绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统、供热发电方法与流程

本申请涉及新能源及发电，特别是涉及一种绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统、供热发电方法。

背景技术：

1、近年我国大力发展风、光等新能源，短时间内将风、光新能源装机容量以及发电量提升至我国领先地位，但以新能源为主题的发电系统存在不稳定性，缺乏能够快速调峰的灵活调节措施，影响区域能源系统的安全稳定性。电网调峰能力和调峰需求间的不匹配问题愈发严重，对热电机组进行灵活性改造，以提升调峰能力是今后发展的必由之路，而我国大量的热电联产机组为“以热定电”方式运行，这种热电耦合的运行模式使得机组调节能力大大下降，不利于新能源电力的消纳。根据国家政策要求光伏和风电等绿电建设阶段配套一定比例的电化学储能，但普遍规模比例不高，储能时长较短(在2～4h)，成本普遍偏高，不能满足高峰阶段绿电消纳要求。而用户用电呈现峰谷现象，可能存在绿电弃用问题，进而容易出现弃光弃风问题。

2、常规化石能源热电联产机组采用“以热定电”的电热耦合模式下运行，目前电网峰谷调节主要措施是火电调峰达到电网供需平衡，随着新能源装机比例的不断提升，火电机组的产电量也会呈现锐减趋势，火电机组的调峰削谷的能力会逐渐降低，热电联产机组担负着工业和民用供热的需求，需要在能源调节中发挥重要作用。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对提供一种能够提高绿电消纳能力、利用绿电产生过热蒸汽部分替代锅炉过热蒸汽、减少绿电弃用、能够利用现有的火电机组进行调峰削谷作用的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统、供热发电方法。

2、第一方面，本申请提供一种绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，包括绿电电加热蒸汽转换子系统及锅炉蒸汽子系统，所述锅炉蒸汽子系统用于产生过热蒸汽，所述绿电加热蒸汽转换子系统用于接入绿电，并将绿电的电能转为过热蒸汽的蒸汽热能，所述绿电加热蒸汽转换子系统的过热蒸汽的流出通道汇入所述锅炉蒸汽子系统的过热蒸汽的流出通道中。

3、在其中一个实施例中，所述过热蒸汽的压力为4.0mpa～13.5mpa，温度为300℃～560℃。

4、在其中一个实施例中，所述绿电加热蒸汽转换子系统包括顺序连通的第一电加热器、汽液分离器及第二电加热器，所述第一电加热器用于连通进水管，所述第一电加热器的气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所述第二电加热器，所述第二电加热器连通所述锅炉蒸汽子系统的过热蒸汽的流出通道。

5、在其中一个实施例中，所述锅炉子系统包括cfb锅炉、煤粉锅炉或燃油、燃气锅炉等。

6、在其中一个实施例中，所述第一电加热器和/或所述第二电加热器的加热器类型为电阻式、电磁式或者电极式。

7、在其中一个实施例中，所述第一电加热器和/或所述第二电加热器的工作电压等级包含36v～10kv中的多个电压等级。

8、在其中一个实施例中，所述第一电加热器的数量为多个，多个所述第一电加热器采用多组分级串联；

9、在其中一个实施例中，所述第二电加热器的数量为多个，多个所述第二电加热器采用多组分级串联。

10、在其中一个实施例中，所述绿电加热蒸汽转换子系统共用所述锅炉蒸汽子系统的进水管；

11、和/或，所述锅炉蒸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(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，所述锅筒的气相通道连通顶棚及包墙；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(建议简化描述，或直接写有这个单元就可以，不限制具体配置)；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；

12、和/或，所述绿电加热蒸汽转换子系统的第一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第一电加热器顺序连通，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。

13、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。

14、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过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统产生过热蒸汽用于供热和/或发电的方法，所述方法包括如下步骤：

