一种火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统的制作方法

本实用新型涉及电力能源技术领域，具体涉及一种火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统。

背景技术：

电网因夜间负荷少，同时需要消纳风电、光电、水电及核电等新能源的较大产能负荷，保证作为清洁能源的优先上网，火电厂需要根据电网调度情况进行调峰发电，导致近年来我国火电机组年平均利用小时数持续降低，大多数机组负荷率要小于70％。而在低负荷条件下，机组的热经济性和安全性要明显下降，因此电网调峰与火电机组灵活性之间的矛盾日益突出。

在保证电能的质量和设备的安全稳定运行前提下，调峰节能一直是电网规划中是重中之重。目前火力发电机组的装机容量与发电量仍占据主导地位，依靠大型火电机组深度调峰技术是解决当前电力系统面临的峰谷差距逐渐增大问题和保障电网消纳风能、太阳能等新能源的根本途径。

在众多的火电灵活性深度调峰方案中，主要分为机组本身设备和机组外部设备调峰方案。其中利用火电机组本身锅炉、汽机等主机设备的低负荷运行特性进行深度调峰是大多数电厂首选的调峰方案，然而当机组进行变负荷或低负荷运行时，不但大幅度降低机组发电效率，而且会降低机组寿命。特别是现有汽机侧如高低压旁路喷水减温减压调峰方案会导致大量的热力损失，降低整个机组在低负荷调峰运行工况下的热经济性。

蓄热式电锅炉是一种由电热锅炉与蓄热装置组成的电加热设备，通过电热锅炉将电能转化为热能并可存储于蓄热环节内。在夜间，电网低谷时段电锅炉开机运行，进行制热、储热、供热，提高了用电负荷进而提升电网调峰空间；在白天电网高峰时段，电锅炉则减出力或关停，释放蓄热罐内存储的热量供热，从而对电网起到消峰填谷的积极作用。

射汽抽汽器，利用射流紊动扩散作用，来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备，可实现瞬间加热，热损失较小，升温较快，具有传热效率高，噪声低(可达到65dB以下)，体积小，安装简单，没有运动部件，运行可靠，具有瞬时加热和加压的作用，投资少等优点。在电厂发电过程中会产生大量的凝结水，凝结水在冷却过程中又会产生一定量的低压蒸汽。低压蒸汽回收困难且回收成本较高。射汽抽汽器利用电厂的多余的高压蒸汽以及低压蒸汽，将高压蒸汽与低压蒸汽进行混合换热，回收低压蒸汽余热进行供热。

综上所述，如何避免发电厂调峰能源的浪费，实现火电厂的深度调峰是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统，以缓解电网调峰与火电机组灵活性之间突出性矛盾，减少发电厂调峰能源的浪费，提高电厂的经济效益。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统，包括发电机、锅炉、大汽轮机、小汽轮机，所述调峰系统包括射汽抽汽器、蓄热电锅炉、调峰控制平台及蒸汽调节阀，所述射汽抽汽器通过蒸汽调节阀与高压射汽汽源及低压供汽汽源相连，所述蓄热电锅炉可利用调峰结余电量，通过调峰控制平台与所述射汽抽汽器进行组合调峰。

进一步的，所述蓄热电锅炉、射汽抽汽器与供热热网通过管线连接；蓄热电锅炉、射汽抽汽器分别与调峰控制平台通过控制线路连接。

进一步的，射汽抽汽器的低压供汽汽源来自于小汽轮机排汽、大汽轮机排汽或其他低温汽源中的至少一种。

进一步的，射汽抽汽器的高压射汽汽源包括锅炉的高压主蒸汽、高压缸的抽汽或排汽、中压缸排汽或抽汽、再热器的再热热段抽汽中的至少一种。

进一步的，所述大汽轮机由高压缸、中压缸、低压缸串联组成，其中所述低压缸有2个互为并联设置。

进一步的，所述射汽抽汽器的排汽可进入机组热力系统、热网加热器、工业蒸汽管线中的任意一种。

进一步的，所述蓄热电锅炉为固体蓄热电锅炉、相变材料蓄热电锅炉、蓄热电极锅炉、蓄热电蒸汽锅炉、蓄热电热水锅炉中的任意一种。

进一步的，蓄热电锅炉的电能来自发电机或升压站出口或电厂厂用电接线。

更进一步的，所述调峰系统还包括给水泵、低压加热器、高压加热器、除氧器、凝汽器，大汽轮机的排汽经凝汽器冷凝成水，水通过低压加热器、高压加热器进行加热升温及除氧器除氧后经给水泵再次回到锅炉进行重复利用。

