[发明专利]快速调峰燃煤发电系统及运行方法

说明书

本发明公开了快速调峰燃煤发电系统及运行方法，该发电系统的锅炉设有省煤器、蒸汽发生器、以及末级过热器，其充热功率模块包括第一相变换热器和第一过热器，其放热功率模块包括预热器、第二相变换热器和第二过热器；所述放热功率模块设有再热器，所述再热器在熔盐流路上与所述第二过热器并联；所述高压缸的第一出口管路，与再热器的汽水侧入口连通，所述再热器的汽水侧出口与所述中压缸的侧向进汽口连通。该发电系统可以减少调峰过程对锅炉汽水系统及热负荷的冲击，利于锅炉侧安全运行，并克服了锅炉厚壁元件及制粉系统对调峰速率的固有限制，使机组具备快速升降负荷的功能，显著提升发电系统的发电效率。

技术领域

本发明涉及燃煤发电技术领域，尤其涉及耦合有熔盐储热功能的快速调峰燃煤发电系统。

背景技术

随着风能、光伏发电成本的不断降低，大规模可再生能源利用成为趋势。目前，我国可再生能源发电量占比已经达到24％，而火力发电的发电量占比已经下降到近70％。

然而可再生能源存在利用小时数低、稳定性差等短时间内难以解决的问题。为了保障电网的稳定性，火力发电机组需要尽可能提高灵活性以大规模消纳新能源，然而，传统的火力发电机组升降负荷速度慢、灵活性差、调峰深度低，机炉之间的刚性约束难以打破，很难满足电网的快速调峰需求。

通过在火力发电系统中耦合熔盐储能装置可以有效提高火力发电机组的升降负荷速度、灵活性和调峰深度。

熔盐是指熔融态下的液体盐，工程中使用的熔盐通常指无机盐熔体。熔盐具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力和高体积热的特点，是一种优良的传热储热介质，熔盐储能技术即利用熔盐在升温和降温过程中的温差实现热能存储。

由于熔盐储能具有调峰能力更强、适合大规模应用、使用寿命长、经济效益更优、安全环保等诸多优势，因此，其通常与光热发电联系在一起。

熔盐储热调峰方案的原理是在火电机组发电过程中，通过熔盐吸热/放热功能实现蒸汽的收集与利用。与普通的火力发电机组相比，熔盐储热调峰方案增加了储热系统，主要由储热功率模块、储热能量模块和放热功率模块组成。

当机组需要降负荷调节时，启动储热功率模块，锅炉产生的部分过热蒸汽和再热蒸汽通过储热功率模块对冷盐罐中的冷熔盐进行加热，之后将其储存在热盐罐中。

当机组需要升负荷调节时，热盐罐中的高温熔盐通过放热功率模块进行放热，产生的蒸汽回到汽轮机进行发电，之后再将释热后的熔盐储存在冷温罐中。

火力发电机组利用熔盐的特性，将光热发电与熔盐蓄热储能技术相结合，增强火电机组灵活性，提升电网对可再生能源的兼容性。

然而，现有的火力发电机组在耦合熔盐储能装置之后，大都采用在锅炉内部设置换热器的方式进行负荷调节，机炉耦合程度较高，不利于锅炉侧安全运行。

还有一些技术方案在升负荷过程中将取水位置选在锅炉下联箱，水温近饱和，抬升了冷盐罐最低温度，减弱熔盐蓄热能力，在升负荷过程时极大增加了省煤器负荷，对锅炉影响较大。

此外，这些技术方案还存在汽水回路复杂，不便于储热系统整体的运行维护，多次能量转换导致能量品位低，储热系统效率低等技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速调峰燃煤发电系统，以在进一步提高机组升降负荷速度、灵活性和调峰深度的同时，解决上述技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种用于所述的快速调峰燃煤发电系统的运行方法。