火电厂节能系统及其余热深度利用方法、运行方法

技术特征：
1.火电厂节能系统，其特征在于，包括：锅炉(201)，用于为火电厂提供热能；所述锅炉(201)上设置有高温蒸汽排出管(218)和烟气排出管(219)，高温蒸汽排出管连接设置有利用锅炉(201)排出的高温蒸汽进行发电的汽轮发电机组；所述汽轮发电机组的蒸汽出气端与锅炉(201)之间通过循环回路(220)相连接；烟气余热深度回收与储能系统(40)，通过辅烟管道分支设置在锅炉(201)的烟气排出管与空气预热器之间的主烟管道上，用于接收锅炉(201)排出的部分烟气并将烟气热量回收后进行存储；回热系统，设置在循环回路(220)上，用于利用所述烟气余热深度回收与储能系统(40)存储的热量对循环回路(220)中的介质进行加热；光伏热泵凝结水余热回收系统(30)，与位于汽轮发电机组与回热系统之间的循环回路(220)进行热交换，用于回收循环回路(220)中的余热并将回收的热量存储至所述烟气余热深度回收与储能系统(40)。2.根据权利要求1所述的火电厂节能系统，其特征在于，所述循环回路(220)与光伏热泵凝结水余热回收系统(30)之间通过第一凝汽器(206)进行热交换，第一凝汽器(206)设置在循环回路(220)上；所述循环回路(220)上设置有凝结水泵(208)。3.根据权利要求2所述的火电厂节能系统，其特征在于，位于第一凝汽器(206)后方的循环回路(220)上还设置有第二凝汽器(207)，第二凝汽器(207)用于对循环回路(220)中的介质进行冷凝。4.根据权利要求2所述的火电厂节能系统，其特征在于，所述光伏热泵凝结水余热回收系统(30)包括：工质环形循环管路(306)；第一热泵换热器(302)，设置在工质环形循环管路(306)上并与第一凝汽器(206)进行热交换；热泵压缩机(303)，设置在工质环形循环管路(306)上并驱动工质环形循环管路(306)内部的介质运动；光伏发电系统(301)，用于利用太阳能产生电能并驱动热泵压缩机(303)动作；第二热泵换热器(304)，设置在工质环形循环管路(306)上并与烟气余热深度回收与储能系统(40)进行热交换。5.根据权利要求4所述的火电厂节能系统，其特征在于，所述工质环形循环管路(306)上还设置有节流阀(305)。6.根据权利要求1所述的火电厂节能系统，其特征在于，所述烟气余热深度回收与储能系统(40)包括：至少一级余热回收换热器，分别依次设置在辅烟管道上，用于与辅烟管道内的烟气进行换热；至少一个余热储热罐，分别与各余热回收换热器进行换热并回收存储烟气中的热量。7.根据权利要求6所述的火电厂节能系统，其特征在于，所述余热回收换热器设置有三级，分别为第一余热回收换热器(401)、第二余热回收换热器(402)、第三余热回收换热器(403)；所述余热储热罐设置有三个，分别为第一余热储热罐(404)、第二余热储热罐(405)、
第三余热储热罐(406)；所述第一余热储热罐(404)与第一余热回收换热器(401)之间进行热交换，第二余热储热罐(405)与第二余热回收换热器(402)之间进行热交换，第三余热储热罐(406)与第三余热回收换热器(403)之间进行热交换；所述第三余热储热罐(406)用于回收存储光伏热泵凝结水余热回收系统(30)传输的热量。8.根据权利要求7所述的火电厂节能系统，其特征在于，所述回热系统包括：低压回热加热器组，包括若干个低压回热加热器且各低压回热加热器依次设置在循环回路(220)上；所述低压回热加热器组通过第二余热储热罐(405)和第三余热储热罐(406)供给热量，进而对循环回路(220)上的介质进行加热；高压回热加热器组，包括若干个高压回热加热器且各高压回热加热器依次设置在循环回路(220)上；所述高压回热加热器通过第三余热储热罐(406)供给热量，进而对循环回路(220)上的介质进行加热；除氧器(213)，设置在低压回热加热器组与高压回热加热器组之间的循环回路(220)上，用于除去循环回路(220)内介质中的氧气；给水泵(214)，设置在低压回热加热器组与高压回热加热器组之间的循环回路(220)上，用于提高进入高压回热加热器组和锅炉的给水压力。