一种火电调峰系统

文档序号:32308241发布日期:2022-11-23 10:42阅读:78来源:国知局
一种火电调峰系统

1.本发明涉及火力发电调峰技术领域,具体涉及一种火电调峰系统。


背景技术:

2.随着电力能源结构不断调整,可再生能源装机容量不断增加,因可再生能源的间歇性和不稳定性对电网安全运行造成一定程度的隐患,为了加大消纳可再生能源,需要增加火电机组的灵活性,以保证用电负荷的稳定。另外,火电机组单机容量不断增加,导致机组低负荷至高负荷区间加大,在调节峰谷电量调节性能变差。尤其是机组夜间调峰过程中,电网负荷小于锅炉最低稳燃负荷,造成了部分能源浪费。
3.为了减少能源浪费,现有技术中通过在火力发电系统中增加储热和释热装置,将机组运行过程中产生的多余蒸汽进行热量储存,该部分热量在机组调峰结束,升负荷过程中加热高压给水,减少汽轮机抽汽量,既能提高机组运行效率又能增加机组调节特性。然而由于加热高压给水时汽轮机抽汽和预先储存的多余蒸汽之间的温度并不匹配,汽轮机抽汽温度能够保持恒定而预先储存的多余蒸汽温度会不断下降,汽轮机抽汽和多余蒸汽同时对高压给水升温时,汽轮机抽汽的热量部分会被多余蒸汽吸收,使得汽轮机抽汽的热量无法被高压给水完全吸收,导致火力发电调峰系统的运行效率大大降低。


技术实现要素:

4.因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的火力发电调峰系统运行效率低的缺陷,从而提供一种火电调峰系统。
5.为了解决上述技术问题,本发明提供一种火电调峰系统,高压缸与锅炉本体之间连通有再热管路,包括:
6.高温熔盐储件和低温熔盐储件,低温熔盐储件出口端与高温熔盐储件入口端连通;
7.第一蓄热换热器,其冷侧连通在高温熔盐储件和低温熔盐储件之间,其热侧连通在锅炉本体的出口端与除氧器的入口端之间;
8.第一释热换热器,其冷侧连通在锅炉本体入口和再热管路之间,其热侧入口端与高温熔盐储件出口端连通,第一释热换热器热侧出口端安装有第一温度传感器;
9.第二释热换热器,其冷侧连通在主给水泵与锅炉本体的入口之间,其热侧入口端与第一释热换热器的热侧出口端连通,其热侧入口端与其热侧出口端还连通有第一辅助支路,第二释热换热器热侧出口端安装有第二温度传感器;
10.第三释热换热器,其冷侧入口端连通在多级低压加热器之间,其冷侧出口端连通在除氧器的入口端,其热侧入口端与第二释热换热器的热侧出口端连通,其热侧入口端与其热侧出口端还连通有第二辅助支路,第三释热换热器热侧出口端安装有第三温度传感器;
11.第四释热换热器,其热侧入口端与第三释热换热器的热侧出口端连通,其热侧出
口端与低温熔盐储件的入口端连通,其热侧入口端与其热侧出口端还连通有第三辅助支路,第四释热换热器热侧出口端安装有第四温度传感器;
12.火电调峰系统释热运行时,分别利用第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器实时获取第一释热换热器、第二释热换热器、第三释热换热器和第四释热换热器的热侧出口端熔盐温度分别记作第一熔盐温度、第二熔盐温度、第三熔盐温度和第四熔盐温度;
13.判断第一熔盐温度是否大于第一设定温度值,若第一熔盐温度不大于第一设定温度值,则增加第一释热换热器热侧高温熔盐的输入量,和/或减少第一释热换热器冷侧蒸汽的输入量;
14.若第一熔盐温度大于第一设定温度值,则判断第二熔盐温度是否大于第二设定温度值,若第二熔盐温度不大于第二设定温度值,则减少第一辅助支路中高温熔盐的流量,和/或减少第二释热换热器冷侧工质的输入量;
