[实用新型]关停煤电机组压力容器管道循环利用压缩空气储电系统

说明书

关停煤电机组压力容器管道循环利用压缩空气储电系统，包括由空气压缩机和空气透平发电机组分别组成高压压缩空气储电系统、中压压缩空气储电系统和低压压缩空气储电系统；当燃煤电站机组原有的热力系统管道和设备停运或仅为调相机运行时，煤电站机组原有的热力系统管道和设备作为储存容器；在外部电网电力富裕时，空气压缩机运行将空气升压储存于储存容器中，实现将电能转化为空气压力势能；在外部电网缺电时，具备一定压力的压缩空气推动空气透平发电机组发电，将空气的压力势能转化为电能，向电网补充电力。本实用新型专利在不改变燃煤电站的发电功能前提下，通过增加少量的压缩空气储电设备，实现燃煤电站热力系统和设备的循环利用。

技术领域

本实用新型涉及一种关停煤电机组压力容器管道循环利用压缩空气储电系统。

背景技术

随着国家3060碳达峰碳中和战略的推进，能源结构由化石能源向可再生能源调整步伐加快，全国“十三五”关停煤电机组超过2000万千瓦容量，预计“十四五”期间采用“关而不拆”模式停机备用的燃煤电站将继续增加，仅河南、陕西、山东和贵州关停规模已超过1000万千瓦装机，“十三五”、“十四五”期间关停的机组大部分是10万以上机组，部分省份已关停30万机组，机组运行时间一般在15~20年之间，剩余寿命比较长。“十三五”关停煤电机组大部分设备和管道以废铁形式处理，废弃土地资源有待恢复；“十四五”期间采用“关而不拆”模式停机备用的燃煤电站，电站应急发电时间全年只有几百小时，设备利用率低于10%，造成大量资产闲置和浪费。而风、光新能源发电规模越大，对调相机、储电电站的需求越来越大。 国内对废弃、“关而不拆”燃煤电站的循环利用处于初步研究阶段，目前大部分研究聚焦于利用燃煤电站的土地资源、电气变电站（开关站）、发电机改造为调相机的利用，一定程度促进了关停燃煤电厂的资源循环利用，但占燃煤电厂工艺设备投资额度超过60%的热力系统设备和管道未得到利用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：如何在不改变燃煤电站的发电功能前提下提高利用率，提出一种关停煤电机组压力容器管道循环利用压缩空气储电系统。

本实用新型的技术方案具体为：

关停煤电机组压力容器管道循环利用压缩空气储电系统，它包括燃煤电站机组原有的热力系统管道和设备，原有的热力系统管道和设备包括：燃煤锅炉、蒸汽轮机、发电机/调相机、凝汽器、除氧器；还包括由空气压缩机和空气透平发电机组分别组成高压压缩空气储电系统、中压压缩空气储电系统和低压压缩空气储电系统；当燃煤电站机组原有的热力系统管道和设备停运或仅为调相机运行时，煤电站机组原有的热力系统管道和设备作为储存容器；在外部电网电力富裕时，空气压缩机运行将空气升压储存于储存容器中，实现将电能转化为空气压力势能；在外部电网缺电时，具备一定压力的压缩空气推动空气透平发电机组发电，将空气的压力势能转化为电能，向电网补充电力。

燃煤锅炉通过主蒸汽管道连接蒸汽轮机的高压缸，燃煤锅炉通过再热热段蒸汽管道连接蒸汽轮机的中压缸，发电机/调相机连接蒸汽轮机的低压缸；从蒸汽轮机高压缸输出再热冷段蒸汽管道和一段抽汽管道，其中，一段抽汽管道进入第一高压加热器，再热冷段蒸汽管道分别连接燃煤锅炉和第二高压加热器；从蒸汽轮机中压缸输出的三段抽汽管道和四段抽汽管道，其中，三段抽汽管道分别连通中压加热器和低压集气联箱，四段抽汽管道连通除氧器，除氧器通过主给水管道连通中压加热器水侧，给水泵设置在除氧器出口侧的主给水管道上；同时，蒸汽轮机低压缸连通凝汽器，经凝汽器生成的凝结水通过凝结水泵泵入低压加热器，低压加热器通过主凝结水管道进入除氧器。

高压压缩空气储电系统包括连接在主蒸汽进管道上的高压空气透平发电机组和连接在主给水管道上的电动多级高压空气压缩机；其中，高压空气透平发电机组通过高压空气透平进口电动阀连通主蒸汽管道，高压空气透平发电机组另一端对空排气；电动多级高压空气压缩机通过高压空气压缩机出口电动阀连通主给水管道，电动多级高压空气压缩机另一端对空吸气。