CN112983565A - 一种基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，锅炉的蒸汽出口与汽轮机的高参数抽汽口通过管道并管后与储热换热器的放热侧入口相连通，储热换热器的放热侧出口与锅炉的入口及汽轮机的低参数蒸汽入口相连通；低温储罐的出口与储热换热器的吸热侧入口相连通，储热换热器的吸热侧出口高温储罐的入口相连通，高温储罐的出口与放热换热器的放热侧入口相连通，放热换热器的放热侧出口与低温储罐的入口相连通；吸热工质输入管道与放热换热器的吸热侧入口相连通，放热换热器的吸热侧出口与吸热工质输出管道相连通，该***能够大幅提高火电机组的调频调峰能力。

Description

一种基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***
技术领域
本发明属于火力发电技术调频调峰领域，涉及一种基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***。
背景技术
近年来，我国风电、光伏、水电等新能源电力装机容量持续快速增长，新能源在为我们提供大量清洁电力同时，也给电网的安全运行和电力供应保障带来了巨大挑战。
受常规火电机组低负荷稳定燃烧、干湿态转换等问题和供热机组“以热定电”运行方式等因素影响，调频仅依靠汽轮机高压调门节流，经济性差，调频手段单一，国内火电机组调频调峰能力不足，与国外机组存在较大差距，2016年7月4 日，国家能源局综合司下达了《火电灵活性改造试点项目的通知》要求，提升我国火电运行灵活性，提高新能源消纳能力。
在此背景下，大幅提高火电机组的调频调峰能力迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，该***能够大幅提高火电机组的调频调峰能力。
为达到上述目的，本发明所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***包括锅炉、汽轮机、储热换热器、低温储罐、高温储罐、放热换热器、低温储罐、吸热工质输入管道及吸热工质输出管道；
锅炉的蒸汽出口与汽轮机的高参数抽汽口通过管道并管后与储热换热器的放热侧入口相连通，储热换热器的放热侧出口与锅炉的入口及汽轮机的低参数蒸汽入口相连通；
低温储罐的出口与储热换热器的吸热侧入口相连通，储热换热器的吸热侧出口高温储罐的入口相连通，高温储罐的出口与放热换热器的放热侧入口相连通，放热换热器的放热侧出口与低温储罐的入口相连通；
吸热工质输入管道与放热换热器的吸热侧入口相连通，放热换热器的吸热侧出口与吸热工质输出管道相连通。
锅炉的蒸汽出口与汽轮机的高参数抽汽口通过管道并管后经抽汽控制阀与储热换热器的放热侧入口相连通。
储热换热器的放热侧出口经回汽控制阀与锅炉的入口及汽轮机的低参数蒸汽入口相连通。
低温储罐的出口经低温介质泵与储热换热器的吸热侧入口相连通。
高温储罐的出口经高温介质泵与放热换热器的放热侧入口相连通。
吸热工质输入管道经升压泵与放热换热器的吸热侧入口相连通。
放热换热器的吸热侧出口经供热控制阀与吸热工质输出管道相连通。
当电网发出升负荷的调频指令时，则减小抽汽控制阀的开度，以减少从锅炉或者汽轮机的抽汽，从而短时间内增加汽轮机的出力，提高发电机的电功率。
当电网发出降负荷的调频指令时，通过增加抽汽控制阀的开度，以增加从锅炉或者汽轮机的抽汽，从而在短时间内减少汽轮机的出力，降低发电机的电功率。
当电网发出深度调峰需求时，则在保证锅炉和汽轮机安全运行基础上，最大限度的增加抽汽控制阀的开度，大幅增加从锅炉或者汽轮机的抽汽，从而在锅炉最低稳燃负荷的基础上，降低发电机的出力；