15.若第二熔盐温度大于第二设定温度值,则判断第三熔盐温度是否大于第三设定温度值,若第三熔盐温度不大于第三设定温度值,则减少第二辅助支路中高温熔盐的流量,和/或减少第三释热换热器冷侧水工质的输入量;
16.若第三熔盐温度大于第三设定温度值,则判断第四熔盐温度是否大于第四设定温度值,若第四熔盐温度不大于第四设定温度值,则减少第三辅助支路中高温熔盐的流量,和/或减少第四释热换热器冷侧水工质输入量。
17.可选地,再热管路与第一释热换热器的冷侧之间安装有第一调节阀,高温熔盐储件出口端与第一释热换热器之间安装有高温熔盐驱动泵。
18.可选地,火电调峰系统还包括第一三通阀、第二三通阀和第三三通阀中的至少一个;
19.第二释热换热器热侧入口端和第一释热换热器的热侧出口端分别与第一三通阀的两个阀口连通,第一辅助支路连接在第一三通阀的另一阀口上;
20.第三释热换热器热侧入口端和第二释热换热器的热侧出口端分别与第二三通阀的两个阀口连通,第二辅助支路连接在第二三通阀的另一阀口上;
21.第四释热换热器热侧入口端和第三释热换热器的热侧出口端分别与第三三通阀的两个阀口连通,第三辅助支路连接在第三三通阀的另一阀口上。
22.可选地,还包括辅助释热换热器,其热侧入口端与第一释热换热器的热侧出口端连通,其热侧出口端与第三释热换热器的热侧入口端连通,其热侧入口端与其热侧出口端还直接连通有第四辅助支路,其冷侧入口端与除氧器的出口端连通,其冷侧出口端与低压缸连通。
23.可选地,还包括第四三通阀,辅助释热换热器热侧入口端和第一释热换热器的热侧出口端分别与第四三通阀的两个阀口连通,第四辅助支路连接在第四三通阀的另一阀口上。
24.可选地,除氧器的出口端与辅助释热换热器冷侧入口端之间安装有除氧水泵。
25.可选地,还包括第二蓄热换热器,其冷侧串联安装在第一蓄热换热器冷侧与高温熔盐储件之间,其热侧串联安装在第一蓄热换热器热侧与锅炉本体之间。
26.可选地,还包括蓄热辅助支路,蓄热辅助支路一端与再热管路连通,另一端连接在
第一蓄热换热器的热侧与第二蓄热换热器的热侧之间。
27.可选地,工作介质经过锅炉本体依次加热后驱动高压缸运转,然后通过再热管路流回到锅炉本体二次加热后驱动中压缸运转。
28.可选地,中压缸出口还安装有给水辅助支路,给水辅助支路上安装有给水泵小汽轮机,给水泵小汽轮机的出口端与凝汽器连通,给水泵小汽轮机与主给水泵之间轴连接。
29.本发明技术方案,具有如下优点:
30.1.本发明提供的火电调峰系统,通过在火力发电系统中耦合多级熔盐储热释热系统进行调峰,在用电低谷时利用火电调峰系统将多余的能量储存在熔盐中对熔盐进行加热升温。通过从锅炉本体中取蒸汽利用第一蓄热换热件将低温熔盐储件中的熔盐加热后输送并储存到高温熔盐储件中。在高温熔盐储件中还可以通过用电低谷时富余电量对熔盐加热进一步升温。在用电高峰期,通过第一释热换热器、第二释热换热器、第三释热换热器和第四释热换热器,分多级进逐级释热放能,提升用电高峰期火电调峰系统的顶负荷能力。根据系统的实际运行状态设置第一释热换热器、第二释热换热器、第三释热换热器和第四释热换热器对应的第一设定温度、第二设定温度、第三设定温度和第四设定温度。