[发明专利]熔盐储热与燃煤机组耦合的发电系统及运行方法

说明书

本公开提出一种熔盐储热与燃煤机组耦合的发电系统及运行方法，该系统包括：低温熔盐储罐、低温熔盐泵、低温熔盐调节阀、低温烟气‑熔盐换热器、中温熔盐储罐、中温熔盐泵、中温熔盐调节阀、高温烟气‑熔盐换热器及高温熔盐储罐。基于本公开的系统，可以利用熔盐吸收燃煤锅炉尾部竖直烟道烟气热量和脱硝后低温烟气热量，降低汽轮发电机组发电出力，响应电网深度调峰，另外，吸热升温后高温、中温熔盐分别存储，可用于顶尖峰发电、快速调频、工业供汽及集中供暖，实现能量梯级高效利用。该发明将燃煤机组锅炉与汽轮机解耦，大幅提高机组运行灵活性。

技术领域

本公开涉及燃煤发电技术领域，具体涉及一种熔盐储热与燃煤机组耦合的发电系统及运行方法。

背景技术

随着越来越多的风电和光伏并网发电，无论是对电网安全稳定运行还是进一步促进新能源消纳，提升电力系统运行调节能力显得尤为迫切，主要的技术方向包括新型储能、调峰电站、煤电机组灵活性改造、可中断负荷、电动汽车储能等。而抽水蓄能、天然气发电等调峰电站由于受地理条件、天然气价格等因素限制，很难大规模建设开发；压缩空气储能、电化学储能等新型储能技术成本较高，发展较慢；电动汽车储能缺乏技术论证；可中断负荷也受经济发展等因素限制很难推广。

据统计，截止2022年底，全国发电装机容量25.6亿千瓦，其中煤电装机11.4亿千瓦，占比43.8％，但2022年全国电力发电量显示，煤电提供了60％以上的电量和70％的调峰任务，真正保障了电力安全稳定供应，特别是在2022年夏季高温极端天气频发和西南水电出力受限的情况下，为电力保供提供了有力支撑。

由此可见，煤电机组深度调峰和顶尖峰是提升电力系统运行调节能力和保障电力安全稳定供应的关键。而受限于燃煤机组锅炉和汽机的强耦合关系以及燃煤锅炉低负荷稳燃要求，很难依靠机组自身实现深度调峰能力的进一步提升，迫切需要高效低成本大容量的储热技术。当前，熔盐储热技术发展较为成熟，具有安全性高，储热容量大，使用寿命长等特点，且相对其他储热技术具有低成本的优势。基于此，关于熔盐储热与燃煤机组耦合集成的技术研究发展迅速，主要可分为熔盐储热与锅炉侧耦合、熔盐储热与汽机侧耦合两方面，具体耦合集成方案需要根据机组实际运行情况制定，且达到的调峰调频等效果也不一样。

发明内容

本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本公开的目的在于提出一种熔盐储热与燃煤机组耦合的发电系统及运行方法，该系统创新采用包含高温熔盐储罐、中温熔盐储罐及低温熔盐储罐的熔盐吸热储热系统，利用锅炉尾部竖直烟道内较高温度的烟气和脱硝后较低温度的烟气加热熔盐，并将加热后的高温熔盐和中温熔盐分别存储起来，从而大幅提高机组深度调峰能力；高温熔盐可用于发电和工业供汽，中温熔盐可用于加热给水、抽汽节流、集中供热，实现了能量的梯级利用，提高了机组顶尖峰能力和快速调频能力，并使燃煤机组锅炉和汽机解耦，大幅提高机组运行灵活性。

本公开第一方面实施例提出的熔盐储热与燃煤机组耦合的发电系统，包括：低温熔盐储罐(1)、低温熔盐泵(2)、低温熔盐调节阀(3)、低温烟气-熔盐换热器(4)、中温熔盐储罐(5)、中温熔盐泵(6)、中温熔盐调节阀(7)、高温烟气-熔盐换热器(8)及高温熔盐储罐(9)；其中，

所述低温熔盐储罐(1)经过所述低温熔盐泵(2)及所述低温熔盐调节阀(3)连接所述低温烟气-熔盐换热器(4)熔盐侧入口，所述低温烟气-熔盐换热器(4)熔盐侧出口连接所述中温熔盐储罐(5)；

所述中温熔盐储罐(5)经过所述中温熔盐泵(6)及所述中温熔盐调节阀(7)连接所述高温烟气-熔盐换热器(8)熔盐侧入口，所述高温烟气-熔盐换热器(8)熔盐侧出口连接所述高温熔盐储罐(9)。

本公开第二方面实施例提出的熔盐储热与燃煤机组耦合的发电系统的运行方法，包括：

确定电网调度需求信息和燃煤机组运行工况；