绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统及方法与流程

本申请涉及新能源及电力，特别是涉及一种绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统及方法。

背景技术：

1、2021年我国可再生能源发展取得诸多里程碑式的新成就，我国可再生能源发电装机突破10亿千瓦，风电、光伏发电装机均突破3亿千瓦，海上风电装机超过英国跃居世界第一。近年来绿电比如风能发电、太阳能发电等由于其清洁低碳、无污染，资源丰富等特性在各国大力发展，目前已成为最具发展潜力的清洁能源。根据我国能源发展2035、2050“两阶段”展望，在2035年，我国新能源装机容量占比将达到61％，在2050年，该比例将上升至79％。风、光等新能源的快速发展会使得高比例新能源并网对电力系统的冲击和要求逐渐增大，新能源的占比快速提升，绿电发电装机比例过高，存在能源结构不匹配和稳定性问题，容易造成弃风、弃光现象。

2、同时，我国绿电资源的区域分布不平衡，新能源资源富集地区的灵活性资源短缺问题更为严重，尤其是风光资源丰富的“三北”地区“以热定电”的供热机组占比高，冬季调峰能力十分有限。

3、此外，光伏或风力发出绿电电力存在不稳定性，因此需要开发大功率电力的消纳方式。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够提高绿电消纳能力、提高绿电新能源的冬季调峰能力以及能够结合绿电电力不稳定性而进行消纳的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统及方法。

2、第一方面，本申请提供一种绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，包括：绿电加热产饱和蒸汽子系统和锅炉产汽子系统，所述锅炉产汽子系统包括相连通的锅筒及蒸汽过热处理单元，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统用于接入绿电并用于将电能转换为饱和蒸汽的热能，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统的饱和蒸汽通道与所述锅筒的饱和蒸汽通道汇合后共同连通所述蒸汽过热处理单元，所述蒸汽过热处理单元中设置有用于增加烟气量的所述锅炉补充燃烧子系统。

3、在其中一个实施例中，所述锅炉补充燃烧子系统采用燃料燃烧为所述蒸汽过热处理单元增加烟气量。

4、在其中一个实施例中，所述燃料为天然气或者燃料气。

5、在其中一个实施例中，所述锅炉补充燃烧子系统包括燃料机构、供风机构及燃烧室，所述燃料机构和所述供风机构均连通于所述燃烧室，所述燃烧室用于为所述蒸汽过热处理单元燃烧增加烟气量。

6、在其中一个实施例中，所述蒸汽过热处理单元包括(不限于)顺序连通的顶棚及包墙、低温过热器、大屏过热器、高温过热器及集汽集箱，其中，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统的饱和蒸汽通道与所述锅筒的饱和蒸汽通道汇合后共同连通顶棚及包墙。

7、在其中一个实施例中，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统包括顺序连通的电加热器及汽液分离器，所述电加热器用于连通进水管，所述电加热器的汽相通道连通所述汽液分离器，所述汽液分离器的气相通道连通顶棚及包墙。

8、在其中一个实施例中，所述锅炉产汽子系统包括依次顺序连通的进水管、第一控制阀单元、锅筒及蒸汽过热处理单元，其中，所述锅筒的气相通道连通所述蒸汽过热处理单元；所述蒸汽过热处理单元包括顺序连通的顶棚及包墙、低温过热器、大屏过热器、高温过热器及集汽集箱，其中，所述锅筒的气相通道连通顶棚及包墙，所述电加热器的气相通道连通所述蒸汽过热处理单元；所述第一控制阀单元包括第一粗调阀子单元、第一细调阀子单元、第一升降止回阀、第一进水电动闸阀，所述进水管、所述第一粗调阀子单元、所述第一升降止回阀、第一进水电动闸阀及所述锅筒顺序连通，所述第一细调阀子单元与所述第一粗调阀子单元并连在所述进水管与所述第一升降止回阀之间；所述第一粗调阀子单元包括顺序连通的第一粗调前电动闸阀、第一粗调气动调节阀、第二粗调后电动闸阀，所述第一细调阀子单元包括顺序连通的第一细调前电动闸阀、第一细调气动调节阀、第二细调后电动闸阀；优选的，所述锅筒与所述第一进水电动闸阀之间还设置有省煤器；所述进水管与所述第一控制阀单元之间还连通有第一流量计；