根据第一设定温度控制第一释热换热器中热侧高温熔盐的输入量,和/或第一释热换热器冷侧蒸汽的输入量,保证第一熔盐温度大于第一设定温度值,控制高温熔盐在第一释热换热器中的换热量;根据第二设定温度控制通过第一辅助支路直接越过第二释热换热器而不进行换热的高温熔盐量,即第二释热换热器热侧高温熔盐的输入量,和/或第二释热换热器冷侧水工质的输入量,保证第二熔盐温度大于第二设定温度值,进而控制高温熔盐在第二释热换热器中的换热量;根据第三设定温度控制通过第二辅助支路直接越过第三释热换热器的高温熔盐量,即第三释热换热器热侧高温熔盐的输入量,和/或其冷侧水工质的输入量,保证第三熔盐温度始终大于第三设定温度值,从而控制高温熔盐在第三释热换热器中的换热量;根据第四设定温度控制通过第三辅助支路越过第四释热换热器不进行换热的高温熔盐量,即第四释热换热器热侧高温熔盐的输入量,和/或其冷侧水工质的输入量,保证第四熔盐温度始终大于第四设定温度值,从而控制高温熔盐在第四释热换热器中的换热量。根据第一设定温度、第二设定温度、第三设定温度和第四设定温度来调控高温熔盐的走向和流量,进而控制高温熔盐在不同释热换热器内的换热量,对发电系统中所需的热量进行调控,能够精准控制发电系统中蒸汽的温度补偿量,提高高温熔盐的储热释热效率,提升火电调峰系统的运行效率。
31.2.本发明提供的火电调峰系统,再热管路与第一释热换热器的冷侧之间安装有第一调节阀,高温熔盐储件出口端与第一释热换热器之间安装有高温熔盐驱动泵。通过控制高温熔盐驱动泵的功率,调整第一调节阀的阀口开度,来控制第一熔盐温度与第一设定温度相匹配,使得第一释热换热器冷侧输出的蒸汽与第一释热换热器冷侧连接处系统中的蒸汽温度相匹配,提升火力发电调峰系统的运行效率和削峰填谷的能力。
32.3.本发明提供的火电调峰系统,还包括辅助释热换热器,其热侧入口端与第一释热换热器的热侧出口端连通,其热侧出口端与第三释热换热器的热侧入口端连通,其热侧入口端与其热侧出口端还直接连通有第四辅助支路,其冷侧入口端与除氧器的出口端连通,其冷侧出口端与低压缸连通。通过设置辅助释热换热器与第二释热换热器并联,将除氧水加热后输送至低压缸,用于补入驱动低压缸运行的蒸汽,提升低压缸的运行功率。
33.4.本发明提供的火电调峰系统,还包括第二蓄热换热器,其冷侧串联安装在第一蓄热换热器冷侧与高温熔盐储件之间,其热侧串联安装在第一蓄热换热器热侧与锅炉本体之间。通过设置第二蓄热换热器,与第一蓄热换热器串联工作通过高温蒸汽对升温后的熔盐进行升温,通过释放热量后的蒸汽对从低温熔盐储罐中输出的低温熔盐进行升温,对熔盐进行两级升温,使得熔盐能够对蒸汽中的热量充分吸收,提升从低温熔盐储件与高温熔盐储件中的熔盐温度差,提升储能效率。
34.5.本发明提供的火电调峰系统,工作介质经过锅炉本体依次加热后驱动高压缸运转,然后通过再热管路流回到锅炉本体二次加热后驱动中压缸运转。通过设置再热管路,使驱动高压缸运行后的蒸汽,通过再热管路回到锅炉本体中二次加热变为超高温蒸汽,然后再驱动中压缸运行,能够弥补蒸汽直接从高压缸接入中压缸的温度不足,保证中压缸在用电高峰期中压缸能在高功率下运行。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明的实施方式中提供的火电调峰系统的结构示意图。
