将锅炉运行效率维持在最佳，提高了大型燃煤机组运行的经济性；
(2)采用蒸汽不凝结型换热器，使熔盐和蒸汽进行换热，蒸汽回至再热器，避免了抽汽量增加引起的锅炉尾部受热面超温现象，未改变锅炉原有热负荷，保证了锅炉运行的安全性；
(3)储热***的利用，降低了发电机组负荷，可使可再生能源进网量增加，增加了电网可调节性。
附图说明
图1为本发明所提供的一种火电厂深度调峰***的流程图意图；
图2为本发明的机组降负荷调峰储热过程的流程图；
图3为本发明的机组升负荷调峰释热过程的流程图。
1：再热器 2：过热器 3：再热蒸汽电动调节阀
4：主蒸汽电动调节阀 5：高压旁路蒸汽控制阀 6：高压缸
7：主蒸汽控制阀 8：再热蒸汽控制阀 9：中压缸
10：低压缸 11：凝汽器 12：低压旁路蒸汽控制阀
13：凝结水泵 14：低压加热给水换热器 15：给水泵组
16：除氧器 17：高压加热给水换热器 18：汽轮机低压抽汽***
19：四段抽汽 20：汽轮机高压抽汽*** 21：高温熔盐给水换热器
22：高温熔盐泵 23：高温熔盐储罐 24：低温熔盐储罐
25：低温熔盐泵 26：熔盐预热器 27：蒸汽凝结型换热器
28：蒸汽不凝结型换热器 29：蒸汽减压装置
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
请参阅图1、图2和图3，本发明的一种火电厂深度调峰***的较佳的实施方式，具体部件连接，见图1，机组降负荷调峰储热过程，工作示意图见图2，机组升负荷调峰释热过程，工作示意图见图3。
如上所述的一种火电厂深度调峰***，其较佳的实施例中，机组降负荷调峰储热过程：
如图2所示，汽轮发电机组响应电网负荷深度下调时，锅炉过热器2产生的蒸汽，一路蒸汽按原电厂运行方式依次经过主蒸汽控制阀7、高压缸6、再热器1、再热蒸汽控制阀8、中压缸9、低压缸10、凝汽器11、凝结水泵13、低压加热给水换热器14、除氧器16、给水泵组15、高压加热给水换热器17进入锅炉过热器2；另一路蒸汽依次经过主蒸汽电动调节阀4、蒸汽减压装置29、蒸汽不凝结型换热器28、再热器1、再热蒸汽电动调节阀3、蒸汽凝结型换热器27、熔盐预热器26进入除氧器16；低温熔盐储罐24内的低温熔盐依次经过低温熔盐泵25、熔盐预热器26、蒸汽凝结型换热器27、蒸汽不凝结型换热器28进入高温熔盐储罐23，蒸汽与低温熔盐在蒸汽不凝结型换热器28、蒸汽凝结型换热器27、熔盐预热器26内完成热量交换并储存。
如上所述的一种火电厂深度调峰***，其较佳的实施例中，机组升负荷调峰释热过程：
如图3所示，汽轮发电机组响应电网负荷上调时，锅炉过热器2产生的全部蒸汽依次经过主蒸汽控制阀7、高压缸6、再热器1、再热蒸汽控制阀8、中压缸9、低压缸10、凝汽器11、凝结水泵13、低压加热给水换热器14、除氧器16、给水泵组15；给水泵组15出口给水由高压加热给水换热器17切换为高温熔盐给水换热器21进入锅炉过热器2；汽轮机高压抽汽***20与高压加热给水换热器17连接断开；高压加热给水换热器17与除氧器16连接断开；高温熔盐储罐23内的高温熔盐依次经过高温熔盐泵22、高温熔盐给水换热器21进入低温熔盐储罐24，高温熔盐与高压给水在高温熔盐给水换热器21内进行换热，完成热量释放。
以上所述为本发明结构示意、原理和技术优点。本行业的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种火电厂深度调峰***，其特征在于，包括再热器（1）、锅炉过热器（2）、再热蒸汽电动调节阀（3）、主蒸汽电动调节阀（4）、高压旁路蒸汽控制阀（5）、高压缸（6）、主蒸汽控制阀（7）、再热蒸汽控制阀（8）、中压缸（9）、低压缸（10）、凝汽器（11）、低压旁路蒸汽控制阀（12）、凝结水泵（13）、低压加热给水换热器（14）、给水泵组（15）、除氧器（16）、高压加热给水换热器（17）、汽轮机低压抽汽***（18）、汽轮机四段抽汽（19）、汽轮机高压抽汽***（20）、高温熔盐给水换热器（21）、高温熔盐泵（22）、高温熔盐储罐（23）、低温熔盐储罐（24）、低温熔盐泵（25）、熔盐预热器（26）、蒸汽凝结型换热器（27）、蒸汽不凝结型换热器（28）和蒸汽减压装置（29）；
所述锅炉过热器（2）出口分为三路，分别连接所述主蒸汽电动调节阀（4）、所述高压旁路蒸汽控制阀（5）和所述主蒸汽控制阀（7）；所述主蒸汽电动调节阀（4）依次与所述蒸汽减压装置（29）、所述蒸汽不凝结型换热器（28）汽测连接；所述主蒸汽控制阀（7）连接所述高压缸（6）入口，所述高压缸（6）出口、所述蒸汽不凝结型换热器（28）汽测出口、所述高压旁路蒸汽控制阀（5）出口均与所述再热器（1）入口相连；
