[发明专利]一种火电厂高低温储热调峰系统及方法

说明书

本发明涉及一种火电厂高低温储热调峰系统及方法，该系统包括锅炉系统、汽轮机发电系统、高温储热装置、低温储热装置；所述高温储热装置利用锅炉系统蒸汽出口的高温蒸汽进行储热，冷却后的凝结水与锅炉进口给水混合，当高温储热装置放热时，一部分锅炉进口给水进入高温储热装置，产生高温蒸汽；所述低温储热装置利用锅炉进口的给水进行储热，降低温度后的给水与汽轮机发电系统的回热加热器进口给水混合，当低温储热装置放热时，回热加热器进口的一部分给水进入低温储热装置，加热后的给水与回热加热器的出口给水混合；高低温混合储热提高了火电厂发电的变负荷速率和范围，增加火电厂发电和供热灵活性，针对不同的负荷要求高效输出电和热。

技术领域

本发明涉及火电厂调峰技术，尤其涉及一种火电厂高低温储热调峰系统及方法。

背景技术

随着传统化石能源的巨大消耗，人们面对日益严峻的能源与环境问题。新的能源技术革命要从提高能源利用效率以及优化能源消费结构着手。火电是我国最主要的电力供应来源，清洁高效灵活运行已经成为火电行业转型发展的重要目标。随着我国光伏、风电等非稳定新能源比例的持续扩大，高比例风电和光伏发电的波动性与随机性将对电力系统灵活性调峰提出更高要求，同时其电力电子装置并网带来的系统低惯量与安全稳定问题，使得电力系统为消纳高比例可再生能源将付出更高的成本。目前传统火力发电仍占主要份额，是电力系统可靠性的基石，因此火电厂灵活性调峰改造市场需求持续扩大。

此外，为满足日益增长的冬季供暖需求、缓解部分城市区域供热中供热热源不足的问题，新建较多热电厂。但供暖负荷和电力负荷不同步，造成锅炉低热负荷稳燃困难或者高热负荷蒸汽浪费等问题。提高我国供暖地区供热电厂在采暖季运行的调峰能力也是火电灵活性改造的目标之一。

电力装机结构和电力消费结构正在发生着重大变革。火电机组的运行目标从追求高效节能逐渐转变为注重提升机组的灵活性，增加机组深度调峰及快速启停能力。实施火电灵活性改造不仅仅是火电企业自身生存发展的需要，更是推进整个电力能源生产及消费革命的必然要求。

目前，国内外较为成熟的火电灵活性改造技术主要有：机组本体调峰改造、低负荷协调控制优化、等离子/微油助燃技术以及热电联产机组热电解耦技术等。但仍面临改造运行成本高、热电利用效率低、煤耗显著增加、调峰范围有限等问题。

发明内容

本发明针以上火电厂灵活改造中存在的问题，提出了一种高低温混热储热调峰系统及方法，以降低储热成本，提高热利用效率，提升机组快速爬坡以及快速启停的能力。本发明具体方案如下：

一种火电厂高低温储热调峰系统，包括高温储热装置、低温储热装置、锅炉系统、汽轮机系统。所述高温储热装置和低温储热装置具有冷端和热端，储热装置的冷端流入或流出低温换热工质，热端流入或者流出高温换热工质。所述锅炉系统的给水进口与所述高温储热装置的冷端水工质接口相连，锅炉系统的高温蒸汽出口与所述高温储热装置的热端水工质接口相连。所述汽轮机系统包括汽轮机、凝汽器、回热加热器、给水泵。所述锅炉系统的高温蒸汽出口与所述汽轮机进口相连，所述汽轮机抽汽口与所述回热加热器的抽汽进口相连，所述汽轮机排汽口与所述凝汽器进汽口相连，所述凝汽器凝结水出口与给水泵进口相连，所述给水泵出口与所述回热加热器的给水进口相连，所述回热加热器的给水出口与所述锅炉系统的给水进口相连。所述低温储热装置的冷端水工质接口与所述回热加热器的给水进口相连，所述低温储热装置的热端水工质接口与所述回热加热器的给水出口相连。

作为优选，所述回热加热器分为高压回热加热器、除氧器、低压回热加热器，三者依次串联连接，即低压回热加热器的给水出口连接除氧器的给水进口，除氧器的给水出口连接高压加热器的给水进口。

进一步，所述低温储热装置中的储热介质为显热储热、热化学储热或者相变储热中的一种或者多种，所述高温储热装置中的储热介质为显热储热、热化学储热或者相变储热中的一种或者多种。