37.附图标记说明:1、锅炉本体;2、高压缸;3、中压缸;4、低压缸;5、发电机;6、第三级高压加热器;7、第二级高压加热器;8、第一级高压加热器;9、主给水泵;10、前置泵;11、除氧器;12、给水泵小汽轮机;13、第四级低压加热器;14、第三级低压加热器;15、第二级低压加热器;16、第一级低压加热器;17、轴封加热器;18、凝结水精处理装置;19、凝结水泵;20、凝汽器;21、低温熔盐储件;22、低温熔盐驱动泵;23、第一蓄热换热器;24、第二蓄热换热器;25、高温熔盐储件;26、供电单元;27、高温熔盐驱动泵;28、第一释热换热器;29、第二释热换热器;30、辅助释热换热器;31、第三释热换热器;32、第四释热换热器;33、除氧水泵;34、增压水泵;35、第三调节阀;36、第二调节阀;37、第四调节阀;38、第一调节阀;39、第六三通阀;40、第五调节阀;41、第六调节阀;42、第五三通阀;43、第一三通阀;44、第四三通阀;45、第二三通阀;46、第三三通阀。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
42.实施例
43.如图1所示为本发明提供的一种火电调峰系统,包括火力发电子系统、调峰储热子系统、调峰释热子系统。
44.火力发电子系统包括锅炉本体1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、发电机5、主给水泵9、前置泵10、除氧器11、给水泵小汽轮机12、轴封加热器17、凝结水精处理装置18、凝结水泵19、凝汽器20以及串联设置的三级高压加热器和串联设置的四级低压加热器。工作介质经过锅炉本体1依次加热后驱动高压缸2运转,然后通过再热管路流回到锅炉本体1二次加热后驱动中压缸3运转。后一级高压加热器与前一级高压加热器之间以及第一级高压加热器8和除氧器11入口端设置有高压回流管路。后一级低压加热器与前一级低压加热器之间以及第一级低压加热器16与凝结水泵19入口端之间设置有低压回流管路。锅炉本体1内设置三条流道,第一流道用于为高压缸2供汽,第二流道和第三流道在出口端合流通入一条管路为中压缸3供汽。高压缸2与锅炉本体1之间连通有再热管路,高压缸2与第三级高压加热器6之间、再热管路与第二级高压加热器7之间、中压缸3与第一级高压加热器8之间均设置有高压蒸汽管路,除氧器11的入口端与中压缸3连通,从中压缸3中抽汽。除氧器11出口端依次连接前置泵10和主给水泵9,主给水泵9与第一级高压加热器8连通,为高压加热器提供给水。四级低压加热器与低压缸4之间均设置有低压蒸汽管路。第四级低压加热器13的出口与除氧器11的入口端连通。低压缸4的出口端依次连接凝汽器20、凝结水泵19和凝结水精处理装置18,凝结水精处理装置18中输出的凝结水经过轴封加热器17的冷侧预先加热后输入到第一级低压加热器16内。轴封加热器17的热侧从外部取蒸汽,蒸汽经过轴封加热器17释放热量后进入到凝汽器20出口端。中压缸3出口还安装有给水辅助支路,给水辅助支路上安装有给水泵小汽轮机12,给水泵小汽轮机12的出口端还与凝汽器20连通。
45.给水进入到锅炉本体1后吸收热量至高温高压的主蒸汽后,流入到高压缸2膨胀,从高压缸2出口流出的冷再热蒸汽回到锅炉本体1吸热得到热再热蒸汽后,依次流入中压缸3和低压缸4膨胀做功。汽轮机组的高压缸2、中压缸3、低压缸4同轴连接,带动发电机5发电。
46.从汽轮机高压缸2和汽轮机中压缸3抽汽,分别提供三级高压加热器、除氧器11的加热蒸汽和给水泵小汽轮机12的供汽。从低压缸4抽汽,分别提供四级低压加热器的加热蒸汽。凝汽器20将来自汽轮机低压缸4的乏汽凝结成凝结水并汇集于热井,由凝结水泵19送至凝结水精处理装置18。给水泵小汽轮机12排汽引入凝汽器20,补给水由凝汽器20补入。
47.三级高压加热器均设有内置式蒸汽冷却段和内置式疏水冷却段,四级低压加热器中仅有内置式疏水冷却段。高压加热器疏水采用逐级自流的方式自流到除氧器11中,低压加热器疏水逐级自流,与轴封加热器17疏水汇集后流入凝汽器20的热井。轴封加热器17的汽源是汽轮机轴封蒸汽。
