基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统的制作方法

1.本实用新型属于火力发电技术领域，尤其涉及一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统。


背景技术：

2.目前，为了大力推进能源结构清洁化改革，风力发电(风电)、太阳能发电装机容量迅速增长，但新能源具有随机性、间歇性、不稳定性等特点，其比重增加到一定程度后，必然导致电网调峰困难，加之传统煤电产能过剩，这就要求现役火电机组提高灵活性以及深度调峰能力，以维持电网稳定，对于供热机组来说，机组灵活性调峰能力又与机组供热能力相矛盾，因此实现余热回收式的火电机组灵活性调峰，解决电网负荷超限与风电的过剩、火电机组供暖不足矛盾日益突出问题，提高机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强一次能源使用效率成为迫切需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，在满足供热机组整体调峰能力的条件下拓展余热利用的空间，实现供热机组灵活性调峰。
4.本实用新型提供了一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，包括汽轮机、发电机、压缩式热泵、热用户、蓄热罐、蓄冷罐、热网加热器；
5.所述汽轮机通过供热抽汽管道与所述热网加热器连接，所述热网加热器与所述压缩式热泵连接，构成尖峰加热系统；
6.所述热用户通过一次网供热管道与蓄热罐和蓄冷罐连接，构成蓄热和放冷系统；
7.所述压缩式热泵通过母线与发电机连接，构成热泵驱动系统；
8.所述压缩式热泵通过热水管道与所述蓄热罐和蓄冷罐连接，构成余热回收和蓄冷系统。
9.进一步地，所述热用户至蓄热罐的热网管道上安装有热用户一次网回水至蓄热罐调节门。
10.进一步地，所述蓄冷罐至热用户一次网回水的热网管道上安装有蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵进口电动门、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵出口电动门。
11.进一步地，所述热用户通过一次网回水管道与所述压缩式热泵，所述热用户至压缩式热泵的热网管道上安装有热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵进水电动门、热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵、热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵出水电动门。
12.进一步地，所述蓄热罐至压缩式热泵的热网管道上安装有蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵进水电动门、蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵、蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵出水电动门。
13.进一步地，所述压缩式热泵至蓄冷罐的热网管道上安装有压缩式热泵至蓄冷罐进
水调节门。
14.借由上述方案，通过基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，通过将热网高温回水与压缩式热泵系统相结合，通过消纳机组发电机出口上网电量及减少机组采暖抽汽流量，降低机组出力能力及上网电量起到供热机组灵活性调峰的目的，进一步提高机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强一次能源使用效率。
15.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
16.图1是本实用新型基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统的结构示意图。
17.图中标号：
[0018]1‑
汽轮机；2
‑
发电机；3
‑
压缩式热泵；4
‑
热用户；5
‑
蓄热罐；6
‑
蓄冷罐；7
‑
热网加热器；8
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蓄热系统；9
‑
余热回收及蓄冷系统；10
‑
驱动系统；11
‑
热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵进水电动门；12
‑
热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵；13
‑
热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵出水电动门；14
‑
蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵进水电动门；15
‑
蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵；16
‑
蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵出水电动门；17
‑
热用户一次网回水至尖峰加热器调节门；18
‑
热用户一次网回水至蓄热罐调节门；19
‑
蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵进口电动门；20
‑
蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵；21
‑
蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵出口电动门；22
‑
压缩式热泵至蓄冷罐进水调节门。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0020]
参图1所示，本实施例提供了一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，包括汽轮机1、发电机2、压缩式热泵3、热用户4、蓄热罐5、蓄冷罐(6)、热网加热器7；
[0021]
