CN111608753A - 热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置调峰*** - Google Patents

热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置调峰*** Download PDF

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姜立兵
李安平
陈雷
付启桐
高玉章
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Abstract

热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置调峰***，该***包括高低旁路抽汽供热装置和固体电蓄热装置；高低旁路抽汽供热装置：锅炉内的过热器的蒸汽管路分两路，一路经由高压缸调节阀进入高压缸，另一路经由高压旁路调节阀到达再热器，高压缸连接中压缸和再热器，再热器的蒸汽管路分为两路，一路经由中压缸调节阀进入中压缸，另一路进入减温减压器后接入供暖管道，再经由供暖管道到达换热首站，之后接入凝汽器，凝汽器连接过热器；本发明实现在不调整锅炉燃烧，保证机组安全稳定运行的条件下，最低电负荷可以达到额定负荷的10%以下，同时增加了热负荷，改造和运行成本低，具有良好的经济性。

Description

热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置调峰***
技术领域：
本发明属于电力***领域，尤其涉及一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***。
背景技术：
随着我国新能源产业的迅速发展，电网对火电机组灵活性的需求逐步增加，冬季大负荷供热期间提高调峰能力成为目前供热机组亟待解决的问题。
目前，国内的热电联产机组在冬季运行时必须以热定电，即最低上网电负荷取决于热负荷的多少，虽然可以调节，但是调节范围非常有限。
北方地区热电机组的调峰深度只有20％左右，因此，通过各种方式提升机组调峰能力，更好地服务于电网对新能源的接入，对供热电力企业有着重要意义。
目前，供热机组实现调峰的手段包括锅炉再热器出入口抽汽方案、机组高压旁路投入锅炉抽汽方案、低压缸零出力改造方案等。但这些方案目前还都存在共同的缺点，即机组深度调峰能力依然受到锅炉最低稳燃负荷及脱硝制约，机组在背压运行时受到最低需求供暖负荷的限制，要求热负荷具有一定规模以匹配大容量机组较高排汽量，适应性较低。
发明内容：
发明目的：
本发明得目的是为了弥补背景技术中所述的现有技术的不足和技术难题，提供了一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***和运行方法，在不影响机组安全稳定运行的情况下，实现冬季供暖期间热电机组的深度调峰。
技术方案：
热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***，其特征在于：该***包括高低旁路抽汽供热装置和固体电蓄热装置(21)；
高低旁路抽汽供热装置：锅炉(3)内的过热器(2)的蒸汽管路分两路，一路经由高压缸调节阀(5)进入高压缸(6)，另一路经由高压旁路调节阀(1)到达再热器(4)，高压缸(6)连接中压缸(7)和(经过高压缸排汽逆止阀(8)连接)再热器(4)，再热器(4)的蒸汽管路分为两路，一路经由中压缸调节阀(9)进入中压缸(7)，另一路进入减温减压器(16)后接入供暖管道(25)，再经由供暖管道到达换热首站(22)，之后接入凝汽器(17)，凝汽器(17)连接过热器(2)；