48.凝汽器20热井中的凝水依次经过凝结水泵19、经凝结水精处理装置18、轴封加热
器17和四级低压加热器后进入除氧器11。除氧水从除氧器11给水箱,经前置泵10、主给水泵9及三级高压加热器进入锅炉本体1。
49.调峰储热子系统包括第一蓄热换热器23,第二蓄热换热器24,作为低温熔盐储件21的低温熔盐储罐,安装在低温熔盐储罐出口端的低温熔盐驱动泵22,作为高温熔盐储件25的电加热式高温熔盐储罐,以及安装在高温熔盐储罐上的供电电源。
50.低温熔盐储件21出口端与高温熔盐储件25入口端连通。第一蓄热换热器23的冷侧连通在高温熔盐储件25和低温熔盐储件21之间,第一蓄热换热器23的热侧连通在锅炉本体1的出口端与除氧器11的入口端之间。第二蓄热换热器24的冷侧串联安装在第一蓄热换热器23冷侧与高温熔盐储件25之间,第二蓄热换热器24的热侧串联安装在第一蓄热换热器23热侧与锅炉本体1之间。调峰储热子系统还包括蓄热辅助支路,蓄热辅助支路一端与再热管路连通,另一端连接在第一蓄热换热器23的热侧与第二蓄热换热器24的热侧之间,用于对在第二蓄热换热器24内被吸收热量后的蒸汽补充热量,提升第一蓄热换热器23对低温熔盐的升温效率。锅炉本体1的第一流道对外输出管路设置有第一蓄热支路,锅炉本体1的第二流道、第三流道共同的对外输出管路上设置有第二蓄热支路,第一蓄热支路与第二蓄热支路合并为一条管路后与第二蓄热换热件的热侧连通。第一蓄热支路上设置有第二调节阀36来控制第一蓄热支路内的蒸汽流速和流量。第二蓄热支路上设置有第三调节阀35,用于控制第二蓄热支路内的蒸汽流速和流量。在蓄热辅助支路上设置有第四调节阀37,以控制蓄热辅助支路中的蒸汽流速和流量。
51.两级蓄热调峰过程中,从汽轮机高压缸2出口分流一部分蒸汽,流入第一蓄热换热器23释放热能后排入除氧器11。抽汽量由第四调节阀37控制。
52.从锅炉本体1的主蒸汽管路第一流道、再热蒸汽管路第二流道和第三流道引一部分蒸汽,抽汽量由第二调节阀36、第三调节阀35控制,经泄压至中压后,进入第二蓄热换热器24释放热能后,与来自汽轮机高压缸2出口的抽汽汇集,流入第一蓄热换热器23进一步释放热能,最终也流入除氧器11。这部分蒸汽参与两级释热。
53.同时,启动低温熔盐驱动泵22驱动低温熔盐从低温熔盐储罐流出,依次进入第一蓄热换热器23和第二蓄热换热器24吸收热能至高温状态,进入电加热式高温熔盐储罐中存储。电加热式高温熔盐储罐中含电加热器,由供电单元26提供电能,对高温熔盐进行进一步加热。供电单元26利用用电低谷时段火电厂发出的富余电量。通过储热,将用电低谷期火电厂产生的多余的热能存储起来,且将发出的富余电能转化为高温热能存储。使火电厂在用电低谷期平稳运行的同时,实现深度调峰能力的提高。
54.调峰释热子系统包括作为低温熔盐储件21的低温熔盐储罐,作为高温熔盐储件25的电加热式高温熔盐储罐,安装在高温熔盐储罐上的供电电源,安装在高温熔盐储罐出口端的高温熔盐驱动泵27,以及第一释热换热器28、第二释热换热器29、作为辅助释热换热器30的蒸汽发生器、第三释热换热器31、第四释热换热器32、除氧水泵33、增压水泵34。
55.第一释热换热器28的冷侧连通在锅炉本体1入口和再热管路之间,第一释热换热器28的热侧入口端与高温熔盐储件25出口端连通。第一释热换热器28热侧出口端通过第五三通阀42分为两个支路,一个支路与第二释热换热器29热侧入口连通,另一个支路与辅助释热换热器30的热侧入口连通。再热管路与第一释热换热器28的冷侧之间安装有第一调节阀38,高温熔盐储件25出口端与第一释热换热器28之间安装高温熔盐驱动泵27。第一释热
