一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统的制作方法

[0001]
本发明涉及电力设备技术领域，具体地说，涉及一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统。


背景技术：

[0002]
由于我国用电量剧增，原来的电力运行模式已经不再适合，多种新能源在不断补充到发电能源中。而调峰就是通过对发电机组的适时调控(主要是火电机组)使得主电网在合理区间运行，并把能耗控制在一个比较合理的数量之内。为提高疆内新能源消纳能力，特别是缓解调峰困难，国内火电厂的机组利用小时数逐年下降，负荷逐年降低，多数机组在调峰时段已达到机组负荷下限，必须通过改造提高调峰能力。现有技术中，深度调峰的方法主要有机组自身降低负荷、引入旁路调峰和投入锅炉调峰等，其中，投入锅炉调峰具有较高的实用效益。但是单纯的锅炉调峰技术在使用过程中效果有限，无法很好地降低发电机组的上网负荷，消纳清洁能源的能力有效，造成能源浪费。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004]
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统，包括空冷机，所述空冷机的凝结水管出口端设有分流三通阀，所述分流三通阀的其中一个出口端通过加热进水管连通到低压加热器内，所述低压加热器的出水管出口端设有合流三通阀，所述合流三通阀的出口端连接有补水管，所述分流三通阀的另一个出口端通过换热进水管连通到换热器内，所述换热器的换热出水管出口端连通到所述合流三通阀的其中一个进口端内，所述换热器的一侧连接有电热锅炉，所述电热锅炉上设有电热锅炉工控机。
[0005]
作为本技术方案的进一步改进，所述凝结水管靠近所述分流三通阀的一端处并排设有第一流量计和第一温感器。
[0006]
作为本技术方案的进一步改进，所述加热进水管上设有第二流量计，所述加热出水管靠近所述合流三通阀的一端处并排设有第三流量计和第二温感器。
[0007]
作为本技术方案的进一步改进，所述补水管靠近所述合流三通阀的一端处并排设有第四流量计和第三温感器。
[0008]
作为本技术方案的进一步改进，所述换热进水管上设有第五流量计，所述换热出水管靠近所述合流三通阀的一端处并排设有第六流量计和第四温感器。
[0009]
本发明的目的之二在于，提供一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的控制系统，包括状态感知单元、运算解析单元和智能调控单元，所述状态感知单元、所述运算解析单元与所述智能调控单元依次通过数字信号通信连接，所述状态感知单元用
于收集并上传状态数据及对运作现场进行远程监控；所述运算解析单元用于根据采集的数据计算解析调峰值、上传计算结果及将展示调峰效果；所述智能调控单元用于根据计算结果对调峰的运行过程进行调控及安全管理。
[0010]
作为本技术方案的进一步改进，所述状态感知单元包括数据采集模块、数据传输模块和远程监控模块；所述数据采集模块的信号输出端与所述数据传输模块的信号输入端连接，所述数据采集模块与所述远程监控模块并列运行；所述数据采集模块用于通过各现场传感器实时采集状态数据；所述数据传输模块用于通过以太网通讯技术将采集的数据传输到系统运算层面；所述远程监控模块用于通过设置的各远程监控摄像头对现场进行监控。
[0011]
作为本技术方案的进一步改进，所述运算解析单元包括数据计算模块、结果反馈模块和效果展示模块；所述数据计算模块的信号输出端同时与所述结果反馈模块、所述效果展示模块的信号输入端连接；所述运算解析单元用于根据采集的数据计算调峰过程中的各调节变化需求量及调峰效果；所述结果反馈模块用于将调峰变化值传输到控制层面以便及时作出调节；所述效果展示模块用于将计算出的调峰效果展示给用户。
[0012]
作为本技术方案的进一步改进，所述数据计算模块中判断调峰效果的计算公式为：
[0013][0014]
其中，p为发电机组调峰前的最大电负荷量，p1为电热锅炉的总电功率，p2为空冷机的总电功率，p3为低压加热器的总电功率，p4为高压加热器的总电功率。
[0015]
作为本技术方案的进一步改进，所述智能调控单元包括集中控制模块、分布自治模块和故障管理模块；所述集中控制模块、所述分布自治模块与所述故障管理模块并列运行；所述集中控制模块用于对整个调峰系统进行集中统一的管理调控；所述分布自治模块用于分别对调峰系统中的各设备单独进行调控；所述故障管理模块用于实时监测系统中各设备的正常运行状态并按设定程序对突发状况进行线上排障处理。
[0016]
与现有技术相比，本发明的有益效果：该采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统中，通过在空冷凝结水系统设置由电热锅炉与换热器组成的加热旁路，在调峰时段可以代替部分或全部的低压加热器的工作，可以实现锅炉负荷处于最低稳燃负荷状态，在发电机组自身无法进一步降低负荷参与深度调峰时可以进一步降低发电系统的负荷，提高调峰的效果，降低发电机组的上网负荷，促进清洁能源消纳，减少蒸汽用量，并降低电厂煤耗总量，减少能源浪费。
