一种提升电热调节能力的储能发电-供热系统的制作方法

1.本实用新型属于发电设备技术领域，尤其涉及提升一种电热调节能力的储能发电-供热系统。


背景技术：

2.随着“双碳”目标的提出，风能、太阳能等新能源的发展速度进一步提升，但是在我国三北(东北、西北、华北)地区风能、太阳能等新能源的发展受限，冬季供暖期弃风、弃光现象最为严重，对“双碳”目标的实现造成了一定的影响。造成这种现象的主要原因是三北地区热电联产机组占比高，热电联产机组的电热调节能力有限，即供热量满足居民需求时机组无电负荷调节能力，降低组发电负荷则机组无热负荷调节能力。因此如何提升热电联产机组电热调节能力成为新能源消纳的关键点。
3.为了提升热电机组的电热调节能力，近年来三北地区大多数热电联产机组进行了“热电解耦”改造，其中应用较广泛的是低压缸零出力改造和配置蓄热式电锅炉改造。但是低压缸零出力改造存在机组供热量大于用户实际需求量的问题，而且低压缸零出力只能在电网负荷低谷时降低机组上网电量，不能在电网负荷高峰时提高机组上网电量的问题；低压缸零出力改造和配置蓄热式电锅炉均存在在非供暖期由于没有热用户，无法利用低压缸零出力改造或蓄热式电锅炉使机组参与深度调峰的问题。
4.因此，提出一种提升电热调节能力的储能发电-供热系统，机组的电热调节能力，使热电联产机组在电网负荷低谷时降低上网电量的同时保证供热需求，在电网负荷高峰时在保证供热需求时提升机组上网电量，同时使机组在夏季没有热负荷的情况下可以降低或提升机组的发电量，大幅度提升机组的电热调节能力。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种提升电热调节能力的储能发电-供热系统，以解决为热电联产机组附加储能发电-供热系统，解决供暖期热电联产机组参与深度调峰时供热量大于实际热需求引起的热量浪费的问题、热电联产机组在保证供热需求时只能降低机组负荷不能提升机组负荷的问题和非供暖期由于没有热用户进行灵活性改造的机组不能参与深度调峰的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型的提升电热调节能力的储能发电-供热系统的具体技术方案如下：
7.一种提升电热调节能力的储能发电-供热系统，包括回热系统、锅炉系统和汽轮机发电系统，还包括储能发电-供热系统；回热系统包括凝汽器、凝结水泵、轴封加热器、低压加热器、除氧器、汽动给水泵、给水泵汽轮机和高压加热器，凝汽器出口与凝结水泵入口相连，凝结水泵出口与轴封加热器入口相连，轴封加热器出口与低压加热器出口相连，低压加热器出口与除氧器入口相连，除氧器出口与汽动给水泵入口相连，汽动给水泵出口与高压加热器入口相连，汽动给水泵由给水泵汽轮机拖动，汽动给水泵的中间抽头与再热器喷水
装置相连；
8.锅炉系统包括过热器、再热器喷水装置、再热器，过热器的入口与高压加热器出口相连，过热器的出口分别与高压缸入口和蒸汽蓄热装置入口相连，高压缸排汽口通过再热器喷水装置与再热器入口相连，再热器出口分别于中压缸入口和蒸汽蓄热装置入口相连；
9.汽轮机发电系统包括高压缸、中压缸、低压缸和第一发电机，中低压缸联通管道上设置低压缸进汽电动门，高压缸设有抽汽向高压加热器供汽；中压缸设置两段抽汽，其中一段抽汽向高压加热器供汽，另一段抽汽向除氧器、给水泵汽轮机和热网换热器供汽；低压缸向低压加热器供汽，低压缸排汽与凝汽器相连，发电端与第一发电机相连；
10.储能发电-供热系统包括蒸汽蓄热装置、高背压小汽轮机、第二发电机和热网换热器，蒸汽蓄热装置的蒸汽进口分别于主蒸汽管道和再热蒸汽管道相连，蒸汽蓄热装置的出口与高背压小汽轮机入口相连，高背压小汽轮机出口分别于低压缸进汽管道和热网换热器相连，热网换热器的汽测出口与除氧器连接，水侧出口至热用户供热。
11.进一步，回热系统共设置3台高压加热器和4台低压加热器，分别为1#高压加热器、2#高压加热器、3#高压加热器、5#低压加热器、6#低压加热器、7#低压加热器和8#低压加热器；
