CN114777183A - 一种光热互补辅助供热机组深度调峰*** - Google Patents

一种光热互补辅助供热机组深度调峰*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了供热机组技术领域的一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，采用如下的技术方案：包括中压缸、低压缸和空冷岛，包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、汽水板式换热器、第四阀门、第一循环泵、低温斜温层储水罐、第二循环泵、熔盐与水换热器、第五阀门、塔式太阳能集热塔、第六阀门、高温熔盐循环泵、第七阀门、高温熔盐储热设备、第三循环泵、第八阀门、除盐水箱、尖峰换热器、第九阀门、第十阀门、第四循环泵、高背压凝汽器和第十一阀门，采用光热储能辅助供热机组深度调峰，利用光热建立高温熔盐储热和低温斜温层储水罐，实现光热辅助供热机组参与深度调峰，增加其灵活性，减少碳排放。

Description

一种光热互补辅助供热机组深度调峰***
技术领域
本申请涉及供热机组的技术领域，尤其是涉及一种光热互补辅助供热机组深度调峰***。
背景技术
可再生能源装机量逐年上升，使能源结构中的火力发电比例逐步降低。可再生能源大部分都具有较强的随机性、间歇性、不可控性和反调峰性，因此需要火力发电作为基础负荷参与调峰，保证电网安全。但随着火电给新能源让路的政策进一步实施，导致目前现有火电机组负荷波动较大，并且深度调峰的需求越来越迫切。目前我国“三北”地区主要电源为煤电，其中供热机组装机占50％以上，供热机组在保证机组供热的情况下，机组负荷需要维持在较高的水平，无法继续降低负荷，严重限制了电源的灵活性。
现有供热机组汽轮机进行高背压技术改造后，虽然机组供热的经济性得到了改善，但机组的调峰性能与改造前有了较大程度的降低，这给高背压机组参与网内调峰造成了困难。随着电网调峰辅助服务市场的开展，如何对高背压机组的运行方式进行优化来适当提高其调峰性能，是摆在电厂面前亟待解决的一大难题，因此迫切需要一种改善高背压供热机组深度调峰能力的运行优化。
供热机组在保证机组供热的情况下，机组负荷需要维持在较高的水平，无法继续降低负荷，严重限制了电源的灵活性，而越来越多的供热机组需要参与电网的深度调峰。供热机组通常采用“以热定电”的方式确定深度调峰范围，即先根据实时的采暖热负荷确定供热输出，再根据供热输出确定机组发电可调空间，进而参与电网的平衡调度。而目前的供热机组一般规定电负荷的上下限，调整范围只能上下限内调整，严重限制供热机组深度调峰。目前的供热机组一般规定电负荷的上下限，调整范围只能上下限内调整，严重限制供热机组深度调峰，影响供热机组的灵活性。
针对上述中的相关技术，本申请提供一种光热互补辅助供热机组深度调峰***。
发明内容
本申请提供一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，针对供热机组无法参与深度调峰，降低了供热机组灵活性，影响其经济性，本专利提出采用光热储能辅助供热机组深度调峰，利用光热建立高温熔盐储热和低温斜温层储水罐，实现光热辅助供热机组参与深度调峰，增加其灵活性，减少碳排放。
本申请提供一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，采用如下的技术方案：包括中压缸、低压缸和空冷岛，包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、汽水板式换热器、第四阀门、第一循环泵、低温斜温层储水罐、第二循环泵、熔盐与水换热器、第五阀门、塔式太阳能集热塔、第六阀门、高温熔盐循环泵、第七阀门、高温熔盐储热设备、第三循环泵、第八阀门、除盐水箱、尖峰换热器、第九阀门、第十阀门、第四循环泵、高背压凝汽器和第十一阀门，所述低压缸的一端分别并联第一阀门第二阀门和第三阀门的一端，所述第一阀门的另一端与空冷岛相连接，
热网水回水经过所述高背压凝汽器与乏汽换热后流向所述尖峰换热器，乏汽冷却成凝结水流回热井，所述低压缸的另一端与所述中压缸的一端相连接，所述中压缸通过第十一阀门将抽汽经过尖峰换热器进一步加热热网水，向热用户供热，
所述第二阀门的另一端连接汽水板式换热器进气端，所述低温斜温层储水罐的另的热水经过第一循环泵和第四阀门与高背压凝汽器换热后流向所述低温斜温层储水罐中，所述低温斜温层储水罐的冷水经过第九阀门和第四循环泵与汽水板式换热器换热后流回至所述低温斜温层储水罐中，被冷却的乏汽冷却成凝结水流回热井，