9、和/或，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统的电加热器和进水管之间还连通有第二控制阀单元；所述第二控制阀单元包括第二粗调阀子单元、第二细调阀子单元、第二升降止回阀、第二进水电动闸阀，所述进水管、所述第二粗调阀子单元、所述第二升降止回阀、第二进水电动闸阀及所述电加热器顺序连通，所述第二细调阀子单元与所述第二粗调阀子单元并连在所述进水管与所述第二升降止回阀之间；所述第二粗调阀子单元包括顺序连通的第二粗调前电动闸阀、第二粗调气动调节阀、第二粗调后电动闸阀，所述第二细调阀子单元包括顺序连通的第二细调前电动闸阀、第二细调气动调节阀、第二细调后电动闸阀；优选的，所述进水管与所述第二控制阀单元之间还连通有第二流量计。当然需要说明的是，第一控制阀单元及第二控制阀单元的具体结构设置不限于此，也可以采用其它实现类似功能的相关结构。

10、在其中一个实施例中，所述饱和蒸汽的压力为4.0mpa～15mpa。

11、第二方面，本申请提供一种基于如上任一实施例中所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统产生过热蒸汽的方法，所述方法包括如下步骤：

12、利用绿电接入绿电加热产饱和蒸汽子系统产生第一饱和蒸汽；

13、根据所述第一饱和蒸汽的产量，控制所述锅炉产汽子系统的锅筒产生第二饱和蒸汽；

14、根据所述第一饱和蒸汽的产量，确定锅炉的烟气减少量；

15、根据锅炉烟气减少量，控制所述锅炉补充燃烧子系统增加蒸汽过热处理单元的烟气量；

16、所述第一饱和蒸汽和所述第二饱和蒸汽汇合后经所述蒸汽过热处理单元过热处理后，得到所述过热蒸汽。

17、在其中一个实施例中，所述过热蒸汽的压力为3.0mpa～13.5mpa，温度为320℃～550℃。

18、上述绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，将冗余的绿电电力通过电加热产饱和蒸汽子系统产生饱和蒸汽，并将饱和蒸汽接入现有的“以热定电”的电热耦合的热电联产机组的锅炉中，一方面，能够将冗余的绿电电力通过饱和蒸汽转换至现有的热电联产机组中，提高对冗余绿电的消纳能力，另一方面，能够利用现有的热电联产机组的调峰能力，进而提高绿电的调峰能力。此外，通过在所述蒸汽过热处理单元中设置有用于增加烟气量的所述锅炉补充燃烧子系统，且所述绿电加热产饱和蒸汽子系统的饱和蒸汽通道与所述锅筒的饱和蒸汽通道汇合后共同连通所述蒸汽过热处理单元，如此，能够考虑因为电加热产饱和蒸汽子系统产生饱和蒸汽，对现有的锅筒饱和蒸汽产生减少的影响，由于锅筒相对于绿电引入前饱和蒸汽产量相对减少，进而燃烧量减少，由此产生的烟气量减少，烟温也会降低，进而会影响后续蒸汽过热处理单元的过热加热能力，通过在热蒸汽处理单元中设置有用于增加烟气量的所述锅炉补充燃烧子系统，由此能够增加烟温，保证过热段取热效果，进而确保最终得到的过热蒸汽的品质。

技术特征：

1.一种绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，包括：绿电加热产饱和蒸汽子系统和锅炉产汽子系统，所述锅炉产汽子系统包括相连通的锅筒及蒸汽过热处理单元，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统用于接入绿电并用于将电能转换为饱和蒸汽的热能，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统的饱和蒸汽通道与所述锅筒的饱和蒸汽通道汇合后共同连通所述蒸汽过热处理单元，所述蒸汽过热处理单元中设置有用于增加烟气量的所述锅炉补充燃烧子系统。

