[发明专利]一种用于热电联产机组的分级蓄热系统及其调峰方法

说明书

技术领域

本发明涉及热电技术领域，具体涉及到一种用于热电联产机组的分级蓄热系统及其调峰方法。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展以及人民生活水平日益提高，国内电网装机容量随之扩大。然而，由于我国近几年用电结构发生变化，即第一产业用电量下降，第二、第三产业用电量上升，导致电网峰谷差逐渐增大；与此同时，近年来大力发展的风能、太阳能等新能源发电技术，存在着能量供求脱节的问题，为了配合可再生能源发电的上网，原本不需要参与调峰的电厂机组也要承担一定的调峰任务，这些无疑都会造成电网调峰幅度和难度越来越大。

此外，由于我国大多数发电厂是以燃煤为主的火电厂，水电厂的比重很小，东北地区的这一特点尤为突出，并且随着我国节能减排工作的深入开展，东北地区的很多燃煤电厂都改造成能够冬季供暖的热电联产电厂，这一举措在一定程度上提高了能源的利用效率以及电厂的效益，但是也存在一些技术上的不足。目前，热电联产的电厂多采用以热定电的运行方式，当电厂的供热负荷确定以后，电厂的发电负荷也随之固定，这就使得电厂发电量的灵活性受到极大制约。

综上，热电联产电厂以热定电的运行方式不再适应。根据2016年3月，国家发改委、能源局等联合颁布的《热电联产管理办法》中关于提高热电联产电厂的调峰能力的有关指示，热电联产电厂在保证系统安全的前提下，安装蓄热装置以提高其调峰能力是必然趋势。

通过检索，中国专利(CN106123086A)公开了带有蓄热装置的热电联产机组及其调峰方法，专利中发明设计的热电联产机组包括汽轮机、热网加热器、蓄热装置、热网循环水泵，蓄热装置采用相变材料斜温层蓄热罐及其调节系统，放置在热网加热器后，热网加热器部分出水作为蓄热热源。其调峰方法是通过启闭阀门来改变蓄热装置的工作状态：当机组产热量大时通过热网加热器供热，蓄热装置蓄热；当产热量少时，蓄热装置放热，替代热网加热器部分抽汽加热热网回水，与热网加热器出水混合后送往热力站。该专利在一定程度上在提高了热电联产机组的调峰能力，但是没有将热能进行梯度利用从而导致热能利用率不高；此外该专利并没有考虑到在机组产热量减少时，汽轮机抽汽热量与蓄热装置放出的热量仍不能满足热用户需求这一情况，这不能保证机组参与电网调峰产热量变化时供热品质始终不变。

发明内容

本发明克服原有技术不足，基于多热源供热，提出一种用于热电联产机组的分级蓄热系统及其调峰方法，本发明的分级蓄热系统增加热电联产机组的供热能力，适用于参与电网调峰的热电联产机组，并有利于风力发电，太阳能发电等可再生能源发电的消纳。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：

一种用于热电联产机组的分级蓄热系统，包括发电厂系统和蓄热系统；

所述的蓄热系统包括第一热网换热器、第二热网换热器、第一蓄热水罐、第二蓄热水罐、热用户和热网循环水泵；第一热网换热器的第一出口与第一蓄热水罐的第一入口连接，第一蓄热水罐的第一出口与第二热网换热器的第一入口连接，第二热网换热器第一出口与第二蓄热水罐的第一入口连接，第二蓄热水罐的第一出口与热网用户入口连接，热网用户出口通过热网循环水泵与第二蓄热水罐的第二入口连接，第二蓄热水罐的第二出口与第一蓄热水罐的第二入口连接，第一蓄热水罐的第二出口与第一热网换热器的第一入口连接，形成蓄热循环系统；第一蓄热水罐的第一入口和第一出口之间、第一蓄热水罐的第二入口和第二出口之间、第二蓄热水罐的第一入口和第一出口之间、第二蓄热水罐的第二入口和第二出口之间分别通过一个旁路管连接，旁路管通过控制阀控制启闭；

所述的发电厂系统的主蒸汽管道与第二热网换热器连接进行热交换；发电厂系统的汽轮机中压缸排汽管与第一蓄热水罐连接进行热交换。

所述的发电厂系统包括锅炉、汽轮机高压缸；所述的锅炉的第一蒸汽出口与汽轮机高压缸入口连接，汽轮机高压缸出口与锅炉的第二蒸汽入口连接，锅炉的第二蒸汽出口通过管道依次连接汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和锅炉第一蒸汽入口，形成发电厂循环系统。

所述的发电厂系统的主蒸汽管道通过蒸汽扩容器与第二热网换热器连接进行热交换；蒸汽扩容器入口与锅炉的第一蒸汽出口连接，蒸汽扩容器出口与第二热网换热器第二入口连接；第二热网换热器第二出口与除氧器另一入口连接。

所述的第一热网换热器第二入口与汽轮机中压缸的出口连接，第一热网换热器第二出口与凝汽器另一入口连接。