[发明专利]一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法，该系统包括燃煤发电机组热力系统以及包含太阳能集热装置、冷热储热介质罐、储热介质泵、储热介质与给水换热器等耦合太阳能热发电的高温储热系统；锅炉烟道中布置储热介质加热器；通过太阳能储热介质调节阀和储热介质泵配合调节进入太阳能集热装置和储热介质加热器的储热介质流量，消除阳光辐照变化的影响，维持输出功率稳定；其次，用储热介质罐进行调峰，在锅炉稳定燃烧的条件下降低汽轮机出力；还通过高压加热器调节阀组开断调节进入储热介质与给水换热器的给水流量和温度，使系统满足机组快速变负荷速率的要求；本发明能实现太阳能燃煤发电耦合，降低煤耗量，大幅提高机组灵活性和经济性。

技术领域

本发明涉及多能源互补发电技术领域，具体涉及一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法。

背景技术

近年来，我国政府加快了多能互补示范工程建设。太阳能是清洁的可再生能源，但由于太阳能是间歇性能源，大规模发电并网加剧电网波动，也降低了电网系统调峰容量比，造成我国部分地区可再生能源发电消纳困难；同时我国电力系统中调峰任务将主要由燃煤火电机组承担。这对太阳能热发电和燃煤火力机组的灵活性经济性都提出了新要求，要求其能稳定输出功率同时也能大幅度快速变负荷且经济地运行。

现有太阳能热发电系统与燃煤热力系统的耦合不足以快速抵消太阳辐照强度变化引起的输出功率扰动，且锅炉与汽轮机间的强耦合限制了发电机组的最低出力，目前尚未有合理的解决方案使得太阳能热发电和燃煤发电机组能够满足电网对机组变负荷运行性能的要求和经济性的要求，需要解决的问题包括：

1)太阳辐照等环境条件变化，需要解决太阳能与燃煤互补电站的运行控制问题。

2)当电网要求快速大幅度变负荷时，太阳能热发电受天气限制，而燃煤发电受锅炉最低稳定燃烧负荷和系统内部蓄热能力限制，均无法满足变负荷速率要求，需要寻求更有潜力的太阳能与燃煤耦合方案，增设更高效的蓄热系统相互配合。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统及运行方法，该系统实现太阳能热发电与燃煤发电耦合，增加机组外部主动储热，利用储热介质高温储热，快速抵消太阳辐照强度变化引起的输出功率扰动并实现机炉解耦，使得太阳能燃煤耦合发电机组能满足电网对机组变负荷性能的要求，同时降低煤耗量，提高经济性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种太阳能燃煤耦合灵活发电系统，包括燃煤发电机组热力系统和耦合太阳能热发电的高温储热系统：其中，

所述燃煤发电机组热力系统包括依次连接的锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中低压缸3、凝汽器4、凝结水泵5、低压加热器6、除氧器7、给水泵8、高压加热器与调节阀组9；所述锅炉1的烟道中还布置有储热介质加热器10；锅炉1的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸2的入口相连通；锅炉1的给水入口和高压加热器与调节阀组9的给水出口相连通；汽轮机高压缸2的蒸汽出口通过锅炉1与汽轮机中低压缸3进汽口相连通；汽轮机中低压缸3的第一级抽汽出口与高压加热器与调节阀组9的蒸汽入口通过管道相连通，第二级抽汽出口与除氧器7的蒸汽入口通过管道相连通，第三级抽汽出口与低压加热器6的蒸汽入口通过管道相连通；汽轮机中低压缸3的蒸汽出口与凝汽器4的进气口相连通；凝汽器4的水工质出口通过凝结水泵5与低压加热器6的水工质入口相连通；低压加热器6的水工质出口与除氧器7的水工质入口相连通；