换热器热侧出口端安装有第一温度传感器,第二释热换热器热侧出口端安装有第二温度传感器,第三释热换热器热侧出口端安装有第三温度传感器,第四释热换热器热侧出口端安装有第四温度传感器。在第一释热换热器、第二释热换热器、第三释热换热器和第四释热换热器各自的热侧入口端均可安装附属温度传感器来实时监控不同释热换热器热侧入口的高温熔盐温度。
56.第二释热换热器29的冷侧连通在主给水泵9与锅炉本体1的入口之间,第二释热换热器29的热侧入口端与第一释热换热器28的热侧出口端连通,第二释热换热器29的热侧入口端与其热侧出口端还连通有第一辅助支路。主给水泵9与第二释热换热器29之间的管路上设置有第五调节阀40,以控制进入到第二释热换热器29中的给水的流速和流量。
57.第三释热换热器31的冷侧入口端连通在多级低压加热器之间,第三释热换热器31的冷侧出口端连通在除氧器11的入口端,第三释热换热器31的热侧入口端与第二释热换热器29的热侧出口端连通,第三释热换热器31的热侧入口端与其热侧出口端还连通有第二辅助支路。在第三释热换热器31与低压加热器之间设置有第六调节阀41,以控制进入到第三释热换热器31冷侧的凝水的流速和流量。
58.第四释热换热器32的热侧入口端与第三释热换热器31的热侧出口端连通,第四释热换热器32的热侧出口端与低温熔盐储件21的入口端连通,第四释热换热器32的热侧入口端与其热侧出口端还连通有第三辅助支路。第四释热换热器32的冷侧连接有取热管路,用于向系统外供热,增压水泵34安装在取热管路上。
59.火电调峰系统包括第一三通阀43、第二三通阀45、第三三通阀46和第四三通阀44。第二释热换热器29热侧入口端和第一释热换热器28的热侧出口端分别与第一三通阀43的两个阀口连通,第一辅助支路连接在第一三通阀43的另一阀口上。第三释热换热器31热侧入口端和第二释热换热器29的热侧出口端分别与第二三通阀45的两个阀口连通,第二辅助支路连接在第二三通阀45的另一阀口上。第四释热换热器32热侧入口端和第三释热换热器31的热侧出口端分别与第三三通阀46的两个阀口连通,第三辅助支路连接在第三三通阀46的另一阀口上。
60.辅助释热换热器30的热侧入口端与第一释热换热器28的热侧出口端连通,辅助释热换热器30的热侧出口端与第三释热换热器31的热侧入口端连通,辅助释热换热器30的热侧入口端与其热侧出口端还直接连通有第四辅助支路,辅助释热换热器30的冷侧入口端与除氧器11的出口端连通,辅助释热换热器30的冷侧出口端与低压缸4连通,为低压缸4补充中温蒸汽。辅助释热换热器30热侧入口端和第一释热换热器28的热侧出口端分别与第四三通阀44的两个阀口连通,第四辅助支路连接在第四三通阀44的另一阀口上。在除氧器11的出口端与辅助释热换热器30冷侧入口端之间安装有除氧水泵33。
61.采取多级释热的方式,充分利用高温熔盐中存储的热能。
62.第一级释热,加热冷再热蒸汽:
63.首先,启动高温熔盐驱动泵27驱动熔盐从高温熔盐储罐中流入第一释热换热器28的热侧释放热能。同时,将汽轮机高压缸2的排汽(冷再热蒸汽)引出一股,通过第一调节阀38门控制抽汽量,流入第一释热换热器28冷侧吸收热能,至热再热蒸汽状态,与从锅炉本体1流出的热再热蒸汽汇合,汇入热再热蒸汽主管路,流入中压缸3膨胀做功。若冷再热蒸汽经第一释热换热器28加热后,未达到热再热蒸汽的温度,则蒸汽沿管路流入锅炉本体1进行进