所述第三阀门的另一端通过高背压凝汽器与所述汽水板式换热器的出水端将凝结水流向热井，所述塔式太阳能集热塔的高温熔盐通过第六阀门和高温熔盐循环泵进入到所述高温熔盐储热设备内将热量储存，中温熔盐通过第七阀门和熔盐与水换热器流回至所述塔式太阳能集热塔内，所述低温斜温层储水罐的冷水通过第二循环泵和第五阀门经过所述熔盐与水换热器后流回所述低温斜温层储水罐内储存，所述除盐水箱的冷水通过第八阀门和第三循环泵经过所述高温熔盐储热设备，被换热后的除盐水通过第十阀门和尖峰换热器流回除盐水箱内。
可选的，所述低温斜温层储水罐的冷水在熔盐与水换热器中与中温熔盐换热将温度提高到80℃。
可选的，所述中压缸抽汽通过第十一阀门在熔盐与水换热器加热热网水，热网水被抽汽加热到115℃。
可选的，所述中压缸抽汽被冷凝成蒸汽疏水流向除氧器。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：
目前的供热机组负荷下限一般为50％，而采用光热储能辅助供热机组深度调峰，利用光热建立高温熔盐储热和低温斜温层储水罐，实现光热辅助供热机组参与深度调峰，可以将供热机组负荷下限下降到30％～40％，可以实现供热机组参与深度调峰，大大增加深度调峰补贴收益，可以增加供热机组的供热灵活性，提高供热机组响应电网的调峰速度，减少供热机组冷端损失，大大提高了供热机组的经济性和供热安全性，保障人民的供热需求，大大减少碳排放。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请***结构示意图。
附图标记说明：1、第一阀门；2、第二阀门；3、第三阀门；4、汽水板式换热器；5、第四阀门；6、第一循环泵；7、低温斜温层储水罐；8、第二循环泵；9、熔盐与水换热器；10、第五阀门；11、塔式太阳能集热塔；12、第六阀门；13、高温熔盐循环泵；14、第七阀门；15、高温熔盐储热设备； 16、第三循环泵；17、第八阀门；18、除盐水箱；19、尖峰换热器；20、第九阀门；21、第十阀门；22、第四循环泵；23、高背压凝汽器；24、第十一阀门；25、中压缸；26、低压缸；27、空冷岛。
具体实施方式
以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。
参照图1，本申请公开一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，包括中压缸25、低压缸26和空冷岛27，包括第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、汽水板式换热器4、第四阀门5、第一循环泵6、低温斜温层储水罐7、第二循环泵8、熔盐与水换热器9、第五阀门10、塔式太阳能集热塔11、第六阀门12、高温熔盐循环泵13、第七阀门14、高温熔盐储热设备15、第三循环泵16、第八阀门17、除盐水箱18、尖峰换热器19、第九阀门20、第十阀门 21、第四循环泵22、高背压凝汽器23和第十一阀门24，低压缸26的一端分别并联第一阀门1第二阀门2和第三阀门3的一端，第一阀门1的另一端与空冷岛27相连接，
热网水回水经过高背压凝汽器23与乏汽换热后流向尖峰换热器19，乏汽冷却成凝结水流回热井，低压缸26的另一端与中压缸25的一端相连接，中压缸25通过第十一阀门24将抽汽经过尖峰换热器19进一步加热热网水，向热用户供热，
第二阀门2的另一端连接汽水板式换热器4进气端，低温斜温层储水罐7 的另的热水经过第一循环泵6和第四阀门5与高背压凝汽器23换热后流向低温斜温层储水罐7中，低温斜温层储水罐7的冷水经过第九阀门20和第四循环泵22与汽水板式换热器4换热后流回至低温斜温层储水罐7中，被冷却的乏汽冷却成凝结水流回热井，
第三阀门3的另一端通过高背压凝汽器23与汽水板式换热器4的出水端将凝结水流向热井，塔式太阳能集热塔11的高温熔盐通过第六阀门12和高温熔盐循环泵13进入到高温熔盐储热设备15内将热量储存，中温熔盐通过第七阀门14和熔盐与水换热器9流回至塔式太阳能集热塔11内，低温斜温层储水罐7的冷水通过第二循环泵8和第五阀门10经过熔盐与水换热器9后流回低温斜温层储水罐7内储存，除盐水箱18的冷水通过第八阀门17和第三循环泵16经过高温熔盐储热设备15，被换热后的除盐水通过第十阀门21 和尖峰换热器19流回除盐水箱18内。
本申请的一种光热互补辅助供热机组深度调峰***的实施工作原理为：
主要设备有中压缸25、低压缸26和空冷岛27，塔式太阳能集热塔11中高温熔盐经过第六阀门12和高温熔盐循环泵13，进入高温熔盐储热设备15 将热量储存，中温熔盐经过第七阀门14和熔盐与水换热器9，同时低温斜温层储水罐中的冷水通过第二循环泵8和第五阀门10，在熔盐与水换热器9中与中温熔盐换热将温度提高到80℃左右，然后流向低温斜温层储水罐7中储存，中温熔盐经过换热后变成低温熔盐流向塔式太阳能集热塔11。
