[实用新型]一种基于昼夜电力调峰的火电空冷凝汽器安全度夏装置

说明书

本实用新型公开了一种基于昼夜电力调峰的火电空冷凝汽器安全度夏装置，包括吸收式制冷系统、火电空冷凝汽器组件，在夏天启用冬季供热用的溴化锂/水为工质的吸收式制冷(热泵)系统，在晚上环境温度相对较低时采用汽轮机级间抽汽驱动，制得冷水储存在蓄冷罐中，白天环境温度升高时，用蓄冷罐中的冷水对环境高温空气进行预冷，提升凝汽器的换热性能，提高火电机组的发电效率，保证机组安全度夏。

技术领域

本实用新型属于燃煤火力发电机组的空冷领域，具体涉及一种基于昼夜电力调峰的火电空冷凝汽器安全度夏装置，用以解决火电空冷机组安全度夏问题。

背景技术

燃煤火力发电机组占所有电力供应的73％，是我国电力供应的根本保障。由于空冷系统具有明显的节水优势，已经成为我国富煤少水地区的首选。空冷凝汽器的传热性能极易受到气象条件的影响，如环境空气温度升高极大得恶化着凝汽器的换热性能，使汽轮机排汽背压升高，进而恶化了发电机组的效率。研究表明：环境温度升高1℃，汽轮机机组真空度下降约2kPa，发电量下降约4MW；除此之外，环境空气高温有可能威胁系统的安全运行。当环境温度过高引起汽轮机排汽背压升高时，锅炉必须加煤以维持主汽压力，但当凝汽器背压波动下降时，由于减煤调节的滞后性，会引起主汽压力过高，进而造成锅炉和汽机跳闸。因此发展一种能够抑制空冷机组性能随环境温度变化的装置是十分必要的。

夏季白天高温会导致发电机组效率严重衰减，发电量降低。但同时夏季白天高温时却恰恰是用电高峰之时。这对矛盾将对火电系统造成极大的压力，因此发展能够在昼夜间调峰的大规模储能系统可以避免因用电高峰而必须增建的装机容量。

针对空冷机组安全度夏问题，目前所采用的解决方案是降负荷运行或干湿联合改造措施。降负荷运行，虽然可以保证机组的安全，但是这与高温情况用电量大的现状背道而驰；进行干湿联合改造的措施，如中国专利“采用自然通风及复合运行模式的干湿联合冷却塔及其应用”(CN201510810682.7)等，基于自然通风冷却塔，提出了一种干湿联合运行方式，指出干段和湿段可以采用串联、并联或混合流程的复合运行模式，降低循环水温度的冷却塔。一来湿冷效果也有极限(环境湿球温度)，效果不是特别理想，再者违背了建造空冷机组的节水初衷。

针对电力昼夜调峰的需求，目前多提倡采用抽水蓄能和压缩空气储能。抽水蓄能举措虽为火电所普遍采用，但是这项技术对江河等自然条件的依赖极为严重。而压缩空气储能系统，也存在一些较为明显的缺陷：1)常规压缩空气储能系统需要额外热源加热空气，导致效率较低。例如中国专利“压缩空气储能系统”(CN200710098467.4)提出一种用于电力系统削峰填谷的压缩空气储能系统，包括电动机、压缩机、后冷却器、储气库、回热器、发电机、高压透平、低压燃烧室、低压透平。利用电能压缩空气并储存于地下，在用电高峰时将压缩空气放出，加热空气并驱动透平发电；2)即使新兴的绝热/等温压缩空气储能，例如中国专利“一种等温压缩空气储能系统及方法”(CN201510226671.4)，由于充分利用回热系统，没有额外燃料的加入。但仍然解决不了如下问题：压缩空气储能系统的储能密度低，需要储气室过于宠大，为投资成本造成一定的压力；若选用地下洞穴储气，对地理条件的依赖特别大，则选址困难。

此外，从余热利用的角度出发，许多火电厂都已经配有吸收式制冷机组，以备冬季供暖，例如中国专利“回收燃气循环热电厂烟气余热的吸收式热泵供暖装置”(CN01139760.8)、“利用吸收式热泵回收烟气余热的集中供热系统”(CN201110110470.X)等。上述现有技术的主要缺点是，需要额外增加大量投入，设备成本回收周期长，且主要聚焦于利用余热进行冬季供暖。

实用新型内容