一步的吸热后,汇入热再热蒸汽主管路。经第一释热换热器28吸热后的蒸汽流向由第六三通阀39控制。熔盐的高温热能提供了一部分再热量,提高了用电高峰期的顶负荷能力。
64.第二级释热:
65.完成第一级释热的高温熔盐,温度高于冷再热蒸汽的温度。从第一蓄热换热器23流出的高温熔盐分为两股,分别用于加热给水和除氧水,以减少高压缸2、中压缸3抽汽,提高汽轮机运行稳定性,提高汽轮机组出力和加热除氧水至中压蒸汽,提高低压缸4出功。
66.加热给水:一股高温熔盐流入第二释热换热器29热侧释放热能。同时,从主给水泵9和第一级高压加热器8之间引一股除氧水,流入第二释热换热器29冷侧吸收热能至给水温度,随后进入锅炉本体1参与吸热过程。
67.加热除氧水:另一股高温熔盐流入作为辅助释能换热器的蒸汽发生器的热侧释放热能;同时从除氧器11和前置泵10之间引出一股除氧水,经除氧水泵33泵入蒸汽发生器的冷侧吸收热能发生汽化,至中压过热蒸汽,沿管路与低压缸4入口主蒸汽汇集,进入低压缸4膨胀做功。
68.若系统不需要熔盐提供以上两部分热能或对该部分热能的需求降低,则全部或部分通过辅助支路越过第二释热换热器29和蒸汽发生器。流经辅助支路和换热器的熔盐流量分别由通过第五三通阀42、第一三通阀43和第四三通阀44配合控制。
69.第三级释热:
70.完成第二级释热的熔盐可用于凝水的加热,以减少低压缸4抽汽量,提供低压加热器所需的部分热能。完成第二级释热的两股熔盐汇集后,流入第三蓄热加热器的热侧释放热能。为了防止熔盐凝固,仅对流经前两级低压加热器的部分凝结水水进行加热。
71.对前两级低压加热器的部分凝水进行加热,从第二级低压加热器15和第三级低压加热器14之间的节点引出一股凝结水,进入第三释热加热器的冷侧中吸收热能,凝水经加热后进入除氧器11。引出的凝水量由第六调节阀41门控制。
72.若不需要熔盐提供该部分热能或者对这部分热能需求降低,则熔盐全部或部分通过第二辅助支路越过第三蓄热加热器,流经第三蓄热换热器和第二辅助支路的熔盐流量由第二三通阀45门控制。
73.第四级释热:
74.经过前三级释热后的熔盐中还有相当一部分的低品位热能,利用熔盐中的余热供热,但是要保持第四释热换热器32出口熔盐温度高于熔盐凝固温度。若供热需求量提高,熔盐可以部分或全部通过辅助支路越过第二释热换热器29、辅助释热换热器30和第三释热换热器31来在第四释热换热器32中预留更多可用热能。
75.若无用热需求或用热需求减少,则熔盐全部或部分通过第三辅助支路越过第四释热换热器32,通过第三三通阀46控制第四释热换热器32和第三辅助支路中的熔盐流量。
76.以上描述的四级释热过程,可以单独或第二至四级释热同时进行。
77.火电调峰系统释热运行时,分别利用第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器实时获取第一释热换热器28、第二释热换热器29、第三释热换热器31和第四释热换热器32的热侧出口端熔盐温度分别记作第一熔盐温度、第二熔盐温度、第三熔盐温度和第四熔盐温度。
78.判断第一熔盐温度是否大于第一设定温度值,若第一熔盐温度不大于第一设定温
度值,则通过调大高温熔盐增驱动泵的输出功率来增加第一释热换热器28热侧高温熔盐的输入量,和/或通过调小第一调节阀38的开度减少第一释热换热器28冷侧蒸汽的输入量。