汽轮发电机(19)发出的电能经由发电机出线电缆(15)到达(连接)高压厂用变压器(14),高压厂用变压器(14)经由固体电蓄热进线电缆(20)对固体电蓄热装置(21)进行供电，固体电蓄热装置(21)经由固体电蓄热装置供暖出水管道(23)到达换热首站(22)进行供暖，并经由固体电蓄热装置供暖回水管道(24)进行回水循环。
固体电蓄热装置(21)包括高压室(Q1)、蓄热室(Q2)和蒸汽换热机组(Q3)；
高压室(Q1)内的高压配电柜(28)(通过固体电蓄热装置进线电缆27)与固体电蓄热进线电缆(20)连接；
蓄热室(Q2)包括保温层(30)和设置在保温层(30)内的蓄热体(31)，保温层(30)与蓄热体(31)之间形成风道(蓄热体(31)顶部一般为高温风道)，高压配电柜(28)通过高压电缆(29)连接蓄热体(31)；
蒸汽换热机组(Q3)中的蒸汽换热器(34)的入口与保温层(30)内的高温风道(32)连通，与蒸汽换热器(34)相连的循环风机(36)的低温风道(33)与保温层(30)内的下部连通(保温层(30)的下部一般作为低温风区域)，蒸汽换热器(34)的供暖出水口(35)连通供暖出水管道(23)，蒸汽换热器(34)的回水口连接供暖回水管道(24)。
蒸汽换热机组(Q3)中还包括补水箱(39)和循环水泵(40)；补水箱(39)通过循环水泵(40)连接蒸汽换热器(34)。
一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰方法：
当需调峰时，即增大热负荷，减小电负荷时，主蒸汽在进入汽轮发电机做功前，开启高压旁路调节阀(1)；被旁路的主蒸汽与高压缸排汽混合后，蒸汽进再热器(4)加热，经由再热后的蒸汽一路进入中压缸(7)发电，另一路蒸汽经(减温减压器(16))喷水减温后对外供热，中压缸(7)排汽管道分两路分别进入低压缸(18)和供热管道。
当需深度调峰时，中压缸排汽能够不进入低压缸，而全部排汽经减温减压器(16)减温减压后用作供热。
若如上调峰深度仍然不够，此时可启用固体电蓄热装置，用来消纳电负荷的同时，增大热负荷；所述固体电蓄热装置既能在深度调峰时蓄热的同时供热，也能使用谷时的低价电进行蓄热，白天需要供热时再进行放热。
优点效果：
本发明是通过如下技术方案实现的：提供一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热***深度调峰装置和运行方法。
所述一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热***深度调峰装置包括高压旁路调节阀，过热器，锅炉，再热器，高压缸调节阀，高压缸，中压缸，高压缸排汽逆止阀，中压缸调节阀，中低压缸连通抽汽逆止阀，中低压缸抽汽调节阀，中低压缸连通调节阀，变电站高压电缆，高压厂用变压器，发电机出线电缆，减温减压器，凝汽器，低压缸，汽轮发电机，固体电蓄热装置进线电缆，固体电蓄热装置，换热首站，固体电蓄热装置供暖出水管道，固体电蓄热装置回水管道，用户供暖管道，用户回水管道。
经锅炉中的过热器产生的主蒸汽分为两路，一路经由高压缸调节阀进入中压缸，用作推动汽轮机发电；另一路经由高压旁路调节阀到达再热器增温增压。再热器出来的高压蒸汽经由管道再分两路，一路经由中压缸调节阀进入中压缸，另一路进入减温减压器，经过减温减压的蒸汽进入供暖管道，经由供暖管道到达换热首站。换热后的低温蒸汽进入凝汽器冷却。
汽轮发电机发出的电能经由发电机出线电缆到达高压厂用变压器，通过固体电蓄热进线电缆对固体电蓄热装置进行供电，固体电蓄热装置经由固体电蓄热装置供暖出水管道到达换热首站进行供暖，经由固体电蓄热装置供暖回水管道进行回水循环。
所述固体电蓄热装置，包括高压室、蓄热室、蒸汽换热机组等。
高压电源经由高压电缆进入固体电蓄热装置，从而对固体电蓄热装置进行供电。
高压电源可取厂用电，亦可取自电网，电源电压可根据具体需求而定，灵活性强。
