[发明专利]一种太阳能辅助加热凝结水的火电机组调峰系统及方法

说明书

本发明公开了一种太阳能辅助加热凝结水的火电机组调峰系统及方法，该系统包括太阳能集热器、油‑水换热器、导热油泵、节流阀、凝结水调节阀、凝结水旁路调节阀、除氧器上水调节阀、除氧器上水旁路调节阀、冷罐、第一水泵、第一调节阀、电锅炉、热罐、第二水泵、第二调节阀。本发明将吸收的太阳能用于加热火电机组回热系统凝结水，减少低压缸抽汽，增加低压缸出力，另外，火电机组在调峰运行过程中通过储热水罐蓄热和放热，调节回热系统中凝结水流量进而调节汽轮发电机组出力。该发明可有效提高火电机组升降负荷速率，且火电机组在全工况范围内均具有较高热经济性，投资成本较低。

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，特别涉及一种太阳能辅助加热凝结水的火电机组调峰系统及方法。

背景技术

近年来，我国风电和太阳能发电发展迅猛。但由于风能和太阳能存在波动性、间歇性、地域局限性等特点，风电和光伏发电的并网将会对电网的安全稳定运行带来巨大挑战。为了平抑风电和光伏发电的波动性，进一步消纳大规模高比例的新能源发电，需要提升电力系统运行调节能力。

建设抽水蓄能、天然气发电等调峰电站，进行煤电灵活性改造，或者采用压缩空气储能、电池储能等是当前提升电力系统运行调节能力的主要技术手段。但压缩空气储能和抽水蓄能电站受地质条件限制难以大规模推广；受我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋影响，天然气发电成本较高；电池储能由于当前技术发展缓慢，成本也较高。

目前，煤电机组占我国发电装机比例仍较大，而大规模储能技术发展相对缓慢，因此深入挖掘现有煤电机组调峰能力成为促进新能源发电并网消纳的主要技术路径。储热水技术是目前技术比较成熟的储热技术之一，且安全性高，投资成本较低，能够较好的耦合火电厂热力系统，有效提高机组调峰能力，实现热电解耦。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种太阳能辅助加热凝结水的火电机组调峰系统及方法，该系统将吸收的太阳能用于加热火电机组回热系统凝结水；同时结合储热水技术在汽轮机回热系统中设置储热水罐，在机组需要调峰运行过程中利用储热水罐蓄热和放热，提高火电机组升降负荷速率，火电机组热经济性较高，且投资成本较低。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种太阳能辅助加热凝结水的火电机组调峰系统，包括太阳能集热器1、节流阀2、油-水换热器3及导热油泵4；其中，太阳能集热器1出口经过节流阀2连接油-水换热器油侧入口3-1，油-水换热器油侧出口3-2经过导热油泵4连接太阳能集热器1入口；

所述的一种太阳能辅助加热凝结水的火电机组调峰系统还包括凝结水调节阀5、凝结水旁路调节阀6、除氧器上水调节阀7、除氧器上水旁路调节阀8、冷罐9、第一水泵10、第一调节阀11、油-水换热器3、电锅炉12、热罐13、第二水泵14和第二调节阀15；其中，火电机组的凝结水泵出口分为两路，一路经过凝结水调节阀5连接火电机组的低压加热器水侧入口，另一路经过凝结水旁路调节阀6接冷罐9入口；火电机组的低压加热器水侧出口分为两路，一路经过除氧器上水调节阀7连接火电机组的除氧器，另一路经过除氧器上水旁路调节阀8连接冷罐9入口；冷罐9出口依次经过第一水泵10、第一调节阀11连接油-水换热器水侧入口3-3，油-水换热器水侧出口3-4经过电锅炉12连接热罐13入口，热罐13出口依次经过第二水泵14、第二调节阀15连接火电机组的除氧器。

所述的一种太阳能辅助加热凝结水的火电机组调峰系统的运行方法，包括以下步骤：太阳能集热器1吸收太阳辐射，用于加热流过太阳能集热器1内的导热油，吸热升温后的导热油经过节流阀2进入油-水换热器3油侧放热，降温后的导热油经过导热油泵4送入太阳能集热器1重新吸热升温，冷罐9中的凝结水经过第一水泵10、第一调节阀11进入油-水换热器3水侧吸收导热油的热量，然后经过电锅炉12进入热罐13中，从而完成太阳能辅助加热凝结水；而电锅炉12在太阳辐射强度不足时开启，以维持进入热罐13的凝结水温度满足要求；