[发明专利]一种基于蓄热蒸汽调节的燃气蒸汽热电协同系统及方法有效

专利信息
申请号: 201711250548.1 申请日: 2017-12-01
公开(公告)号: CN108167034B 公开(公告)日: 2020-06-16
发明(设计)人: 张良;钟崴;俞自涛;胡亚才 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: F01K11/02 分类号: F01K11/02;F01K7/16;F01K17/02;F24D1/06;F24D11/00
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 傅朝栋;张法高
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 蓄热 蒸汽 调节 燃气 热电 协同 系统 方法
【说明书】:

本发明公开了一种基于蓄热蒸汽调节的燃气蒸汽热电协同系统及方法,包括压气机、燃气轮机、发电机、蓄热器、锅炉、烟囱、低压汽包、高压汽包、主蒸汽管、凝汽器、补水泵,以及连接管路和附属阀门。本发明通过设置蓄热器利用燃气轮机的高温烟气蓄热,改善原有燃气轮机在低负荷甚至停机状态下的热电系统供给,满足用户侧热蒸汽的需求,提高燃气轮机组热电协调比例的同时提高系统的经济性,有很好的应有前景。

技术领域

本发明涉及燃气蒸汽联合循环和蓄热技术,尤其涉及一种基于蓄热蒸汽调节的燃气蒸汽热电协同系统及方法。

背景技术

随着供电侧新能源发电系统在供电系统所占比例的越来越大,导致供电侧的负荷波动性越来越大,与此同时,需求侧的用能需求的波动性一直存在,导致对供电系统的调峰性能要求越来越高,越来越多的传统发电站也被要求参与调峰。

燃气轮机作为一种最早参与调峰的机组类型,由于其启停方便,具有很好的灵活性,受到市场的广泛认可。与此同时,为了提高燃气轮机的能源利用效率,采用热电联的供能方式是热力发电系统中比较广泛接受的方式。需要指出的是,尽管热电联产可以为燃机系统带来很好的效益,但是由于用户侧的热能和电能的需求的不匹配性以及调峰要求燃机系统的随时启停的运行特征,而且,燃机系统的启停是以电的匹配为标准,导致热用户需求在一定的条件下无法得到满足。为了解决调峰过程中的电力的过剩问题以及热需求在特定阶段的不足问题,中国专利ZL 201710213036.1、ZL 201610528383.9、201710051543.X和201611166467.9等分别提出了蓄热等方法来解决上述问题,其中采用的具体技术方法包括直接储存热水、热网直接蓄热、电加热锅炉蓄热的方法。值得指出的是,现有的技术手段和方法中,存在几个尚未解决的问题:(1)直接储存热水和热网直接蓄热所存储的热量和热能的品位较低,占用的场地较大,无法满足长时间和对高品位蒸汽有要求的用户的需求。(2)以电蓄热虽然在经济上存在可行性,但在能量的角度,由于热-电过程的效率损失,导致能量损失较大,热经济性较差。

因此,如何实现燃气轮机组在低负荷、高热电需求比甚至停机条件下的高品位供热问题成为当前燃气蒸汽联合循环系统适应市场的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题,提供一种基于蓄热蒸汽调节的燃气蒸汽热电协同系统及方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

基于蓄热蒸汽调节的燃气蒸汽热电协同系统,包括压气机、燃气轮机、发电机、蓄热器、蓄热蒸汽旁路管、蓄热蒸汽旁路出口止回阀;锅炉供热蒸汽出口止回阀、锅炉、烟囱、供热蒸汽出口阀、供热站、中压缸蒸汽旁路入口阀、供热蒸汽主管道、低压汽包、高压汽包、主蒸汽管、中压缸蒸汽旁路、锅炉供热蒸汽补水管、主蒸汽补水管、主蒸汽补水入口阀、供热蒸汽补水入口阀、汽轮机、凝汽器、补水泵、蓄热蒸汽补水入口阀、蓄热蒸汽补水管、烟气旁路入口阀、烟气旁路管、烟气旁路出口阀、锅炉供热蒸汽管、主烟气管道。

压气机与燃气轮机、发电机顺次相连;燃气轮机通过主烟气管道与锅炉和烟囱顺次相连;蓄热器分别通过烟气旁路管与主烟气管道和锅炉相连,烟气旁路管的进、出口分别设有烟气旁路入口阀和烟气旁路出口阀;凝汽器中的冷凝水经补水泵分别输送到锅炉供热蒸汽补水管、主蒸汽补水管和蓄热蒸汽补水管,锅炉供热蒸汽补水管、主蒸汽补水管和蓄热蒸汽补水管的入口分别设有供热蒸汽补水入口阀、主蒸汽补水入口阀和蓄热蒸汽补水入口阀;锅炉供热蒸汽补水管与锅炉和锅炉供热蒸汽管顺次相连,蓄热蒸汽补水管与蓄热器和蓄热蒸汽旁路管顺次相连,蓄热蒸汽旁路管与锅炉供热蒸汽管并联后与供热蒸汽主管道、供热站顺次相连,蓄热蒸汽旁路管、锅炉供热蒸汽管和供热蒸汽主管道的末端分别设有蓄热蒸汽旁路出口止回阀、锅炉供热蒸汽出口止回阀和供热蒸汽出口阀;供热蒸汽主管道通过中压缸蒸汽旁路与汽轮机的中压缸相连,中压缸蒸汽旁路入口段设有中压缸蒸汽旁路入口阀;主蒸汽补水管与锅炉、主蒸汽管、汽轮机和凝汽器顺次连接;锅炉上分别设有低压汽包和高压汽包;汽轮机与发电机顺次连接。

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