进一步的，所述调峰控制平台通过控制线路连接所述蒸汽调节阀和蓄热电锅炉的供电开关，根据电厂接受的调峰指令，调节对应蒸汽调节阀的高压射汽或低压供汽汽源的流量和蓄热电锅炉的供电量，完成电厂调峰负荷需求。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统具有以下优势：

1.本实用新型可直接消耗发电厂的调峰结余电量，缓解了电厂的峰谷差问题，延长了发电厂设备的使用寿命；将电厂产生的电能转化为热能，实现了电能的变相储存，从而提升火电厂发电机组运行的灵活性，可在不改变机组出力前提下实现深度调峰，起到电厂消峰填谷的作用。

2.本实用新型不仅能够将部分高压气源通过射汽抽汽器抽取以利用低压汽源，将难利用的低压蒸汽、乏汽、排汽等转化为热能，实现对余热回收利用以实现节能降耗；同时在调峰时，射汽抽汽器可将大量的高压蒸汽吸收、利用，从而进一步增强电厂深度调峰力度。

3.本实用新型避免了现有技术喷水减温减压器造成的热损失。

4.本实用新型利用射汽抽汽器及蒸汽阀门的控制，实现机组发电负荷的灵活调峰控制，射汽抽汽器排汽汇入热力系统或供给热网加热器，充分回收工质热量，提高了整个机组的热效率和热经济性。

5.本实用新型将电蓄热锅炉与射汽抽汽器进行结合，既可利用电蓄热锅炉可深度调峰的优点，也可通过射汽抽汽器实现对电厂乏汽的回收及机组调峰。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统的示意图。

图2为本实用新型所述的火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统的一优选实施例的示意图。

图3为本实用新型所述的火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统的另一优选实施例的示意图。

图4为本实用新型所述的火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统的又一优选实施例的示意图。

图5为本实用新型所述的火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统的再一优选实施例的示意图。

附图标记说明：

锅炉-1、再热器-2、给水泵-3、小汽轮机-4、大汽轮机-5、高压缸-6、中压缸-7、低压缸-8、发电机-9、蓄热电锅炉-10、射汽抽汽器-11、热网加热器-12、低压加热器-13、高压加热器-14、除氧器-15、蒸汽调节阀-16、凝汽器-17、调峰控制平台-18。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种火电厂射汽抽汽器结合蓄热电锅炉调峰系统，包括发电机9、锅炉1、大汽轮机5、小汽轮机4、给水泵3、低压加热器13、高压加热器14、除氧器15、凝汽器17、蓄热电锅炉10、射汽抽汽器11以及调峰控制平台18及蒸汽调节阀16。火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷或增负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，将射汽抽汽器11与蓄热电锅炉10有效结合，选择单独运行射汽抽汽器11或蓄热电锅炉10，或选择二者同时运行的调峰运行模式，可利用发电中的至少4路高压射汽汽源和至少2路低压供汽汽源以及调峰结余电量进行深度调峰。

具体的，电厂发电时，小汽轮机4启动后可带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14进行预加热，预加热后的水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽，高压蒸汽进入高压缸6内带动发电机9做功，从而将热能转化为电能；当接到调峰指令时，根据需要可选择将高压主蒸汽作为高压射汽汽源通过高压蒸汽旁路的蒸汽调节阀16进入所述射汽抽汽器11加以利用。

此外，当高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后可进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。当接到调峰指令时，高压缸6的排汽或抽汽以及再热热段蒸汽均可作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内加以利用。

同样的，中压缸7的抽汽或排汽可进入低压缸8进行发电；当接到调峰指令后，中压缸7的抽汽或排汽也可作为高压射汽汽源通过蒸汽调节阀16调节进入射汽抽汽器11加以利用；此外，当上述高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内后，可将经过引流管道的低压缸8的排汽或小汽轮机4的排汽抽进射汽抽汽器11内进行混合，加以回收利用，提高能源利用率，降低成本。

所述射汽抽汽器11与机组热力系统管道、工业蒸汽管道、热网加热器12相连。经射汽抽汽器11处理后热源，根据汽源质量及实际需求，可进入机组热力系统管道、工业蒸汽管道或经热网加热器升温后进入供热热网。

此外，低压缸8的排汽可进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵回到高压加热器14进行重复利用。

优选的，热网加热器12、低压加热器13、高压加热器14均通过高压蒸汽进行水体加热。

接到调峰指令后，打开供电开关，启动蓄热电锅炉10，根据调峰力度选择设备的运行负荷。蓄热电锅炉10利用发电机9产生电能或升压站出口或国家电网的电将水体加热后输送至供热热网；同时，也可选择将部分电能以蓄热的形式储存，待用电高峰期时加以释放，缓解了电厂的峰谷差问题，延长了发电厂设备的使用寿命。