固体电热蓄能装置采用优质氧化镁砖，蓄热温度高，机械结构稳定。
所述热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热深度调峰***的运行方法，按照以下方法操作：
在冬季供暖期，需要增加热负荷，同时降低电负荷。为了保证锅炉的安全稳定运行，锅炉负荷不能在降低的情况下，通过启动高旁回路减少高压缸蒸汽进入量，同时中压缸排汽不在进入低压缸发电而全部用来供热，实现增加热负荷，降低电负荷，达到调峰的目的。
优选的，当需要深度调峰时，为了保证发电机组的安全稳定运行，最低电负荷不能再减少时，投入固体电热蓄能装置来消纳电能进行深度调峰。利用富余的电负荷对蓄热体进行加热蓄热，实现在热负荷不足时补足热负荷。达到深度调峰的目的。
优选的，固体电蓄热装置工作时间可选在谷电时间段，也可运行在供热需求量大时，边蓄热边供热。
本发明的有益效果为：通过一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***，实现在不调整锅炉燃烧，保证机组安全稳定运行的条件下，最低电负荷可以达到额定负荷的10％以下，同时增加了热负荷，改造和运行成本低，具有良好的经济性。
附图说明：
图1为本发明整体***结构图。
图2为本发明固体电蓄热装置部分***结构图。
图1中：1、高压旁路调节阀，2、过热器，3、锅炉，4、再热器，5、高压缸调节阀，6、高压缸，7、中压缸，8、高压缸排汽逆止阀，9、中压缸调节阀，10、中低压缸连通抽汽逆止阀，11、中低压缸抽汽调节阀，12、中低压缸连通调节阀，13、变电站高压电缆，14、高压厂用变压器，15、发电机出线电缆，16、减温减压器，17、凝汽器，18、低压缸，19、汽轮发电机，20、固体电蓄热装置进线电缆，21、固体电蓄热装置，22、换热首站，23、固体电蓄热装置供暖出水管道，24、固体电蓄热装置回水管道，25、用户供暖管道，26、用户回水管道。
图2中：Q1、高压室，Q2、蓄热室，Q3、蒸汽换热机组，27、固体电蓄热装置进线电缆，28、高压配电柜，29、高压电缆，30、保温层，31、蓄热体，32、高温风道，33、低温风道，34、蒸汽换热器，35、供暖出水口，36、循环风机，37、水箱补水口，38、排污口，39、补水箱，40、循环水泵。
具体实施方式：
热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***，其特征在于：该***包括高低旁路抽汽供热装置和固体电蓄热装置(21)；
高低旁路抽汽供热装置：锅炉(3)内的过热器(2)的蒸汽管路分两路，一路经由高压缸调节阀(5)进入高压缸(6)，另一路经由高压旁路调节阀(1)到达再热器(4)，高压缸(6)连接中压缸(7)和(经过高压缸排汽逆止阀(8)连接)再热器(4)，再热器(4)的蒸汽管路分为两路，一路经由中压缸调节阀(9)进入中压缸(7)，另一路进入减温减压器(16)后接入供暖管道(25)，再经由供暖管道到达换热首站(22)，之后接入凝汽器(17)，凝汽器(17)连接过热器(2)；
汽轮发电机(19)发出的电能经由发电机出线电缆(15)到达(连接)高压厂用变压器(14),高压厂用变压器(14)经由固体电蓄热进线电缆(20)对固体电蓄热装置(21)进行供电，固体电蓄热装置(21)经由固体电蓄热装置供暖出水管道(23)到达换热首站(22)进行供暖，并经由固体电蓄热装置供暖回水管道(24)进行回水循环。
固体电蓄热装置(21)包括高压室(Q1)、蓄热室(Q2)和蒸汽换热机组(Q3)；
高压室(Q1)内的高压配电柜(28)(通过固体电蓄热装置进线电缆27)与固体电蓄热进线电缆(20)连接；
蓄热室(Q2)包括保温层(30)和设置在保温层(30)内的蓄热体(31)，保温层(30)与蓄热体(31)之间形成风道(蓄热体(31)顶部一般为高温风道)，高压配电柜(28)通过高压电缆(29)连接蓄热体(31)；
