[实用新型]一种火电厂储能调峰耦合系统

说明书

本实用新型涉及一种火电厂储能调峰耦合系统，包括锅炉系统、汽轮机发电系统、储换热系统、抽汽回热器、热泵系统；当电厂储能时，所述汽轮机发电系统出来的低温给水，经过所述抽汽回热器加热，一部分高温给水进入所述锅炉系统产生高温蒸汽再进入所述汽轮机发电系统，另一部分高温给水进入所述热泵系统，被所述热泵系统吸收热量后，重新进入所述抽汽回热器加热，所述热泵系统将给水的热量经过热泵作用提高温度后存储在所述储换热系统中；当电厂放能时，经过所述锅炉系统预热后的空气被所述储换热系统加热升温，再进入所述锅炉系统参与燃烧，降低燃料消耗。

技术领域

本实用新型涉及火电厂调峰，尤其涉及一种火电厂储能调峰耦合系统。

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调峰灵活性调峰改造技术主要有：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

本实用新型针对以上火电厂灵活性改造中存在的问题，提出了新的火电厂储能调峰耦合系统，同时增加火电厂的储能功能，即将光伏、风电以及低价的电网谷电通过储热的方式进行存储，提高火电厂的调峰范围，并将电网多余电力进行高效存储，当电网功率负荷增加时提升机组功率快速爬坡能力。本实用新型具体方案如下：

一种火电厂储能调峰耦合系统，包括锅炉系统、汽轮机发电系统、抽汽回热器、储换热系统、热泵系统，其特征在于所述锅炉系统的蒸汽出口与所述汽轮机发电系统的蒸汽进口相连，所述汽轮机发电系统的抽汽出口与所述抽汽回热器的抽汽进口相连。当电厂进行储能时，所述汽轮机发电系统的给水出口与所述抽汽回热器给水进口相连，所述抽汽回热器的给水出口分别与所述锅炉系统的给水进口以及所述热泵系统的给水进口相连，所述热泵系统的给水出口与所述抽汽回热器的给水进口相连，所述热泵系统的热泵工质出口与所述储换热系统的热泵工质进口相连，所述储换热系统的热泵工质出口与所述热泵系统的热泵工质进口相连。工作流程为：从所述汽轮机发电系统出来的低温给水经过所述抽汽回热器加热后变成高温给水，一部分高温给水进入所述锅炉系统产生高温蒸汽再进入所述汽轮机发电系统，另一部分高温给水进入所述热泵系统，经所述热泵系统冷却后的给水重新进入所述抽汽回热器的进口进行加热，增加了所述抽汽回热器从所述汽轮机发电系统中抽取的抽汽量，从而减少了所述汽轮机发电系统的输出功率。所述汽轮机发电系统中抽汽的热量经过给水再传递给所述热泵系统，经过所述热泵系统的热泵作用变成高温热能存储在所述储换热系统中。当电厂进行放能时，所述锅炉系统的预热空气出口与所述储换热系统的空气进口相连，所述储换热系统的空气出口与所述锅炉系统的热空气进口相连。所述储换热系统用于进一步加热空气，提高了在所述锅炉系统中参与燃烧的空气温度，从而降低了燃料供应量，提高了燃烧效率。