所述再热器（1）出口分为三路，分别连接所述再热蒸汽电动调节阀（3）、所述再热蒸汽控制阀（8）和所述低压旁路蒸汽控制阀（12）；所述再热蒸汽电动调节阀（3）依次与所述蒸汽凝结型换热器（27）汽测、所述熔盐预热器（26）水侧和所述除氧器（16）相连；所述再热蒸汽控制阀（8）连接所述中压缸（9）入口；所述中压缸（9）出口依次与所述低压缸（10）、所述凝汽器（11）、所述凝结水泵（13）、所述低压加热给水换热器（14）水侧、所述除氧器（16）相连；所述低压旁路蒸汽控制阀（12）与所述凝汽器（11）相连；所述除氧器（16）与所述给水泵组（15）相连，所述给水泵组（15）出口分为两路分别与所述高压加热给水换热器（17）水侧入口和所述高温熔盐给水换热器（21）水侧入口相连；所述高压加热给水换热器（17）水侧出口和所述高温熔盐给水换热器（21）水侧出口与所述锅炉过热器（2）入口相连；
所述低温熔盐储罐（24）出口连接所述低温熔盐泵（25），所述低温熔盐泵（25）连接所述熔盐预热器（26）盐侧入口，所述熔盐预热器（26）盐侧出口分为两路分别连接所述蒸汽凝结型换热器（27）盐侧入口和蒸汽不凝结型换热器（28）盐侧入口；所述蒸汽凝结型换热器（27）盐侧出口和蒸汽不凝结型换热器（28）盐侧出口连接所述高温熔盐储罐（23）入口，所述高温熔盐储罐（23）出口依次连接所述高温熔盐泵（22）、所述高温熔盐给水换热器（21）盐侧入口，所述高温熔盐给水换热器（21）盐侧出口连接所述低温熔盐储罐（24）入口；
所述汽轮机高压抽汽***（20）连接所述高压加热给水换热器（17）汽测入口，所述汽轮机四段抽汽（19）连接所述除氧器（16），所述汽轮机低压抽汽***（18）连接所述低压加热给水换热器（14）汽测入口，所述高压加热给水换热器（17）汽测出口连接所述除氧器（16），所述低压加热给水换热器（14）汽测出口连接所述凝汽器（11）；
由主蒸汽控制阀（7）、高压缸（6）、再热器（1）、再热蒸汽控制阀（8）、中压缸（9）、低压缸（10）、凝汽器（11）、凝结水泵（13）、低压加热给水换热器（14）、除氧器（16）、给水泵组（15）、高压加热给水换热器（17）、锅炉过热器（2）、汽轮机高压抽汽***（20）、汽轮机四段抽汽（19）和汽轮机低压抽汽***（18）组成的热力***，保留原汽轮发电机组运行方式。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂深度调峰***，其特征在于，锅炉过热器（2）产生蒸汽，一路蒸汽按原电厂运行方式依次经过主蒸汽控制阀（7）、高压缸（6）、再热器（1）、再热蒸汽控制阀（8）、中压缸（9）、低压缸（10）、凝汽器（11）、凝结水泵（13）、低压加热给水换热器（14）、除氧器（16）、给水泵组（15）、高压加热给水换热器（17）进入锅炉过热器（2）；另一路蒸汽依次经过主蒸汽电动调节阀（4）、蒸汽减压装置（29）、蒸汽不凝结型换热器（28）、再热器（1）、再热蒸汽电动调节阀（3）、蒸汽凝结型换热器（27）、熔盐预热器（26）进入除氧器（16）；低温熔盐储罐（24）内的低温熔盐依次经过低温熔盐泵（25）、熔盐预热器（26）、蒸汽凝结型换热器（27）、蒸汽不凝结型换热器（28）进入高温熔盐储罐（23）；上述过程为机组降负荷调峰储热过程。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂深度调峰***，其特征在于，锅炉过热器（2）产生的全部蒸汽依次经过主蒸汽控制阀（7）、高压缸（6）、再热器（1）、再热蒸汽控制阀（8）、中压缸（9）、低压缸（10）、凝汽器（11）、凝结水泵（13）、低压加热给水换热器（14）、除氧器（16）、给水泵组（15）；给水泵组（15）出口给水由高压加热给水换热器（17）切换为高温熔盐给水换热器（21）进入锅炉过热器（2）；汽轮机高压抽汽***（20）与高压加热给水换热器（17）连接断开；高压加热给水换热器（17）与除氧器（16）连接断开；高温熔盐储罐（23）内的高温熔盐依次经过高温熔盐泵（22）、高温熔盐给水换热器（21）进入低温熔盐储罐（24）；上述过程为机组升负荷调峰释热过程。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂深度调峰***，其特征在于，汽轮发电机组响应电网负荷深度下调时，保证锅炉最佳运行效率，一路蒸汽进入原汽轮机***做功，满足电网负荷响应；锅炉过热器（2）产生多余蒸汽依次在蒸汽不凝结型换热器（28）、蒸汽凝结型换热器（27）、熔盐预热器（26）内低温熔盐与蒸汽进行换热，完成热量储存。
5.根据权利要求1所述的一种火电厂深度调峰***，其特征在于，汽轮发电机组响应电网负荷快速上调时，锅炉过热器（2）产生的蒸汽全部进入汽轮机做功；高压加热给水换热器（17）运行方式改为高温熔盐给水换热器（21）运行，切断汽轮机高压抽汽***（20）运行，提高机组快速响应能力；高温熔盐与高压给水在高温熔盐给水换热器（21）内进行换热，完成热量释放。
6.根据权利要求1所述的一种火电厂深度调峰***，其特征在于，所述蒸汽不凝结型换热器（28）汽侧出口温度和压力分别与所述高压缸（6）排汽口温度和压力相同。
7.根据权利要求5所述的一种火电厂深度调峰***，其特征在于，所述高温熔盐使用四元混合无机盐，熔点为100℃，熔融态使用温度范围为150℃-625℃。
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