[发明专利]基于旁路调控的热电解耦系统

说明书

本发明公开了一种基于旁路调控的热电解耦系统，属于供热设备技术领域，包括汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和与发电机相连的汽轮机低压缸，汽轮机中压缸与汽轮机低压缸之间的中低压连通管一侧设置旁路管，中低压连通管上设置密封供热蝶阀，旁路管上设置旁路蒸汽调节阀；汽轮机低压缸的蒸汽经凝汽器及冷却机组冷却后排至大气中；汽轮机中压缸的中排抽汽管与热网加热器相连，热网循环水经压缩式热泵初级加热后进入热网加热器进行二级加热。通过降低汽轮机低压缸的运行背压，进而降低最小通流质量流量，提高汽轮机中压缸的中排抽汽量，用于增加供热负荷；同时进入汽轮机低压缸的蒸汽量减少，发电机的发电功率下降，达到热电解耦的目的。

技术领域

本发明属于发电设备技术领域，尤其涉及一种基于旁路调控的热电解耦系统。

背景技术

随着风、光等新能源高速发展，风电在能源供给比重逐渐加大，因其发电功率受气候条件影响较大，要求电网有足够的调峰能力；另外风电保障性收购政策也在一定程度上对火电机组提出深度调峰要求。尤其是东北地区，由于燃煤热电比例高，调峰电源建设条件差，冬季供暖期调峰困难，弃风弃光问题严重，电力系统的新能源消纳能力制约了东北可再生能源发展，已经引起国家的高度重视。 北方地区的火电企业多为热电联产机组，尤其是东北地区热电装机容量占比较高，受社会供热负荷逐年增长需求的限制，冬季热电机组通常采取以热定电的方式运行，机组调峰能力较纯凝工况大幅降低，甚至没有能力提供深调峰服务，东北电网在冬季的采暖期面临调峰缺额较大的困境。

当前火力发电机组进行热电解耦的主要方式有以下几种，且均存在不同程度的缺陷：

1、汽机侧改造：如高背压改造、低压缸光轴改造，此类改造需要对汽轮机本体进行较大改造，而且采暖期及非采暖期切换时需停机检修，不够灵活，汽轮机发电能力受一定影响，改造费用较高。尤其是高背压技术无法适应机组低负荷运行，低负荷运行时易发生鼓风现象。

2、储热技术方式：目前，有较大规模工程实际应用的储热技术主要有显热储热技术与潜热储热技术。显热储热中最普遍的技术就是热水储热系统，热水灌储热，缺点是工程造价较高，储热温度较低，占地大，而且储热水罐为了适应峰谷周期储热必然带来储热损失，一个峰谷周期可能会损失储热量的5%甚至更多；潜热储热技术中有代表性的为熔盐储罐，该技术缺点是造价非常昂贵，该技术运行中也有储热损失。

3、旁路改造：缺点是有再热器超控制温，汽轮机推力变化等问题出现，影响机组安全性，而且改造后相当于直接采用锅炉主蒸汽高品位蒸汽减温减压供热，机组运行经济性差，且现在旁路流量控制性能较差，参与热电解耦调节精度无法保障，当前旁路热电解耦系统的控制系统及方法较少。

4、电锅炉：缺点时进行灵活性改造需要较大功率电锅炉，造价较高，相对汽轮机抽汽供热不节能。

发明内容

本发明提供一种基于旁路调控的热电解耦系统，旨在解决现有技术中供热设备改造投资大、维护量大、经济性较差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于旁路调控的热电解耦系统，包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和与发电机相连的汽轮机低压缸，锅炉给水管对锅炉供水后输出的高压蒸汽经主蒸汽管进入汽轮机高压缸做功，所述汽轮机高压缸的排汽进入锅炉再次加热后经再热蒸汽管进入汽轮机中压缸做功，所述汽轮机中压缸的排汽一部分经中低压连通管进入汽轮机低压缸做功、另一部分经中压缸排汽抽汽管进入热网换热器供热，所述汽轮机低压缸驱动发电机发电，所述汽轮机低压缸的排汽进入凝汽器凝结；

所述主蒸汽管及再热蒸汽管分别通过旁路抽汽热力系统的降温减压，实现系统内部的热电自动解耦。

优选的，所述旁路抽汽热力系统包括高压旁路管及低压旁路管；所述主蒸汽管通过高压旁路管与锅炉相连，所述高压旁路管上设有降温减压组件一；所述再热蒸汽管通过低压旁路管与热网换热器相连，所述低压旁路管上设有降温减压组件二；所述中低压连通管上设有中低压连通管供热阀，用于调节进入汽轮机低压缸及热网换热器的蒸汽分配量。