在供热机组未进行深度调峰的情况下，汽轮机低压缸高背压运行，关闭第一阀门1和第二阀门2，打开第三阀门3和第十一阀门24，热网水回水经过高背压凝汽器23与乏汽换热，被加热后流向尖峰加热器19，乏汽冷却成凝结水流回热井，中压缸25抽汽通过第十一阀门24在尖峰加热器19进一步加热热网水，热网水被抽汽加热到115℃左右，向热用户供热，中压缸25抽汽被冷凝成蒸汽疏水流向除氧器；同时当供热量比较少，乏汽比较多时，高背压凝汽器23不能完全冷凝乏汽，为了减少冷端冷损失，打开第二阀门2，多余的乏汽流向汽水板式换热器4，同时打开第九阀门20，低温斜温层储水罐7 中冷水经过第九阀门20和第四循环泵22，在汽水板式换热器4中与乏汽换热，被加热后流向低温斜温层储水罐7储存，被冷却的乏汽变成凝结水流向热井。
在供热机组需要参与深度调峰的情况下，汽轮机低压缸26高背压运行，关闭中压缸25抽汽以及第十一阀门24，此时低压缸25乏汽比较少，无法满足供热需求，为了减少冷端损失，乏汽余热全部利用，关闭第一阀门1和第二阀门2，乏汽经过第三阀门3流向高背压凝汽器23加热热网回水，不足的部分由低温斜温层储水罐7中热量补充，打开第四阀门5，低温斜温层储水罐 7中热水经过第一循环泵6和第四阀门5，流向高背压凝汽器23加热热网水，之后变成冷水流回低温斜温层储水罐7中；同时热网水经过高背压凝汽器23 后流向尖峰加热器19，由于供热机组参与深度调峰，关闭中压缸25抽汽和第十一阀门24，此时需要的热量由高温熔盐储热设备15中热量补充，打开第八阀门17和第十阀门21，启动第三循环泵16，将除盐水箱18中冷水抽出，经过第八阀门17和第三循环泵16，流向高温熔盐储热设备15，被加热后的除盐水经过第十阀门21流向尖峰加热器19，加热热网水，之后除盐水流回除盐水箱18，热网水被加热到115℃左右供向热用户。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，包括中压缸(25)、低压缸(26)和空冷岛(27)，其特征在于：包括第一阀门(1)、第二阀门(2)、第三阀门(3)、汽水板式换热器(4)、第四阀门(5)、第一循环泵(6)、低温斜温层储水罐(7)、第二循环泵(8)、熔盐与水换热器(9)、第五阀门(10)、塔式太阳能集热塔(11)、第六阀门(12)、高温熔盐循环泵(13)、第七阀门(14)、高温熔盐储热设备(15)、第三循环泵(16)、第八阀门(17)、除盐水箱(18)、尖峰换热器(19)、第九阀门(20)、第十阀门(21)、第四循环泵(22)、高背压凝汽器(23)和第十一阀门(24)，所述低压缸(26)的一端分别并联第一阀门(1)第二阀门(2)和第三阀门(3)的一端，所述第一阀门(1)的另一端与空冷岛(27)相连接，
热网水回水经过所述高背压凝汽器(23)与乏汽换热后流向所述尖峰换热器(19)，乏汽冷却成凝结水流回热井，所述低压缸(26)的另一端与所述中压缸(25)的一端相连接，所述中压缸(25)通过第十一阀门(24)将抽汽经过尖峰换热器(19)进一步加热热网水，向热用户供热，
所述第二阀门(2)的另一端连接汽水板式换热器(4)进气端，所述低温斜温层储水罐(7)的另的热水经过第一循环泵(6)和第四阀门(5)与高背压凝汽器(23)换热后流向所述低温斜温层储水罐(7)中，所述低温斜温层储水罐(7)的冷水经过第九阀门(20)和第四循环泵(22)与汽水板式换热器(4)换热后流回至所述低温斜温层储水罐(7)中，被冷却的乏汽冷却成凝结水流回热井，
所述第三阀门(3)的另一端通过高背压凝汽器(23)与所述汽水板式换热器(4)的出水端将凝结水流向热井，所述塔式太阳能集热塔(11)的高温熔盐通过第六阀门(12)和高温熔盐循环泵(13)进入到所述高温熔盐储热设备(15)内将热量储存，中温熔盐通过第七阀门(14)和熔盐与水换热器(9)流回至所述塔式太阳能集热塔(11)内，所述低温斜温层储水罐(7)的冷水通过第二循环泵(8)和第五阀门(10)经过所述熔盐与水换热器(9)后流回所述低温斜温层储水罐(7)内储存，所述除盐水箱(18)的冷水通过第八阀门(17)和第三循环泵(16)经过所述高温熔盐储热设备(15)，被换热后的除盐水通过第十阀门(21)和尖峰换热器(19)流回除盐水箱(18)内。
2.根据权利要求1所述的一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，其特征在于：所述低温斜温层储水罐(7)的冷水在熔盐与水换热器(9)中与中温熔盐换热将温度提高到80℃。
3.根据权利要求1所述的一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，其特征在于：所述中压缸(25)抽汽通过第十一阀门(24)在熔盐与水换热器(9)加热热网水，热网水被抽汽加热到115℃。
4.根据权利要求1所述的一种光热互补辅助供热机组深度调峰***，其特征在于：所述中压缸(25)抽汽被冷凝成蒸汽疏水流向除氧器。
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