[发明专利]一种火力发电厂耦合梯级蓄热调峰系统及其蓄热调峰方法

说明书

本发明提供一种火力发电厂耦合梯级蓄热调峰系统及其蓄热调峰方法，在火力发电厂热力系统的基础上，设置熔盐‑导热油耦合蓄热系统，相比于现有的蓄热技术可更加灵活得应对电力调峰，深度挖掘电厂的蓄热调峰能力，同时可避免因负荷变动过大使机组运行效率降低及金属疲劳等问题。当电力负荷降低时，可先抽取锅炉再热器出口蒸汽用于加热熔岩蓄热，当电力负荷更低时，再抽取中压缸排汽的蒸汽，用于加热导热油蓄热，进一步降低机组发电量。当电力负荷逐步升高时，存储在熔盐和导热油的热量也可逐步释放，分别用于加热再热冷段蒸汽和凝结水。

技术领域

本发明涉及一种火力发电厂耦合梯级蓄热调峰系统及其蓄热调峰方法。

背景技术

电力行业是国家碳减排的关键领域，电力低碳转型对实现碳达峰、碳中和目标的意义不言而喻。当期，我国推进能源转型、实现碳中和愿景，需要加快构建以新能源为主体的新型电力系统。

截至2022年底，我国可再生能源发电累计装机容量超10亿千瓦，占全国发电总装机容量的比重达到45.4%。其中，风电、太阳能发电装机容量分别达到3.28亿千瓦、3.07亿千瓦，均居世界第一。随着光伏整县开发等“双碳”方案的推进，新能源发电装机规模还将进一步快速发展。由于风电、太阳能发电等新能源发电存在着随天气、风力等自然因素的制约，发电量波动较大，越来越多的大型高参数火力发电机组开始承担着调峰的作用。

国家发改委、国家能源局近日下发的《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》（发改运行〔2021〕1519号）中提出，统筹考虑大型风电光伏基地项目外送和就近消纳调峰需要，以区域电网为基本单元，在相关地区妥善安排配套煤电调峰电源改造升级，提升煤电机组运行水平和调峰能力。

为了提高火电机组的调峰能力，近年来越来越多的研究聚焦于调峰蓄热领域。目前已有从再热管道上抽汽并利用熔盐进行蓄热调峰的研究，但是大型汽轮机的高、中压缸大多是对称布置，蓄热时从再热管道热段上抽汽会导致高压缸排汽量和中压缸进汽量不等，一旦抽汽量过大会导致汽轮机轴向推力增大而超过许用值，影响机组的安全运行；放热时从再热管道冷段上抽汽也会导致锅炉再热器超温等问题，因此该技术的调峰能力比较有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的火力发电厂耦合梯级蓄热调峰系统及其蓄热调峰方法，可更加灵活得应对电力调峰，深度挖掘电厂的蓄热调峰能力。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种火力发电厂耦合梯级蓄热调峰系统，包括火力发电厂热力系统，火力发电厂热力系统包括锅炉、高压缸、中压缸、低压缸、汽封加热器、低压加热器和除氧器；高压缸的排汽口通过排汽管道与锅炉的再热器入口相连，锅炉的再热器出口通过再热器出口管道与中压缸的蒸汽进口，中压缸的排汽口通过排汽管道与低压缸的蒸汽入口连接，汽封加热器的出水口与低压加热器的进水口连接，低压加热器的出水口与除氧器的进水口连接；

其特征在于：还包括熔盐-导热油耦合蓄热系统，熔盐-导热油耦合蓄热系统包括低温熔盐储罐、低温熔盐泵、熔盐加热器、高温熔盐储罐、高温熔盐泵、熔盐冷却器、熔盐加热蒸汽调阀组、熔盐加热器疏水调阀组、熔盐冷却蒸汽调阀组、再热蒸汽关断阀、低温导热油储罐、低温导热油泵、导热油加热器、高温导热油储罐、高温导热油泵、导热油冷却器、凝结水调阀组、导热油加热蒸汽调阀组、导热油加热器疏水泵和凝结水关断阀；

低温熔盐储罐的熔盐出口与低温熔盐泵的熔盐进口连接，低温熔盐泵的熔盐出口与熔盐加热器的熔盐进口连接，熔盐加热器的熔盐出口与高温熔盐储罐的熔盐进口连接，低温熔盐储罐的熔盐进口与熔盐冷却器的熔盐出口连接，熔盐冷却器的熔盐进口与高温熔盐泵的熔盐出口连接，高温熔盐泵的熔盐进口与高温熔盐储罐的熔盐出口连接；

锅炉的再热器出口管道通过熔盐加热蒸汽调阀组与熔盐加热器的蒸汽进口连接；熔盐加热器的疏水口通过熔盐加热器疏水调阀组与导热油加热器的前级疏水口连接；高压缸的排汽管道通过熔盐冷却蒸汽调阀组与熔盐冷却器的蒸汽进口连接，熔盐冷却器的蒸汽出口通过再热蒸汽关断阀与锅炉的再热器出口管道连接；