附图说明
[0017]
图1为本发明的整体架构图；
[0018]
图2为本发明的局部结构示意图；
[0019]
图3为本发明中控制系统的局部架构图；
[0020]
图4为本发明中控制装置的结构示意图；
[0021]
图5为本发明中控制装置的局部结构示意图之一；
[0022]
图6为本发明中控制装置的局部结构示意图之二；
[0023]
图7为本发明中控制装置的局部结构示意图之三；
[0024]
图8为本发明中控制装置的局部结构示意图之四。
[0025]
图中各个标号意义为：
[0026]
1、空冷机；11、凝结水管；111、第一流量计；112、第一温感器；12、分流三通阀；
[0027]
2、低压加热器；21、加热进水管；211、第二流量计；22、加热出水管；221、第三流量计；222、第二温感器；23、合流三通阀；24、补水管；241、第四流量计；242、第三温感器；
[0028]
3、换热器；31、换热进水管；311、第五流量计；32、换热出水管；321、第六流量计；322、第四温感器；
[0029]
4、电热锅炉；41、电热锅炉工控机；
[0030]
500、状态感知单元；501、数据采集模块；502、数据传输模块；503、远程监控模块；
[0031]
600、运算解析单元；601、数据计算模块；602、结果反馈模块；603、效果展示模块；
[0032]
700、智能调控单元；701、集中控制模块；702、分布自治模块；703、故障管理模块。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
产品实施例
[0035]
如图1-2所示，本实施例提供一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统，包括空冷机1，空冷机1的凝结水管11出口端设有分流三通阀12，分流三通阀12的其中一个出口端通过加热进水管21连通到低压加热器2内，低压加热器2的出水管22出口端设有合流三通阀23，合流三通阀23的出口端连接有补水管24，分流三通阀12的另一个出口端通过换热进水管31连通到换热器3内，换热器3的换热出水管32出口端连通到合流三通阀23的其中一个进口端内，换热器3的一侧连接有电热锅炉4，电热锅炉4上设有电热锅炉工控机41。
[0036]
本实施例中，凝结水管11靠近分流三通阀12的一端处并排设有第一流量计111和第一温感器112，用于测量空冷机1排出的凝结水的总流量及温度。
[0037]
本实施例中，加热进水管21上设有第二流量计211，用于测量低压加热器2的进水流量。
[0038]
进一步地，加热出水管22靠近合流三通阀23的一端处并排设有第三流量计221和第二温感器222，用于测量经低压加热器2加热后预热水的流量及温度。
[0039]
本实施例中，补水管24靠近合流三通阀23的一端处并排设有第四流量计241和第三温感器242，用于测量从低压加热器2和换热器3中回合后的预热水的总流量及温度。
[0040]
本实施例中，换热进水管31上设有第五流量计311，用于测量换热器3的进水流量。
[0041]
进一步地，换热出水管32靠近合流三通阀23的一端处并排设有第六流量计321和第四温感器322，用于测量经换热器3加热后预热水的流量及温度。
[0042]
此外，本实施例中，电热锅炉4采用电厂发电机产生的电能，从而达到调峰的目的，在具体实施过程中，供电方式包括但不限于根据实际情况通过在升压站扩建间隔并新建变
压器、从厂用电直接引接电源、或者从发电机出口母线引接电源等。
[0043]
具体地，电热锅炉4可选择目前常见的固体蓄热、相变蓄热、熔盐蓄热等多种成熟的产品，也可以是不带蓄热功能的电阻锅炉、电极锅炉，包括锅炉本体和配套的一次循环水系统，也可以是不带蓄热功能的电锅炉配合蓄热水罐、相变蓄热、熔盐蓄热等组成的电热锅炉系统。
[0044]
进一步地，电热锅炉4在调峰时段可以选择具有储存热能的功能，以便在非调峰时段释放热能；也可以选择不具备储热的设备，则电热锅炉4与调峰同步启停。
[0045]
另外，具体操作过程中，可根据电厂机组情况，选择在调峰时段通过电热锅炉4与换热器3的运转来替代部分或全部的低压加热器2来对空冷机1排出的空冷凝结水进行加热。
[0046]
具体地，凝结水的旁路加热系统中，高压加热器、低压加热器2均可选用由电动阀门和板式换热器组成的加热系统，在调峰时段通过分流三通阀12来控制凝结水旁路流量，以便保持热力平衡。
[0047]
系统实施例
[0048]
如图3-图8所示，本实施例提供一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的控制系统，包括状态感知单元500、运算解析单元600和智能调控单元700，状态感知单元500、运算解析单元600与智能调控单元700依次通过数字信号通信连接，状态感知单元500用于收集并上传状态数据及对运作现场进行远程监控；运算解析单元600用于根据采集的数据计算解析调峰值、上传计算结果及将展示调峰效果；智能调控单元700用于根据计算结果对调峰的运行过程进行调控及安全管理。