2.根据权利要求1所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述锅炉补充燃烧子系统采用燃料燃烧为所述蒸汽过热处理单元增加烟气量。

3.根据权利要求2所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述燃料为天然气或者燃料气。

4.根据权利要求3所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述锅炉补充燃烧子系统包括燃料机构、供风机构及燃烧室，所述燃料机构和所述供风机构均连通于所述燃烧室，所述燃烧室用于为所述蒸汽过热处理单元燃烧增加烟气量。

5.根据权利要求1所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述蒸汽过热处理单元包括顺序连通的顶棚及包墙、低温过热器、大屏过热器、高温过热器及集汽集箱，其中，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统的饱和蒸汽通道与所述锅筒的饱和蒸汽通道汇合后共同连通顶棚及包墙。

6.根据权利要求1所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述绿电加热产饱和蒸汽子系统包括顺序连通的电加热器及汽液分离器，所述电加热器用于连通进水管，所述电加热器的汽相通道连通所述汽液分离器，所述汽液分离器的汽相通道连通顶棚及包墙。

7.根据权利要求6所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述锅炉产汽子系统包括依次顺序连通的进水管、第一控制阀单元、锅筒及蒸汽过热处理单元，其中，所述锅筒的气相通道连通所述蒸汽过热处理单元；所述蒸汽过热处理单元包括顺序连通的顶棚及包墙、低温过热器、大屏过热器、高温过热器及集汽集箱，其中，所述锅筒的气相通道连通顶棚及包墙，所述电加热器的气相通道连通所述蒸汽过热处理单元；所述第一控制阀单元包括第一粗调阀子单元、第一细调阀子单元、第一升降止回阀、第一进水电动闸阀，所述进水管、所述第一粗调阀子单元、所述第一升降止回阀、第一进水电动闸阀及所述锅筒顺序连通，所述第一细调阀子单元与所述第一粗调阀子单元并连在所述进水管与所述第一升降止回阀之间；所述第一粗调阀子单元包括顺序连通的第一粗调前电动闸阀、第一粗调气动调节阀、第二粗调后电动闸阀，所述第一细调阀子单元包括顺序连通的第一细调前电动闸阀、第一细调气动调节阀、第二细调后电动闸阀；优选的，所述锅筒与所述第一进水电动闸阀之间还设置有省煤器；所述进水管与所述第一控制阀单元之间还连通有第一流量计；

8.根据权利要求6所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述饱和蒸汽的压力为4.0mpa～15mpa。

9.基于如权利要求1至8任一项中所述的绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统产生过热蒸汽的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述过热蒸汽的压力为3.0mpa～13.5mpa，温度为320℃～550℃。

技术总结
本发明涉及一种绿电加热产饱和蒸汽耦合锅炉产汽的系统及方法，系统包括：绿电加热产饱和蒸汽子系统和锅炉产汽子系统，锅炉产汽子系统包括相连通的锅筒及蒸汽过热处理单元，绿电加热产饱和蒸汽子系统用于接入绿电并用于将电能转换为饱和蒸汽的热能，饱和蒸汽通道与锅筒的饱和蒸汽通道汇合后共同连通蒸汽过热处理单元，蒸汽过热处理单元中设置有用于增加烟气量的锅炉补充燃烧子系统。如此，能够考虑因为电加热产饱和蒸汽子系统产生饱和蒸汽，对现有的锅筒饱和蒸汽产生减少的影响，通过在热蒸汽处理单元中设置有用于增加烟气量的锅炉补充燃烧子系统，由此能够增加烟温，保证过热段取热效果，进而确保最终得到的过热蒸汽的品质。

技术研发人员：施俊林,汤广伟,杨银仁,李唐,庞睿,方童波
受保护的技术使用者：中石化宁波工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24