[发明专利]一种基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组热电解耦系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组热电解耦系统及方法，包括：高温熔盐罐、高温熔盐泵、低温熔盐罐、低温熔盐泵、蒸汽显热换热器、熔盐蒸汽过热器、熔盐蒸汽发生器、锅炉再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、工业用户、除氧器和水泵。本发明的有益效果是：与现有关小汽轮机中压进汽阀运行方案相比，本发明减少了中压进汽阀节流损失，提高了汽轮机运行安全可靠性；与现有蓄热式电锅炉调峰技术相比，本发明避免了高品质电力转化为蒸汽带来能耗高的问题；本发明不进行锅炉及汽轮机改造，只增加了一套熔盐蓄放热系统，实现了火电机组完全热电解耦，解除了因保证供热蒸汽参数限制，拓宽了机组调峰负荷范围，提高了机组灵活性。

技术领域

本发明涉及一种火电机组发电与供热协同调峰技术，主要适用于不同容量火力发电机组，包括燃煤、生物质、燃气联合循环等火电供热机组。

背景技术

目前电网峰谷差日益增大，电力系统调峰压力也日渐加大，以浙江省为例，2018年浙江电网统调口径最大峰谷差达2886万千瓦，随着宾金、宁绍、浙福等特高压输电工程的投运及浙江新能源发电装机的增加，浙江电网对调节的灵活性与可靠性要求越来越高。为发挥大机组节能环保优势，绝大部分火电机组本身设计或者后期改造为发电、供热两用机组，从而替代大型火电机组周边的小型供热采暖或者工业蒸汽锅炉，提高了整个社会的能源利用效率，大幅度减少了污染物排放。

随着火电机组参与供热，减少了火电机组调峰能力，并且随着新能源发电装机增加，迫切需要进一步挖掘火电机组的调峰能力，以保证电网安全稳定运行，火电供热机组的深度调峰运行是发展的必然。

目前火电供热机组主要通过对运行数据分析、现场试验等方式，对机组进行调节优化，挖掘机组调峰能力，以浙江省火电机组为例，绝大部分火电机组向周边供应1.6MPa工业蒸汽，300MW等级火电机组为保证蒸汽供应品质，最低运行负荷需控制220MW。即使通过关小汽轮机中压进汽阀协同参与调节再热冷段蒸汽压力，造成300MW等级火电供热最低运行负荷由原来的120MW提高至180MW。由于参与工业供热，减少了300MW等级火电纯凝机组60～100MW调峰能力，降低了300MW等级火电纯凝机组在发电市场竞争力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，为提高火电供热机组调峰能力或者提高供热安全性，提供一种基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组热电解耦系统及方法，挖掘现有火电供热机组发电、供热调峰负荷能力，降低机组发电负荷，提高机组供热负荷范围，拓宽机组调峰负荷范围，提高机组运行灵活性。

基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组热电解耦系统，包括高温熔盐罐、高温熔盐泵、低温熔盐罐、低温熔盐泵、蒸汽显热换热器、熔盐蒸汽过热器、熔盐蒸汽发生器、锅炉再热器、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、工业用户、除氧器和水泵；低温熔盐罐的输出端通过低温熔盐泵连接蒸汽显热换热器的输入端，蒸汽显热换热器的输出端连接高温熔盐罐的输入端；锅炉再热器的输出端连接蒸汽显热换热器的输入端，蒸汽显热换热器的输出端连接工业用户；高温熔盐罐的输出端通过高温熔盐泵连接熔盐蒸汽过热器和熔盐蒸汽发生器的输入端，熔盐蒸汽过热器和熔盐蒸汽发生器的输出端连接低温熔盐罐的输入端；除氧器的输出端通过水泵连接熔盐蒸汽发生器和熔盐蒸汽过热器的输入端，熔盐蒸汽发生器和熔盐蒸汽过热器的输出端连接工业用户；锅炉再热器的输出端连接汽轮机中压缸，锅炉再热器的输入端连接汽轮机高压缸。

作为优选：高温熔盐罐输出高温熔盐，低温熔盐罐输出低温熔盐，锅炉再热器输出锅炉再热器出口蒸汽即高温蒸汽，除氧器输出饱和除氧水。

基于蒸汽加热熔盐蓄热的火电机组热电解耦系统的熔盐蓄放热方法，包括以下步骤：

1)当火电供热机组要求降低发电负荷时，熔盐蓄放热系统调整到蓄热模式：打开锅炉再热器的出口阀抽取高温蒸汽至蒸汽显热换热器，低温熔盐通过低温熔盐泵从低温熔盐罐输送至蒸汽显热换热器与锅炉再热器出口蒸汽进行换热，加热后的高温熔盐储存至高温熔盐罐中，同时加热熔盐后的蒸汽温度降至工业蒸汽参数供至工业用户；