蒸汽换热机组(Q3)中的蒸汽换热器(34)的入口与保温层(30)内的高温风道(32)连通，与蒸汽换热器(34)相连的循环风机(36)的低温风道(33)与保温层(30)内的下部连通(保温层(30)的下部一般作为低温风区域)，蒸汽换热器(34)的供暖出水口(35)连通供暖出水管道(23)，蒸汽换热器(34)的回水口连接供暖回水管道(24)。
蒸汽换热机组(Q3)中还包括补水箱(39)和循环水泵(40)；补水箱(39)通过循环水泵(40)连接蒸汽换热器(34)。
一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰方法，其特征在于：
当需调峰时，即增大热负荷，减小电负荷时，主蒸汽在进入汽轮发电机做功前，开启高压旁路调节阀(1)；被旁路的主蒸汽与高压缸排汽混合后，蒸汽进再热器(4)加热，经由再热后的蒸汽一路进入中压缸(7)发电，另一路蒸汽经(减温减压器(16))喷水减温后对外供热，中压缸(7)排汽管道分两路分别进入低压缸(18)和供热管道。
当需深度调峰时，中压缸排汽能够不进入低压缸，而全部排汽经减温减压器(16)减温减压后用作供热。
若如上调峰深度仍然不够，此时可启用固体电蓄热装置，用来消纳电负荷的同时，增大热负荷；所述固体电蓄热装置既能在深度调峰时蓄热的同时供热，也能使用谷时的低价电进行蓄热，白天需要供热时再进行放热。启用固体电蓄热装置就是汽轮发电机(19)发出的电能经由发电机出线电缆(15)到达(连接)高压厂用变压器(14),高压厂用变压器(14)经由固体电蓄热进线电缆(20)对固体电蓄热装置(21)进行供电，固体电蓄热装置(21)经由固体电蓄热装置供暖出水管道(23)到达换热首站(22)进行供暖，并经由固体电蓄热装置供暖回水管道(24)进行回水循环。
为了进一步了解本发明的内容，下面将结合具体实施例对本发明做更为详细的描述。
实施例：
如图1所示，一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***，包括高低旁路抽汽供热装置和固体电蓄热装置。
如图1所示，高低旁路抽汽供热装置包括1、高压旁路调节阀，2、过热器，3、锅炉，4、再热器，5、高压缸调节阀，6、高压缸，7、中压缸，8、高压缸排汽逆止阀，9、中压缸调节阀，10、中低压缸连通抽汽逆止阀，11、中低压缸抽汽调节阀，12、中低压缸连通调节阀，13、变电站高压电缆，14、高压厂用变压器，15、发电机出线电缆，16、减温减压器，17、凝汽器，18、低压缸，19、汽轮发电机，20、固体电蓄热进线电缆，21、固体电蓄热装置，22、换热首站，23、固体电蓄热装置供暖出水管道，24、固体电蓄热装置回水管道，25、用户供暖管道，26、用户回水管道。
冬季供暖需深度调峰时，可采取如下示例：
经锅炉3中的过热器2产生的主蒸汽分两路出发，一路经由高压缸调节阀5进入高压缸，用作推动汽轮机发电；另一路经由高压旁路调节阀1到达再热器4增温增压。再热器4出来的高压蒸汽经由管道再分两路，一路经由中压缸调节阀9进入中压缸7，另一路进入减温减压器16，经过减温减压的蒸汽进入供暖管道25，经由供暖管道到达换热首站22。换热后的低温蒸汽进入凝汽器17冷却。
汽轮发电机19发出的电能经由发电机出线电缆15到达升压变电站14,高压厂用变压器14经由固体电蓄热进线电缆20对固体电蓄热装置21进行供电，固体电蓄热装置21经由固体电蓄热装置供暖出水管道23到达换热首站22进行供暖，经由固体电蓄热装置供暖回水管道24进行回水循环。
通过上述方式可实现电厂的深度调峰。
当需调峰时，即增大热负荷，减小电负荷时，主蒸汽在进入汽轮机做功前，开启高压旁路调节阀1。被旁路的主蒸汽与高压缸排汽混合后，蒸汽进再热器4加热，经由再热后的蒸汽一路进入中压缸7发电，另一路蒸汽经喷水减温后对外供热，中压缸排汽管道分两路分别进入低压缸7和供热管道。当需深度调峰时，中压缸排汽可不进入低压缸，而全部排汽经减温减压器16减温减压后用作供热。