15、利用绿电接入绿电电加热蒸汽转换子系统并产生第一过热蒸汽；

16、根据所述第一过热蒸汽的流量，控制所述锅炉蒸汽子系统产生第二过热蒸汽；

17、将所述第一过热蒸气和所述第二过热蒸汽汇合并共同用于供热和/或发电。

18、在其中一个实施例中，所述利用绿电接入绿电电加热蒸汽转换子系统并产生第一过热蒸汽的步骤中，依次包括第一电加热步骤、汽液分离步骤及第二电加热步骤。

19、在其中一个实施例中，所述绿电电加热蒸汽转换子系统接入的进水管和所述锅炉蒸汽子系统的进水管共用。

20、上述绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，通过将冗余的绿电电力通过电加热蒸汽转换子系统转换为过热蒸汽，用于部分替换锅炉蒸汽子系统产生的过热蒸汽，能够提高冗余的绿电电力的利用，减少绿电资源的浪费，另外一方面，还能够基于现有的常规化石能源热电联产机组采用的“以热定电”的电热耦模式，提高绿电组入电网的电力调峰削谷作用。

技术特征：

1.一种绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，包括绿电电加热蒸汽转换子系统及锅炉蒸汽子系统，所述锅炉蒸汽子系统用于产生过热蒸汽，所述绿电加热蒸汽转换子系统用于接入绿电，并将绿电的电能转为过热蒸汽的蒸汽热能，所述绿电加热蒸汽转换子系统的过热蒸汽的流出通道汇入所述锅炉蒸汽子系统的过热蒸汽的流出通道中。

2.根据权利要求1所述的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述过热蒸汽的压力为4.0mpa～13.5mpa，温度为300℃～560℃。

3.根据权利要求1所述的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述绿电加热蒸汽转换子系统包括顺序连通的第一电加热器、汽液分离器及第二电加热器，所述第一电加热器用于连通进水管，所述第一电加热器的气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所述第二电加热器，所述第二电加热器连通所述锅炉蒸汽子系统的过热蒸汽的流出通道。

4.根据权利要求3所述的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述第一电加热器和/或所述第二电加热器的加热器类型为电阻式、电磁式或者电极式。

5.根据权利要求3所述的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述第一电加热器和/或所述第二电加热器的工作电压等级包含36v～10kv中的多个电压等级。

6.根据权利要求5所述的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述第一电加热器的数量为多个，多个所述第一电加热器采用多组分级串联；

7.根据权利要求3所述的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统，其特征在于，所述绿电加热蒸汽转换子系统共用所述锅炉蒸汽子系统的进水管；

8.基于如权利要求1至7任一项中所述的绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统产生过热蒸汽用于供热和/或发电的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用绿电接入绿电电加热蒸汽转换子系统并产生第一过热蒸汽的步骤中，依次包括第一电加热步骤、汽液分离步骤及第二电加热步骤。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述绿电电加热蒸汽转换子系统接入的进水管和所述锅炉蒸汽子系统的进水管共用。

技术总结
本发明涉及一种绿电加热产过热蒸汽耦合锅炉产汽的系统、供热发电方法，系统包括绿电电加热蒸汽转换子系统及锅炉蒸汽子系统，锅炉蒸汽子系统用于产生过热蒸汽，绿电加热蒸汽转换子系统用于接入绿电，并将绿电的电能转为过热蒸汽的蒸汽热能，绿电加热蒸汽转换子系统的过热蒸汽的流出通道汇入锅炉蒸汽子系统的过热蒸汽的流出通道中。如此，通过将冗余的绿电电力通过电加热蒸汽转换子系统转换为过热蒸汽，用于部分替换锅炉蒸汽子系统产生的过热蒸汽，能够提高冗余的绿电电力的利用，减少绿电资源的浪费，另外一方面，还能够基于现有的常规化石能源热电联产机组采用的“以热定电”的电热耦模式，提高绿电组入电网的电力调峰作用。

技术研发人员：施俊林,亢万忠,庞睿,汤广伟,杨银仁,韩磊
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：2024/3/21