[0049]
本实施例中，状态感知单元500包括数据采集模块501、数据传输模块502和远程监控模块503；数据采集模块501的信号输出端与数据传输模块502的信号输入端连接，数据采集模块501与远程监控模块503并列运行；数据采集模块501用于通过各现场传感器实时采集状态数据；数据传输模块502用于通过以太网通讯技术将采集的数据传输到系统运算层面；远程监控模块503用于通过设置的各远程监控摄像头对现场进行监控。
[0050]
本实施例中，运算解析单元600包括数据计算模块601、结果反馈模块602和效果展示模块603；数据计算模块601的信号输出端同时与结果反馈模块602、效果展示模块603的信号输入端连接；运算解析单元600用于根据采集的数据计算调峰过程中的各调节变化需求量及调峰效果；结果反馈模块602用于将调峰变化值传输到控制层面以便及时作出调节；效果展示模块603用于将计算出的调峰效果展示给用户。
[0051]
具体地，数据计算模块601中判断调峰效果的计算公式为：
[0052][0053]
其中，p为发电机组调峰前的最大电负荷量，p1为电热锅炉的总电功率，p2为空冷机的总电功率，p3为低压加热器的总电功率，p4为高压加热器的总电功率。
[0054]
本实施例中，智能调控单元700包括集中控制模块701、分布自治模块702和故障管理模块703；集中控制模块701、分布自治模块702与故障管理模块703并列运行；集中控制模块701用于对整个调峰系统进行集中统一的管理调控；分布自治模块702用于分别对调峰系统中的各设备单独进行调控；故障管理模块703用于实时监测系统中各设备的正常运行状
态并按设定程序对突发状况进行线上排障处理。
[0055]
方法实施例
[0056]
本实施例提供一种采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的控制方法，包括如下步骤：
[0057]
s1、锅炉给水经过锅炉加热后变成蒸汽进入汽轮机发电，发电后的乏汽进入空冷机1凝结为凝结水，凝结水依次经过低压加热后进入除氧器，与外界的锅炉补水混合后，经过高压加热后再次进入锅炉，依次循环上述过程；
[0058]
s2、当发电机组无法通过进一步降低负荷来参与调峰时，则通过发电机组给电热锅炉4进行供电，启动电热锅炉4，同时通过分流三通阀12将部分凝结水分流给换热器3；
[0059]
s3、通过合流三通阀23将换热器3与补水管24连通起来，便于经换热器3加热后的预热水通过；
[0060]
s4、测量各测点的水流量，对比低压加热器2的进水流量和出水流量、换热器3的进水流量和出水流量、凝结水的出水总流量和混合水的总流量；
[0061]
s5、测量各测点的水温度，对比低压加热器2的出水温度、换热器3的出水温度及混合后的预热水温度；
[0062]
s6、按对比分析及计算后的结果分别调节分流三通阀12和合流三通阀23，以实现锅炉负荷在最低稳燃负荷状态。
[0063]
其中，当低压加热器2的进水流量大于出水流量时，则调节合流三通阀23增大加热出水管22的流量；当换热器3的进水流量大于出水流量时，则调节合流三通阀23增大换热出水管32的流量；当低压加热器2的出水温度小于换热器3的出水温度时，则调节分流三通阀12增大换热近水管31的流量，直至换热器3完全替代低压加热器2的工作，并相应地调节合流三通阀23的流通方向。
[0064]
电子设备实施例
[0065]
参阅图8，示出了本实施例所涉及的采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰装置结构示意图，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
[0066]
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与处理器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统。
[0067]
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0068]
此外，本发明还提供了计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统。
[0069]
可选的，本发明还提供了了包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面采用电热锅炉配合间接空冷机组实现参与深度调峰的系统。
[0070]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件
来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0071]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。