[发明专利]一种负荷大幅波动的蓄热式蒸汽热网供热系统及方法

说明书

本发明公开了一种负荷大幅波动的蓄热式蒸汽热网供热系统，包括供热热源、蒸汽供热管网模块、蓄热供热系统模块、电加热系统模块。一方面，本发明提出利用高温蓄热储能系统实现对富余热网蒸汽进行存储和释放，实现热网蒸汽热能的高效利用，同时利用电蓄热过热器作为二级热源，解决蓄热存储与释放过程中蒸汽温度降低的问题，保证了供热蒸汽品位。另一方面，提出利用蓄热技术实现局部供热的方法，解决了蒸汽热网在低负荷情况下的经济性差的问题，并且避免了热损过大导致的冷凝水过多出现局部水击等安全风险的问题，提升了蒸汽热网运行的经济性和安全性。同时，蓄热系统补充增加了热网尖峰负荷时的供热能力，热网的负荷容量。

技术领域

本发明涉及蓄热供热技术及新能源发电技术领域，特别涉及一种负荷大幅波动的蓄热式蒸汽热网供热系统及方法。

背景技术

随着区域供热和集中供热的发展，依托大型电厂余热蒸汽进行集中供热满足工业园区的蒸汽需求，替代小型锅炉供热机组，不仅有利于燃烧污染物的排放，同时对于降低供热成本，提升电厂效益均具有积极意义。

需要指出的是，随着热网的超前布局，由于热网前期热用户不足，局部热用户用能负荷波动大等，都有可能造成热网负荷不足或者负荷波动较大。于此同时，区域热网的管网面积大，这就可能导致在低负荷情况改下，热网管损较大带来的经济损失明显，同时由于冷凝水过多形成的局部水击现象对热网的安全性带来的冲击是对于热网的运行也构成严重威胁。如何解决蒸汽热网低负荷运行下的经济性和安全性问题，成为部分热网面临的迫切需求。

中国专利CN 111563828 A公开了一种基于需求响应的蒸汽热网优化调度方法，调整不同热用户的用热行为，平缓蒸汽热网的负荷波动，从而优化蒸汽管网的运行，提高效益，降低成本。但该专利主要通过灵活调节工业用热来实现运行负荷的稳定性，这将对主要热用户的用热造成一定的限制，降低其用热自由度。这一方法可以通过主动激励的方法通过调节热用户的用能习惯达到降低热负荷的波动特征，在一定程度上解决了热网负荷波动对热网经济性影响的问题。但是，并没有从根本上解决低负荷下的热损以及水击问题。

因此，如何从系统本身解决大热网对于热负荷大幅波动的适应性问题，是热网供热系统亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种负荷大幅波动的蓄热式蒸汽热网供热系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负荷大幅波动的蓄热式蒸汽热网供热系统，其包括供热热源、蒸汽供热管网模块、蓄热供热系统模块和电加热系统模块；供热热源与蒸汽供热管网模块相连，蒸汽供热管网模块上装有若干蓄热供热系统模块，电加热系统模块与蓄热供热系统模块相连；

蒸汽供热管网模块包括蒸汽供热母管、若干蒸汽供热支管、支管开关阀、热用户和若干母管截止阀；蒸汽供热母管上装有若干蒸汽供热支管，每条蒸汽供热支管的入口装有支管开关阀，各蒸汽供热支管分别连接有热用户，在不同热用户之间的蒸汽供热母管上安装有若干母管截止阀；

蓄热供热系统模块包括蓄热进汽支管、蓄热进汽开关阀、蓄热蒸发/冷凝换热器、蓄热蒸发/冷凝换热器保温层、蓄热换热管、蓄热器疏水阀、蓄热器疏水管、蓄水箱、蓄热供水泵、蓄热供水管、蓄热供水逆止阀、蓄热过热器进汽管、蓄热过热器进汽单向阀、蓄热过热器电加热棒、蓄热过热换热管、蓄热过热器、蓄热过热器保温层、蓄热供汽支管和蓄热供汽开关阀；