若如上调峰深度仍然不够，此时可启用固体电蓄热装置，用来消纳电负荷的同时，增大热负荷。所述固体电蓄热装置既可以在深度调峰时蓄热的同时供热，也可以使用谷时的低价电进行蓄热，白天需要供热时再进行放热。

Claims (6)

1.热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***，其特征在于：该***包括高低旁路抽汽供热装置和固体电蓄热装置(21)；
高低旁路抽汽供热装置：锅炉(3)内的过热器(2)的蒸汽管路分两路，一路经由高压缸调节阀(5)进入高压缸(6)，另一路经由高压旁路调节阀(1)到达再热器(4)，高压缸(6)连接再热器(4)，再热器(4)的蒸汽管路分为两路，一路经由中压缸调节阀(9)进入中压缸(7)，另一路进入减温减压器(16)后接入供暖管道(25)，再经由供暖管道到达换热首站(22)，之后接入凝汽器(17)；
汽轮发电机(19)经由发电机出线电缆(15)到达高压厂用变压器(14),高压厂用变压器(14)经由固体电蓄热进线电缆(20)对固体电蓄热装置(21)进行供电，固体电蓄热装置(21)经由固体电蓄热装置供暖出水管道(23)到达换热首站(22)进行供暖，并经由固体电蓄热装置供暖回水管道(24)进行回水循环。
2.根据权利要求1所述的热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***，其特征在于：固体电蓄热装置(21)包括高压室(Q1)、蓄热室(Q2)和蒸汽换热机组(Q3)；
高压室(Q1)内的高压配电柜(28)与固体电蓄热进线电缆(20)连接；
蓄热室(Q2)包括保温层(30)和设置在保温层(30)内的蓄热体(31)，保温层(30)与蓄热体(31)之间形成风道，高压配电柜(28)通过高压电缆(29)连接蓄热体(31)；
蒸汽换热机组(Q3)中的蒸汽换热器(34)的入口与保温层(30)内的高温风道(32)连通，与蒸汽换热器(34)相连的循环风机(36)的低温风道(33)与保温层(30)内的下部连通，蒸汽换热器(34)的供暖出水口(35)连通供暖出水管道(23)，蒸汽换热器(34)的回水口连接供暖回水管道(24)。
3.根据权利要求2所述的热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰***，其特征在于：蒸汽换热机组(Q3)中还包括补水箱(39)和循环水泵(40)；补水箱(39)通过循环水泵(40)连接蒸汽换热器(34)。
4.一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰方法，其特征在于：
当需调峰时，即增大热负荷，减小电负荷时，主蒸汽在进入汽轮发电机做功前，开启高压旁路调节阀(1)；被旁路的主蒸汽与高压缸排汽混合后，蒸汽进再热器(4)加热，经由再热后的蒸汽一路进入中压缸(7)发电，另一路蒸汽经喷水减温后对外供热，中压缸(7)排汽管道分两路分别进入低压缸(18)和供热管道。
5.根据权利要求4所述的一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰方法，其特征在于：当需深度调峰时，中压缸排汽能够不进入低压缸，而全部排汽经减温减压器(16)减温减压后用作供热。
6.根据权利要求5所述的一种热电联产机组高低旁路改造联合固体电蓄热装置深度调峰方法，其特征在于：若如上调峰深度仍然不够，此时启用固体电蓄热装置，用来消纳电负荷的同时，增大热负荷。
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