12.且4台低压加热器进出口依次相连，3台高压加热器进出口依次相连；
13.低压缸设置四段抽汽分别向4台低压加热器供汽；高压缸设有两段抽汽分别向1#高压加热器和2#高压加热器供汽。
14.进一步，高背压小汽轮机出口与低压缸进汽管道和热网换热器相连的管道上分别设置高背压小汽轮机排汽隔离门ⅰ和高背压小汽轮机排汽隔离门ⅱ。
15.进一步，蒸汽蓄热装置的出口与高背压小汽轮机入口相连的管道上设置高背压小汽轮机进汽门。
16.进一步，蒸汽蓄热装置的蒸汽进口通过主蒸汽隔离门与主蒸汽管道相连、同时通过再热蒸汽隔离门与再热蒸汽管道相连。
17.本实用新型的提升电热调节能力的储能发电-供热系统具有以下优点：以热电联产机组系统为基础进行创新性改造，增加储能发电-供热系统，提升电热调节能力的储能发电-供热系统解决供暖期热电联产机组参与深度调峰时供热量大于实际热需求引起的热量浪费的问题、热电联产机组在保证供热需求时只能降低机组负荷不能提升机组负荷的问题和非供暖期由于没有热用户进行灵活性改造的机组不能参与深度调峰的问题，提升了热电联产机组在供暖期和非供暖期的电热调节能力。
附图说明
18.图1为提升电热调节能力的储能发电-供热系统结构示意图。
19.图中标记说明：1、回热系统；101、凝汽器；102、凝结水泵；103、轴封加热器；104、低压加热器；105、除氧器；106、汽动给水泵；107、给水泵汽轮机；108、高压加热器；109、给水泵中间抽头至再热器喷水装置电动门；2、锅炉系统；201、过热器；202、再热器喷水装置；203、再热器；3、汽轮机发电系统；301、高压缸；302、中压缸；303、低压缸；304、第一发电机；305、低压缸进汽电动门；4、储能发电-供热系统；401、蒸汽蓄热装置；402、高背压小汽轮机；403、热网换热器；404、高背压小汽轮机排汽隔离门ⅰ；405、高背压小汽轮机排汽隔离门ⅱ；406、
高背压小汽轮机进汽门；407、主蒸汽隔离门；408、再热蒸汽隔离门；409、第二发电机。
具体实施方式
20.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种提升电热调节能力的储能发电-供热系统做进一步详细的描述。
21.提升电热调节能力的附加储能发电供热系统包括锅炉系统2、汽轮机发电系统3、回热系统1和储能发电-供热系统4。
22.所述锅炉系统2包括过热器201、再热器喷水装置202、再热器203，过热器201的入口与1#高压加热器108出口相连，过热器201的出口分别与高压缸301入口和蒸汽蓄热装置401入口相连，高压缸301排汽口通过喷水装置与再热器203入口相连，再热器203出口分别于中压缸302入口和蒸汽蓄热装置401入口相连。
23.所述汽轮机发电系统3包括高压缸301、中压缸302、低压缸303和第一发电机304，高、中、低压缸301,302，303依次相连，中低压缸303联通管道上设置低压缸进汽电动门305，高压缸301设有两段抽汽分别向回热系统1的1#高压加热器和2#高压加热器供汽；中压缸302设置两段抽汽，其中一段抽汽向回热系统1的3#高压加热器供汽，另一段抽汽向除氧器105、给水泵汽轮机107和热网换热器403供汽；低压缸303设置四段抽汽分别向4台低压加热器104供汽，低压缸303排汽与回热系统11凝汽器101相连，低压缸303发电端与第一发电机304相连。
24.所述回热系统1包括凝汽器101、凝结水泵102、4台低压加热器104、除氧器105、汽动给水泵106、给水泵汽轮机107和3台高压加热器108。凝汽器101出口与凝结水泵102入口相连，凝结水泵102出口与轴封加热器103入口相连，轴封加热器103出口与8#低压加热器出口相连，4台低压加热器104进出口依次相连，5#低压加热器出口与除氧器105入口相连，除氧器105出口与汽动给水泵106入口相连，汽动给水泵106出口与3#高压加热器108入口相连，汽动给水泵106由给水泵汽轮机107拖动，给水泵中间抽头到与再热器喷水装置202相连，3台高压加热器108进出口依次相连。