实施例2

如图2所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，选择二者同时运行的调峰运行模式，与实施例1相比，本实施例利用发电中的高压主蒸汽作为高压射汽汽源及调峰结余电量进行深度调峰。

在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14进行预加热，预加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。

电厂接到减负荷调峰指令后，调峰控制平台18同时向蓄热电锅炉10、射汽抽汽器11发送调峰指令。接到指令后，打开供电开关，选择按满负荷的80％运行蓄热电锅炉10，蓄热电锅炉10使用发电机9产生电能进行蓄热；当蓄热满负荷后，利用蓄热电锅炉10对水体加热，加热后水体可输送至供热热网，从而减少电厂向电网的供电输出，达到调峰的目的。

射汽抽汽器11接到调峰指令后，选择调大蒸汽调节阀16，锅炉1产生的高压蒸汽部分进入高压缸6做功以带动发电机9来发电，而高压主蒸汽作为高压射汽汽源，通过高压蒸汽旁路进入射汽抽汽器11，从而将低压供汽汽源——部分的小汽机排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温工业蒸汽，汇至工业蒸汽管道。通过射汽抽汽器11消耗部分用于发电的高压蒸汽，从而减小机组的发电量，实现调峰目的。

此外，当高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后可进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。中压缸7的抽汽或排汽则进入低压缸8进行发电；

低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵回到高压加热器14进行重复利用。

实施例3

如图3所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，选择单独运行射汽抽汽器11，与实施例1相比，本实施例仅利用发电中的高压缸6的排汽或抽汽作为高压射汽汽源进行深度调峰。

在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14，加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。

高压蒸汽进入高压缸6做功以带动发电机9发电，部分的高压缸6的排汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。同时，打开高压缸6排汽的蒸汽调节阀16，高压缸6的排汽作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内，从而将低压供汽汽源——部分的低压缸8的排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温热水，进入热网加热器12加热后，汇入供热热网，从而有效减少机组发电量，实现电厂的深度调峰。

中压缸7的排汽或抽汽则进入低压缸8进行发电；低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵回到高压加热器14进行重复利用。

实施例4

如图4所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，选择单独运行射汽抽汽器11，与实施例1相比，本实施例仅利用发电中的再热热段的蒸汽作为高压射汽汽源进行深度调峰。

在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14，加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。

高压蒸汽进入高压缸6做功以带动发电机9发电，高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后部分进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。同时，打开再热热段蒸汽的蒸汽调节阀16，再热热段蒸汽作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内，从而将低压供汽汽源——部分的低压缸8的排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温热水，进入热网加热器12加热后，汇入供热热网，从而有效减少机组发电量，实现电厂的深度调峰。

中压缸7的排汽或抽汽则进入低压缸8进行发电；低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵回到高压加热器14进行重复利用。

实施例5

如图5所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，选择单独运行射汽抽汽器11，与实施例1相比，本实施例仅利用发电中的中压缸7的排汽或抽汽作为高压射汽汽源进行深度调峰。

在发电过程中，小汽轮机4启动后后带动给水泵3运行以提供供水体循环的动力。给水泵3将水体泵入高压加热器14，加热后水体进入运行中的锅炉1以产生高压蒸汽。

高压蒸汽进入高压缸6做功以带动发电机9发电，高压缸6的排汽或抽汽进入再热器2后，经再热冷段、再热热段后进入中压缸7内带动发电机9做功以发电。同时，打开中压缸7抽汽的蒸汽调节阀16，中压缸7的部分抽汽作为高压射汽汽源进入射汽抽汽器11内，从而将低压供汽汽源——部分的小汽轮机4的排汽抽至射汽抽汽器11内，将2者共同转化成高温热水，进入热网加热器12加热后，汇入供热热网，从而有效减少机组发电量，实现电厂的深度调峰。

中压缸7的另一部分抽汽则进入低压缸8进行发电；低压缸8的排汽进入凝汽器17中液化成水，上述水体通过低压加热器13进行初次加热，再经除氧器15处理后经给水泵回到高压加热器14进行重复利用。

实施例6

如图1所示，火电厂接到电网调度中心的深度调峰减负荷指令，火电厂的调峰控制平台18根据目前机组负荷及运行情况，选择蓄热电锅炉10通过利用调峰结余电量进行深度调峰。

所述蓄热电锅炉为固体蓄热电锅炉、相变材料电锅炉、电极锅炉、电蒸汽锅炉、电热水锅炉中的一种，优选的，所述所述蓄热电锅炉为固体蓄热电锅炉。

电厂接到减负荷调峰指令后，调峰控制平台18向蓄热电锅炉10发送调峰指令。接到指令后，打开供电开关，选择满负荷运行蓄热电锅炉10，对水体加热，加热后水体可输送至供热热网。优选的，选择固体蓄热电锅炉进行深度调峰。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。