79.若第一熔盐温度大于第一设定温度值,则判断第二熔盐温度是否大于第二设定温度值,若第二熔盐温度不大于第二设定温度值,则通过调小第一三通阀43和/或第四三通阀44与对应的辅助支路连通的阀口的开度,减少第一辅助支路和第四辅助支路中高温熔盐的流量,以增加流经释热换热器热侧的高温熔盐的流量,和/或调小第五调节阀40的开度,减少第二释热换热器29冷侧的水工质输入量,和/或调小除氧水泵33的输出功率,减少辅助释热换热器30冷侧的除氧水输入量。
80.若第二熔盐温度大于第二设定温度值,则判断第三熔盐温度是否大于第三设定温度值,若第三熔盐温度不大于第三设定温度值,则通过调小第二三通阀45与第二辅助支路连通的阀口开度,以减少第二辅助支路中高温熔盐的流量增加流程第三释热换热器31热侧的熔盐流量,和/或通过减小第六调节阀41的开度减少第三释热换热器31冷侧凝水的输入量;
81.若第三熔盐温度大于第三设定温度值,则判断第四熔盐温度是否大于第四设定温度值,若第四熔盐温度不大于第四设定温度值,则通过调小第三三通阀46与第三辅助支路连通的阀口的开度,以减少第三辅助支路中高温熔盐的流量,增加第四释热换热器32热侧高温熔盐的流量,和/或减小增压水泵34的输出功,减小第四释热换热器32冷侧的需热量。
82.第四设定温度设置比熔盐凝固温度高30~50℃,防止熔盐凝固。第一设定温度要远高于给水温度和低压缸4入口蒸汽温度,第二设定温度要远高于除氧水温度,第三设定温度要远高于供热温度。
83.根据系统的实际运行状态设置第一释热换热器、第二释热换热器、第三释热换热器和第四释热换热器对应的第一设定温度、第二设定温度、第三设定温度和第四设定温度。根据第一设定温度控制第一释热换热器中热侧高温熔盐的输入量,和/或第一释热换热器冷侧蒸汽的输入量,保证第一熔盐温度大于第一设定温度值,控制高温熔盐在第一释热换热器中的换热量;根据第二设定温度控制通过第一辅助支路直接越过第二释热换热器而不进行换热的高温熔盐量,即第二释热换热器热侧高温熔盐的输入量,和/或第二释热换热器冷侧水工质的输入量,保证第二熔盐温度大于第二设定温度值,进而控制高温熔盐在第二释热换热器中的换热量;根据第三设定温度控制通过第二辅助支路直接越过第三释热换热器的高温熔盐量,即第三释热换热器热侧高温熔盐的输入量,和/或其冷侧水工质的输入量,保证第三熔盐温度始终大于第三设定温度值,从而控制高温熔盐在第三释热换热器中的换热量;根据第四设定温度控制通过第三辅助支路越过第四释热换热器不进行换热的高温熔盐量,即第四释热换热器热侧高温熔盐的输入量,和/或其冷侧水工质的输入量,保证第四熔盐温度始终大于第四设定温度值,从而控制高温熔盐在第四释热换热器中的换热量。根据第一设定温度、第二设定温度、第三设定温度和第四设定温度来调控高温熔盐的走向和流量,进而控制高温熔盐在不同释热换热器内的换热量,对发电系统中所需的热量进行调控,能够精准控制发电系统中蒸汽的温度补偿量,提高高温熔盐的储热释热效率,提升火电调峰系统的运行效率。
84.高温熔盐使用多元混合无机盐,使用温度范围为150~800℃。储热过程中,使用电加热器进一步加热熔盐,要控制熔盐温度比温度上限低30~50℃,防止熔盐解离。释热过程
中,要控制熔盐温度高于温度下限30~50℃,防止熔盐凝固。系统中各部件均设置流量计、温度/压力传感器,以配合储/释热过程的进行。各级换热器两通道出口均设有温度测量装置、压力测量和流量测量装置,图中未绘出。
85.显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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