25.所述储能发电-供热系统4包括蒸汽蓄热装置401、高背压小汽轮机402、第二发电机409和热网换热器403。蒸汽蓄热装置401的蒸汽进口通过主蒸汽隔离门407与主蒸汽管道相连、同时通过再热蒸汽隔离门408与再热蒸汽管道相连，且管道上分别设置主蒸汽隔离门407和再热蒸汽隔离门408；蒸汽蓄热装置401的出口与高背压小汽轮机402入口相连，且管道上设置高背压小汽轮机进汽门406；高背压小汽轮机402出口分别于低压缸303进汽管道和热网换热器403相连，且管道上分别设置高背压小汽轮机排汽隔离门ⅰ404和高背压小汽轮机排汽隔离门ⅱ405，热网换热器403的汽测出口与除氧器105连接，水侧出口至热用户供热。
26.在供暖期电网负荷低谷时，打开主蒸汽隔离门407和再热蒸汽隔离门408，将部分主蒸汽和再热蒸汽存储于蒸汽蓄热装置401，通过减少进入高压缸301和中压缸302的蒸汽流量从而减少机组的发电量；打开给水泵中间抽头至再热器喷水装置202电动门，通过减温水，增加高压缸301排汽流量，防止再热器203超温，为了平衡机组轴向推力，应控制再热器喷水装置202减温水的流量等于进入蒸汽蓄热装置401再热蒸汽流量；减小低压缸进汽电动门305的开度，使供热主要由中压缸302排汽供应，降低低压缸303的进汽流量从而降低机组
的发电量。通过以上操作可以在电网低负荷时降低机组的发电量的同时保证供热量的需求，在保证供热量时增加机组的电负荷向下的调节能力，满足电网负荷低谷的需求。
27.在供暖期电网负荷高峰时，关闭主蒸汽隔离门407、再热蒸汽隔离门408和开给水泵中间抽头至再热器喷水装置202电动门，保证高中压缸302的进汽流量；打开高背压小汽轮的进汽电动门和高背压小汽轮机排汽隔离门ⅱ405，关闭高背压小汽轮机排汽隔离门ⅰ404，使蒸汽蓄热装置401的蒸汽在高背压小汽轮机402中做功发电，增加机组的上网电量，高背压小汽轮机402的排汽送至热网换热器403对热用户供热，热量不足的部分由中压缸302排汽供应，在保证供热的同时减小中压缸302排汽供热抽汽量，从而增加低压缸303进汽流量使机组发电量增加。通过以上操作可以在电网负荷高峰时增加机组的发电量的同时保证供热量的需求，在保证供热量时增加机组的电负荷向上的调节能力，满足电网负荷高峰的需求。
28.在非供暖期电网负荷低谷时，打开主蒸汽隔离门407和再热蒸汽隔离门408，将部分主蒸汽和再热蒸汽存储于蒸汽蓄热装置401，通过减少进入高压缸301和中压缸302的蒸汽流量从而减少机组的发电量；打开给水泵中间抽头至再热器喷水装置202电动门，通过减温水，增加高压缸301排汽流量，防止再热器203超温，为了平衡机组轴向推力，应控制再热器喷水装置202减温水的流量等于进入蒸汽蓄热装置401再热蒸汽流量。通过蒸汽蓄热装置401减少进入高中压缸302的进汽量从而使机组的发电量降低，满足非供暖期电网低负荷的要求，使机组在非供暖期无热量需求时实现负荷的向下调节。
29.在非供暖期电网负荷高峰时，关闭主蒸汽隔离门407、再热蒸汽隔离门408和水泵中间抽头至再热器喷水装置202电动门，保证高中压缸302的进汽流量；打开高背压小汽轮的进汽电动门和高背压小汽轮机排汽隔离门ⅰ404，关闭高背压小汽轮机排汽隔离门ⅱ405，使蒸汽蓄热装置401的蒸汽在高背压小汽轮机402中做功发电，增加机组的上网电量，高背压小汽轮机402的排汽送至低压缸303，通过增加低压缸303的进汽流量增加机组的发电量，满足非供暖期电网高负荷的要求，使机组在非供暖期无热量需求时实现负荷的向上调节。
30.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。