一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法与流程

1.本发明涉及一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法，属于能源动力技术领域。


背景技术：

2.传统的蒸汽动力系统都是采用峰电或者工业余热进行工作，但是峰电的价格过高，从而导致成本太大。而工业余热有地域限制，很多区域无法充分利用到余热资源。在能源动力紧缺或者限电的情况下，锅炉无法保持正常工作。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法，能够在谷电时间进行储能，在峰电时间放热，能够实现即开即停即用，合理用能，降低成本，并能够实现资源的合理分布。
4.本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法，包括可撬装蓄热换热设备和循环管路，所述循环管路上依次设有蒸发罐、储气罐、应用作业系统和介质储存箱，所述介质储存箱设于可撬装蓄热换热设备进口侧，所述介质储存箱和可撬装蓄热换热设备之间设有循环泵；所述蒸发罐设于可撬装蓄热换热设备出口侧；所述循环泵出口与蒸发罐之间还设有补液管路，所述补液管路上设有电动补液阀。
5.所述可撬装蓄热换热设备包括壳体，所述壳体上开设进液口和出气口；所述壳体内腔设有多个平行间隔布置的电加热管和换热盘管组件，所述换热管组件两端分别连接进液口和出气口，所述壳体内填设加热介质，液体经进液口流入换热盘管组件内，所述电加热管对加热介质进行加热，进而加热换热盘管组件内的液体至过热汽体，后经出气口流出。
6.所述壳体内壁四周围设保温层。
7.所述加热介质为熔盐。
8.所述循环管路上还设有第一电动调节阀和第二电动调节阀，所述第一电动调节阀设于可撬装蓄热换热设备和循环泵之间；所述第二电动调节阀设于储气罐与应用作业系统之间。
9.所述应用作业系统为朗肯循环系统或供热系统。
10.所述朗肯循环系统包括相串联的透平涡轮膨胀机和冷凝器，所述冷凝器设于透平涡轮膨胀机出口侧；所述透平涡轮膨胀机输出端设有动力设备。
11.所述供热系统包括热交换器，所述热交换器与供暖设备连接。
12.所述蒸发罐上设有排液口，所述排液口通过排液管与介质储存箱连接，所述排液管上设有电动单向调节阀。
13.一种智能蓄热储能分布式能源系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
14.步骤一：谷电时间进行能源储存：电加热棒对熔盐进行加热，使得熔盐温度升高，且熔盐保持高温状态；
15.步骤二：峰电时间放热：启动循环泵，打开第一电动调节阀，使得介质储存箱的液态循环介质流入换热盘管组件，高温熔盐对换热盘管组件内的液态循环介质进行加热，使得液态循环介质汽化，形成过热蒸汽；
16.步骤三：过热蒸汽经出气口流入蒸发罐内，控制蒸发罐的工作压力，得到应用作业系统需要的饱和蒸汽，并将饱和蒸汽缓存于储气罐内；
17.步骤四：储气罐的压力达到工作压力时，打开第二电动调节阀，使得饱和蒸汽流入应用作业系统。
18.步骤五：监测储气罐内的压力，动态瞬时调节第一电动阀开度，保证储气罐内压力在工作压力范围内；
19.步骤六：饱和汽体在应用作业系统中进行能量转换，放热后液化，液体流回介质储存箱，形成循环回路。
20.对所述步骤三中蒸发罐的液位进行监测，并控制电动补液阀自动对蒸发罐进行补液。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于：一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法，在谷电时间通过可撬装蓄热换热设备进行储能，在峰电时间进行放热，实现即开即用，合理用能，降低成本，解决区域无法充分利用到余热资源，实现资源合理分布。
附图说明
22.图1为本发明实施例一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法的示意图(朗肯循环系统)；
23.图2为本发明实施例一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法的示意图(供热系统)；
24.图3为图1中可撬装蓄热换热设备的示意图；
25.图中1可撬装蓄热换热设备、1.1壳体、1.2保温层、1.3换热盘管组件、1.4电加热管、1.5进液口、1.6出气口、2蒸发罐、3储气罐、4第二电动调节阀、5透平涡轮膨胀机、6压缩机、7冷凝器、8循环管路、9介质储存箱、10循环泵、11补液管路、12电动补液阀、13第一电动调节阀、14热交换器、15供暖设备、16排液管、17电动单向调节阀。
具体实施方式
26.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