汽轮机1通过供热抽汽管道与所述热网加热器7连接，所述热网加热器7与压缩式热泵3连接，构成尖峰加热系统；
[0022]
热用户4通过一次网供热管道与蓄热罐5和蓄冷罐6连接，构成蓄热和放冷系统；
[0023]
压缩式热泵3通过母线与发电机2连接，构成热泵驱动系统；
[0024]
压缩式热泵3通过热水管道与蓄热罐5和蓄冷罐6连接，构成余热回收和蓄冷系统。
[0025]
通过建立蓄热、蓄冷水罐系统，在非调峰时间段进行高温蓄热罐的热网高温回水的存储，同时进行低温蓄热罐的热网回水流量的释放补充，达到热网流量平衡，保持热网系统供回水流量平衡。
[0026]
通过建立压缩式热泵系统，在调峰时间段，以机组发电机出口电量为驱动动力，利用压缩式热泵系统进行热网回水加热，同时压缩式热泵回收高温蓄热罐的高温热量，再次提高热网回水温度，余热回收后的低温水储存到蓄冷罐中。
[0027]
通过压缩式热泵系统加热完成的高温热网回水进行热网加热器的最后尖峰加热，从而满足供热系统对外采暖供能的参数要求。
[0028]
本实用新型通过建立蓄热、蓄冷水罐，结合压缩式热泵工作原理，以电为驱动热
源，在火电机组灵活性调峰过程中通过压缩式热泵做功消耗发电机出口发电量，同时结合蓄热、蓄冷水罐，进行高温蓄热罐的余热利用，以外部供热条件及电网灵活性调峰深度为目标的控制原则，系统化的实现余热回收式的火电机组灵活性调峰，解决了电网负荷超限与风电的过剩、火电机组供暖不足矛盾日益突出问题，提高了机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强了一次能源使用效率。
[0029]
下面对本实用新型作进一步详细说明。
[0030]
本实施例为解决目前火电发电消纳及火电机组调峰期供热调节困难及供热不足问题，供热机组采暖期受外部供热量的影响，不能按照电网调度要求进行灵活性调峰，造成电网负荷超限与风电的过剩、火电机组供暖不足矛盾日益突出，弃风保热现象突显的问题。提出一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，利用压缩式热泵回收储存的高温水的技术手段，减少火电机组采暖抽汽流量，间接减少汽轮机进汽流量，减少机组发电量，同时压缩式热泵消耗发电机出口电量，减少调峰时段上网电量，从而达到火电机组灵活性调峰的目的。
[0031]
本实施例中的热用户4通过一次网回水管道与蓄热罐5、压缩式热泵3连接，蓄热罐5通过热网管道与压缩式热泵3连接，压缩式热泵3通过母线电缆与发电机2连接，压缩式热泵3通过热网管道与蓄冷罐6连接，蓄冷罐6通过热网管道与热用户4一次网回水连接。
[0032]
本实施例中的热用户4通过一次网回水管道与蓄热罐5连接，热用户一次网回水至蓄热罐调节门18安装在热用户4至蓄热罐5的热网管道上，本路径称为热用户4到蓄热罐5的蓄热系统。
[0033]
本实施例中的蓄冷罐6通过热网管道与热用户4一次网回水管道连接，蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵进口电动门19、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵20、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵出口电动门21安装在蓄冷罐6至热用户4一次网回水的热网管道上，本路径称为蓄冷罐6的放冷系统。
[0034]
本实施例中的热用户4通过一次网回水管道与压缩式热泵3连接，热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵进水电动门11、热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵12、热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵出水电动门13安装在热用户4至压缩式热泵3的热网管道上，本路径称为热用户4到压缩式热泵3的调峰时段一次热网回水运行系统。
[0035]
本实施例中的蓄热罐5通过热网管道与压缩式热泵3连接，蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵进水电动门14、蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵15、蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵出水电动门16安装在蓄热罐5至压缩式热泵3的热网管道上，本路径称为蓄热罐5至压缩式热泵3的放热系统。
[0036]
本实施例中的压缩式热泵3通过母线电缆与发电机2连接，本路径称为压缩式热泵3的驱动系统。
[0037]
本实施例中的压缩式热泵3通过热网管道与蓄冷罐6连接，压缩式热泵至蓄冷罐进水调节门22安装在压缩式热泵3至蓄冷罐6的热网管道上，本路径称为压缩式热泵3的余热回收及蓄冷罐的蓄冷系统。
[0038]
本实施例中基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统的运行方法如下：
[0039]
在机组非调峰时段运行蓄热及放冷系统，主要是将热用户过来的一次网高温回水蓄存在高温蓄热罐中，同时对蓄冷罐进行放冷系统运行，补充一次热网系统因蓄热时造成
的流量减少、保持一次热网流量的平衡，当供热机组参与电网调峰时，首先发挥供热机组自身调峰能力，即降低锅炉的蒸发量，减少进入汽轮机的主蒸汽流量，从而降低机组负荷，当热电机组自身调峰能力有限或热负荷较大但电负荷较小产生热电矛盾时，依次通过蓄热系统的放热，压缩式热泵驱动系统的投入和余热回收系统的运行及蓄冷系统的运行，在供热机组灵活性调峰过程中通过压缩式热泵做功消耗发电机出口发电量，同时结合蓄热、蓄冷水罐，进行高温蓄热罐的余热利用，从而加热热用户回来的一次热网回水，一次热网回水经过上述流程后，再次进行尖峰加热系统的加热，最终达到热用户的一次热网的供水温度要求。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，设计合理，性能可靠，在实现供热机组灵活性调峰的前提下，进一步提高机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强一次能源使用效率。
[0040]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。