9.根据权利要求1至8任意一项所述的火电厂节能系统，其特征在于，所述汽轮发电机组包括：汽轮机高压缸(202)，内腔与高温蒸汽排出管(218)相连接，用于利用锅炉产生的高温蒸汽进行旋转；汽轮机中压缸(203)，内腔连接设置有二次蒸汽排出管(222)，汽轮机高压缸(202)通过蒸汽返回管(221)与二次蒸汽排出管(222)相连通，蒸汽返回管(221)与二次蒸汽排出管(222)交界处部分设置在锅炉内，锅炉将蒸汽返回管(221)内的蒸汽再次加热；汽轮机低压缸(204)，通过蒸汽连接管(223)与汽轮机中压缸(203)内腔相连通；所述汽轮机高压缸(202)的转轴、汽轮机中压缸(203)的转轴、汽轮机低压缸(204)的转轴依次连接；发电机(205)，与汽轮机低压缸(204)的转轴相连接，用于将汽轮机高压缸(202)、汽轮机中压缸(203)和汽轮机低压缸(204)旋转产生的机械能转化为电能。10.根据权利要求1至8任意一项所述的火电厂节能系统，其特征在于，还包括：烟气污染物脱除系统(50)，连接设置在辅烟管道尾部，用于脱除烟气中的污染物。11.如权利要求1至10任意一项所述的火电厂节能系统的余热深度利用方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、锅炉(201)排出的烟气部分进入到烟气余热深度回收与储能系统(40)进行余热回收：烟气与多级余热回收换热器进行换热，每级余热回收换热器分别将热量回收存储至各余热储热罐内；s2.经步骤s1余热回收后的烟气进入烟气污染物脱除系统(50)进行烟气处理；s3.锅炉(201)产生的高温蒸汽进入汽轮发电机组发电后进入第一凝汽器(206)，并通过光伏热泵凝结水余热回收系统(30)回收经汽轮发电机组排出介质中的余热，光伏热泵凝结水余热回收系统(30)将回收的热量通过烟气余热深度回收与储能系统(40)进行存储；
s4.经步骤s3换热后的循环回路(220)上的介质进入至回热系统进行加热，回热系统的加热热量来源于烟气余热深度回收与储能系统(40)存储的热量，经回热系统加热后的介质返回至锅炉(201)。12.如权利要求1至10任意一项所述的火电厂节能系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：s101.获取机组运行状态及负荷需求；s102.根据机组运行状态及负荷需求控制烟气余热深度回收与储能系统(40)为机组给水提供热量，以保证给水温度恒定或机组效率最高。

技术总结
本发明公开了一种火电厂节能系统及其余热深度利用方法、运行方法，所述系统包括：锅炉，为火电厂提供热能；所述锅炉上设置有高温蒸汽排出管和烟气排出管，高温蒸汽排出管连接设置有汽轮发电机组；所述汽轮发电机组的蒸汽出气端与锅炉之间通过循环回路相连接；烟气余热深度回收与储能系统，用于接收锅炉排出的部分烟气并将烟气热量回收后进行存储；回热系统，利用烟气余热深度回收与储能系统存储的热量对循环回路中的介质进行加热；光伏热泵凝结水余热回收系统，回收循环回路中的余热并将回收的热量存储至烟气余热深度回收与储能系统。本发明从余热深度利用的角度出发，结合储能技术、可再生能源技术与热泵技术，大大提高了火电厂的余热利用水平。电厂的余热利用水平。电厂的余热利用水平。


技术研发人员：戴晓业 徐舒涵 许朋江 薛朝囡 胡清茹
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2022.11.16
技术公布日：2023/2/3