[发明专利]一种提高纯凝火电机组调峰能力的机炉解耦系统及方法

说明书

本发明属于火力发电领域，具体涉及一种提高纯凝火电机组调峰能力的机炉解耦系统及方法，在机组参与电网调峰需要降低出力时，通过抽取部分主蒸汽和/或再热蒸汽进入储热系统，将部分热量存储于储热系统；在机组参与电网调峰需要增加出力时，按照参数和热量的合理匹配原则，把储热系统的储热量送回到热力系统中，实现机组出力大于对应锅炉负荷，或通过储热系统放热产生新蒸汽，进入顶峰用汽轮发电机组，可实现汽轮发电机组总出力高于锅炉额定负荷能力，提升电厂顶峰能力。该方案实现了锅炉和汽轮机的解耦运行，机组最小出力可不受锅炉最低稳燃负荷限制，最大出力可根据需要超出锅炉最大出力，大幅增加了机组的调峰负荷范围和灵活性。

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，具体涉及一种提高纯凝火电机组调峰能力的机炉解耦系统及方法。

背景技术

目前我国发电结构中火电仍占绝对主导地位，为了降低碳排放，需要严格控制燃煤发电的总量，大部分燃煤机组将改为灵活调度的运行方式，为非化石能源发电的消纳提供技术支撑，同时煤电在未来一段时间仍然发挥着电力供应“压舱石”的作用。随着控制碳排放量工作的推进，风电、光伏等新能源将大规模并网，给电网带来高比例可再生能源、高比例电力电子设备的挑战，煤电“基荷电源”的角色将逐步淡化，其定位将转向配合可再生能源灵活调整出力以保障平稳电力供给、以及配合尖峰负荷时段快速出力的辅助调节型电源。目前火电机组灵活性受制于锅炉和汽轮机间的耦合关系，当需要宽负荷运行时，汽轮机具有较好的负荷调节能力，但锅炉受最低稳燃负荷的限制，不能进一步降低负荷率，限制了机组的调峰能力。

因此为提高火电机组的灵活性，适用于深度调峰，将锅炉负荷与汽轮机出力进行解耦是一项亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种提高纯凝火电机组调峰能力的机炉解耦系统及方法，提高火电机组的灵活性，适用于深度调峰，将锅炉负荷与汽轮机出力进行解耦。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高纯凝火电机组调峰能力的机炉解耦方法，当机组参与电网调峰需要降低出力时，将部分进入汽轮机的蒸汽引出至储热系统，储存部分热量，减少进入汽轮机的蒸汽流量，降低汽轮机出力，实现机组降负荷调峰运行；

当机组参与电网调峰需要增加出力时，从机组汽水系统中抽取部分蒸汽、给水或凝结水至储热系统，吸收存储的热量后进入汽轮机组做功，增加汽轮机出力，实现机组升负荷调峰运行。

具体如下：

当机组参与电网调峰需要降低出力时：

保持锅炉负荷不低于最低稳燃负荷；从进入汽轮机高压缸前的主蒸汽管道上抽取主蒸汽进入高温储热模块；将抽取的主蒸汽热量进行储存，损失热量后的蒸汽成为较低品质的蒸汽或给水；所述较低品质的蒸汽与高压缸排汽混合，送至锅炉再热；所述较低品质的蒸汽或给水送入机组回热系统热力接口；从进入汽轮机中压缸前的再热蒸汽管道上抽取再热蒸汽进入高温储热模块；将抽取的再热蒸汽热量进行存储，再热蒸汽释放热量后成为较低品质的蒸汽或水；所述较低品质的蒸汽或水进入机组回热系统热力接口；所述较低品质的蒸汽或水进入中温储热模块储存；

当机组参与电网调峰需要增加机组出力时：

锅炉在最低稳燃负荷以上到额定负荷间运行；从锅炉的过热器中间集箱上抽取蒸汽；从汽轮机高压缸排汽抽取蒸汽；从回热系统热力接口抽取给水；从凝结水泵出口的管道上抽取凝结水；所抽取的蒸汽、给水或凝结水进入储热系统吸收所存储的热量，增加热量后的蒸汽、给水或凝结水成为较高品质的蒸汽、给水或凝结水；所述较高品质的蒸汽与主蒸汽或再热蒸汽混合；所述较高品质的蒸汽送入锅炉；所述较高品质的给水送入锅炉；所述高品质的给水或凝结水送入机组回热系统热力接口。