当电网发出较高电负荷需求时，先将抽汽控制阀的开度调节至最小，最大限度的减少从锅炉或者汽轮机的抽汽；来自汽轮机热力***的水进入放热换热器中吸热，然后排出后供热，高温储罐中的热介质通过高温介质泵进入放热换热器中释放热量，然后进入到低温储罐，减少锅炉或者汽轮机供热量，提高机组发电机的出力，响应电网的高负荷需求。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***在具体操作时，通过调节进入到储热换热器中蒸汽的量，以加热低温储罐中的低温介质，通过高温储罐中的高温介质利用放热换热器加热来自汽轮机热力***的水，以大幅提高火电机组的调频调峰能力，同时有效提高供热的安全可靠性，顺应目前火电机组灵活性改造的大趋势。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为锅炉、2为汽轮机、3为抽汽控制阀、4为储热换热器、5 为回汽控制阀、6为低温储罐、7为低温介质泵、8为高温储罐、9为高温介质泵、10为放热换热器、11为升压泵、12为供热控制阀、13为发电机、14为电网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***包括锅炉1、汽轮机2、储热换热器4、低温储罐7、高温储罐8、放热换热器10、低温储罐6、吸热工质输入管道及吸热工质输出管道；锅炉1的蒸汽出口与汽轮机2的高参数抽汽口通过管道并管后与储热换热器4的放热侧入口相连通，储热换热器4的放热侧出口与锅炉1的入口及汽轮机2的低参数蒸汽入口相连通；低温储罐7的出口与储热换热器 4的吸热侧入口相连通，储热换热器4的吸热侧出口高温储罐8的入口相连通，高温储罐8的出口与放热换热器10的放热侧入口相连通，放热换热器10的放热侧出口与低温储罐6的入口相连通；吸热工质输入管道与放热换热器10的吸热侧入口相连通，放热换热器10的吸热侧出口与吸热工质输出管道相连通。
锅炉1的蒸汽出口与汽轮机2的高参数抽汽口通过管道并管后经抽汽控制阀3与储热换热器4的放热侧入口相连通；储热换热器4的放热侧出口经回汽控制阀5与锅炉1的入口及汽轮机2的低参数蒸汽入口相连通。
低温储罐6的出口经低温介质泵7与储热换热器4的吸热侧入口相连通；高温储罐8的出口经高温介质泵9与放热换热器10的放热侧入口相连通。
吸热工质输入管道经升压泵11与放热换热器10的吸热侧入口相连通；放热换热器10的吸热侧出口经供热控制阀12与吸热工质输出管道相连通。
本发明的具体工作过程为：
机组正常运行过程中，持续性从锅炉1或者汽轮机2的高参数蒸汽部分抽取一部分蒸汽经过抽汽控制阀3进入储热换热器4中进行放热，然后经回汽控制阀5进入锅炉1或者汽轮机2的低参数段中。
根据抽汽量的大小，通过低温介质泵7从低温储罐6中抽取低温介质并送入储热换热器4中吸热，然后进入高温储罐8中，以及时吸收抽汽的热量，同时将热量储存于高温储罐8中。
根据供热需求，或者机组响应电网14的调峰需求；从汽轮机2的热力***抽取部分凝结水经过升压泵11进入放热换热器10中吸热，以达到供热参数，然后经供热控制阀12返回，在此过程中可以有效利用储热罐的热量，维持***平衡。
高温储罐8中的热介质通过高温介质泵9进入放热换热器10中释放热量，然后返回低温储罐6。
持续存在的抽汽可以作为调整抽汽，当电网14发出升负荷的调频指令时，则通过减小抽汽控制阀3的开度，以减少从锅炉1或者汽轮机2 的抽汽，从而短时间内增加汽轮机2的出力，提高发电机13的电功率，达到升负荷调频的目的。
当电网14发出降负荷的调频指令时，通过增加抽汽控制阀3的开度以增加从锅炉1或者汽轮机2的抽汽，从而在短时间内减少汽轮机2的出力，降低发电机13的电功率，达到降负荷调频的目的。
当电网14发出深度调峰需求时，则在保证锅炉1和汽轮机2安全运行基础上，最大限度的增加抽汽控制阀3的开度，大幅增加从锅炉1或者汽轮机2的抽汽，从而在锅炉1最低稳燃负荷的基础上，进一步降低发电机13的出力，达到深度的目的。
当电网14发出较高电负荷需求时，首先将抽汽控制阀3的开度调节至最小，最大限度的减少从锅炉1或者汽轮机2的抽汽；来自汽轮机热力***的水经过升压泵11升压后进入放热换热器10中吸热，然后经供热控制阀12供热，高温储罐8中的热介质通过高温介质泵9进入放热换热器10中释放热量，然后进入到低温储罐6，充分利用储热***供热，减少锅炉1或者汽轮机2供热量，从而进一步提高机组发电机13的出力，充分响应电网14的高负荷需求。
本发明可以实现辅助火电机组显著提高调频调峰能力，同时有效提高供热的安全可靠性，通过合理储存和利用机组能量，提高机组运行的灵活性及经济性，顺应目前火电机组节能、灵活性改造的大趋势。