27.本实施例中的一种智能蓄热储能分布式能源系统及控制方法，包括可撬装蓄热换热设备1和循环管路8，循环管路8上依次设有蒸发罐2、储气罐3、应用作业系统和介质储存箱9，介质储存箱9设于可撬装蓄热换热设备1进口侧。设于介质储存箱9和可撬装蓄热换热设备1之间的循环管路8上设有循环泵10，蒸发罐2设于可撬装蓄热换热设备1出口侧。介质储存箱9内的液体流至可撬装蓄热换热设备1内，可撬装蓄热换热设备1对液体进行蒸发，形成过热汽体，汽体经可撬装蓄热换热设备1出口流至蒸发罐2内，蒸发罐2将过热汽体转换为饱和汽体；饱和汽体流至储气罐3内，储气罐3对饱和汽体进行缓存。循环管路8上设有第一电动调节阀13和第二电动调节阀4，第一电动调节阀13设于可撬装蓄热换热设备1与循环泵10之间，第一电动调节阀13控制流入可撬装蓄热换热设备1的进液量。第二电动调节阀4设
于储气罐3与应用作业系统之间，第二电动调节阀4控制流入应用作业系统的饱和汽体流量，满足饱和汽体推动应用作业系统工作。饱和汽体在应用作业系统中进行能量转换，放热后液化，液体流回介质储存箱，形成循环回路。循环泵10出口与蒸发罐2之间还设有补液管路11，补液管路11上设有电动补液阀12，电动补液阀12控制补液管路11的开闭，当系统监测到蒸发罐2内的液位过低时，控制系统控制电动补液阀12打开，自动给蒸发罐补给。蒸发罐2上设有排液口，排液口通过排液管16与介质储存箱9连接，排液管16上设有电动单向调节阀17；电动单向调节阀处于常闭状态，当系统监测到蒸发罐2内的液位过高时，控制系统控制电动单向调节阀17打开，自动将蒸发罐内多余的液体循环介质经排液管排至介质循环罐，以保证系统的正常运行。
28.如图3所示，可撬装蓄热换热设备1包括壳体1.1，壳体1.1上设有进液口1.5和出气口1.6，壳体1.1内腔设有多个平行间隔布置的电加热管1.4和换热盘管组件1.3，出气口1.6和进液口1.5与换热盘管组件1.3两端连接，液体经进液口1.5流至换热盘管组件1.3内。壳体1.1内填设熔盐，电加热管1.4对熔盐进行加热，进而加热换热盘管组件内的液体，使得液体形成过热汽体。壳体1.1内壁四周围设保温层1.2，对壳体内腔进行保温。通过起重设备撬起壳体，便于移动可撬装蓄热换热设备。
29.如图1所示，应用作业系统可以为朗肯循环系统或供热系统。其中，朗肯循环系统包括串联布置的透平涡轮膨胀机和冷凝器，冷凝器设于透平涡轮膨胀机的出口。储气罐流出的饱和汽体经透平涡轮膨胀机，进而推动透平涡轮膨胀机工作，系统对外做功。透平涡轮膨胀机流出的饱和蒸汽通过冷凝器将饱和蒸汽液化为液态后流回介质储存箱，开始下次循环。透平涡轮膨胀机5输出端安装压缩机6或发电机等其他动力设备，对外界提供压缩气体或电力或气体能源。
30.如图2所示，供热系统包括热交换器和供暖设备，饱和蒸汽进入热交换器进行热交换，为供暖设备供暖，换热后的液体流回介质储存箱内，开始下次循环。
31.介质储存箱内放入液态循环介质。液态循环介质可以为水，也可以是低沸点、高蒸汽压的有机工质。
32.在谷电时间进行能源储存，电加热棒对熔盐进行加热，使得熔盐温度升高，且熔盐保持高温状态，便于峰电时对换热盘管组件进行加热。
33.峰电时间放热时，启动循环泵，控制第一电动调节阀调节进入系统的介质流量，监测储气罐内的压力，动态瞬时调节第一电动阀开度，保证储气罐内压力在工作压力范围内。液态循环介质泵入可撬装蓄热换热设备内的换热盘管组件，谷电时间加热的熔盐对换热盘管组件内的液态循环介质进行加热，使得液态循环介质汽化成蒸汽，最终形成过热蒸汽，此过热蒸汽温度过高，无法直接使用；过热蒸汽经出气口流入蒸发罐内，控制系统通过控制蒸发罐的工作压力，得到透平涡轮膨胀机需要的饱和蒸汽，并缓存在储气罐内以保证蒸汽压力的稳定。系统监测到储气罐的压力达到工作压力，控制系统打开第二电动调节阀，进而饱和蒸汽流入透平涡轮膨胀机内，满足透平涡轮膨胀机饱和蒸汽推动透平涡轮膨胀机工作，系统对外做功。或者得到热交换器需要的饱和蒸汽，饱和蒸汽流入热交换器内，进行热交换，进而为供暖设备供暖。饱和汽体在应用作业系统中进行能量转换，放热后液化，液体流回介质储存箱，形成循环回路。在谷电时间通过可撬装蓄热换热设备进行储能，在峰电时间进行放热，合理用能，降低成本，且能够保证锅炉正常工作。
34.随着循环的正常运行，蒸发罐中的液体会越来越少，系统通过监测蒸发罐中的液位，控制电动补液阀自动补给，以保证蒸系统的正常运行。当系统压力过高时，控制系统控制第一电动调节阀的开度变小，减少可撬装蓄热换热设备的进液量，保证供应匹配的饱和蒸汽；当系统压力过低时，控制系统控制第一电动调节阀的开度变大，增加可撬装蓄热换热设备的进液量，从而提高饱和蒸汽压力。
35.除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。