Claims (10)

1.一种基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，包括锅炉(1)、汽轮机(2)、储热换热器(4)、低温储罐(7)、高温储罐(8)、放热换热器(10)、低温储罐(6)、吸热工质输入管道及吸热工质输出管道；
锅炉(1)的蒸汽出口与汽轮机(2)的高参数抽汽口通过管道并管后与储热换热器(4)的放热侧入口相连通，储热换热器(4)的放热侧出口与锅炉(1)的入口及汽轮机(2)的低参数蒸汽入口相连通；
低温储罐(7)的出口与储热换热器(4)的吸热侧入口相连通，储热换热器(4)的吸热侧出口高温储罐(8)的入口相连通，高温储罐(8)的出口与放热换热器(10)的放热侧入口相连通，放热换热器(10)的放热侧出口与低温储罐(6)的入口相连通；
吸热工质输入管道与放热换热器(10)的吸热侧入口相连通，放热换热器(10)的吸热侧出口与吸热工质输出管道相连通。
2.根据权利要求1所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，锅炉(1)的蒸汽出口与汽轮机(2)的高参数抽汽口通过管道并管后经抽汽控制阀(3)与储热换热器(4)的放热侧入口相连通。
3.根据权利要求1所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，储热换热器(4)的放热侧出口经回汽控制阀(5)与锅炉(1)的入口及汽轮机(2)的低参数蒸汽入口相连通。
4.根据权利要求1所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，低温储罐(6)的出口经低温介质泵(7)与储热换热器(4)的吸热侧入口相连通。
5.根据权利要求1所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，高温储罐(8)的出口经高温介质泵(9)与放热换热器(10)的放热侧入口相连通。
6.根据权利要求1所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，吸热工质输入管道经升压泵(11)与放热换热器(10)的吸热侧入口相连通。
7.根据权利要求1所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，放热换热器(10)的吸热侧出口经供热控制阀(12)与吸热工质输出管道相连通。
8.根据权利要求2所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，当电网(14)发出升负荷的调频指令时，则减小抽汽控制阀(3)的开度，以减少从锅炉(1)或者汽轮机(2)的抽汽，从而短时间内增加汽轮机(2)的出力，提高发电机(13)的电功率。
9.根据权利要求2所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，当电网(14)发出降负荷的调频指令时，通过增加抽汽控制阀(3)的开度，以增加从锅炉(1)或者汽轮机(2)的抽汽，从而在短时间内减少汽轮机(2)的出力，降低发电机(13)的电功率。
10.根据权利要求2所述的基于储热的火电机组抽汽辅助调频调峰***，其特征在于，当电网(14)发出深度调峰需求时，则在保证锅炉(1)和汽轮机(2)安全运行基础上，最大限度的增加抽汽控制阀(3)的开度，大幅增加从锅炉(1)或者汽轮机(2)的抽汽，从而在锅炉(1)最低稳燃负荷的基础上，降低发电机(13)的出力；
当电网(14)发出较高电负荷需求时，先将抽汽控制阀(3)的开度调节至最小，最大限度的减少从锅炉(1)或者汽轮机(2)的抽汽；来自汽轮机热力***的水进入放热换热器(10)中吸热，然后排出后供热，高温储罐(8)中的热介质进入放热换热器(10)中释放热量，然后进入到低温储罐(6)，减少锅炉(1)或者汽轮机(2)供热量，提高机组发电机(13)的出力，响应电网(14)的高负荷需求。
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