一种用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统的制作方法

文档序号:11983452阅读:300来源:国知局

本实用新型属于供热火电厂蓄热调峰技术领域,具体涉及一种用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统,尤其适用于进行供热及电网调峰的火电厂。



背景技术:

目前,我国政策逐渐重视新能源的推广,降低火电机组的比例。截止2012年底,我国已有44.8GW的风电装机容量。但是风电具有很强的随机性、间歇性、不可控性及反调峰特性,这就逐渐增大了火电机组进行电网调峰的难度。为了能有效的消纳新能源资源,国家逐渐加大了火电机组调峰的政策性要求,如国家能源局东北监管局关于印发《东北电力调峰辅助服务市场监管办法(试行)》及其补充规定要求既要提升清洁能源消纳空间,又要保证居民供热质量。同时规定了“阶梯式”补偿机制,根据调峰率分三档补偿价格,即第一档:48%<火电厂调峰率≤55%,补偿价为0.4元/kWh;第二档:55%<火电厂调峰率≤60%,补偿价为0.4~0.6元/kWh;第三档:火电厂调峰率>60%,补偿价为0.6~0.8元/kWh。

由此可见,国家政策正逐步加大对火电机组调峰能力的补偿力度;同时要求火电机组在进行电网调峰之时,一定要保证居民的供热质量,这就进一步加大了火电机组调峰的难度。因此,如何有效的进行火电机组电力调峰,而又不影响居民供热质量,对火电厂来说,起到至关重要的作用。



技术实现要素:

基于上述情况,本实用新型克服现有技术中存在的上述不足,提出了一种设计合理,性能可靠,有利于实现机组电力调峰的用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:该种用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统及运行方法,它包括:锅炉、汽轮机、供热管道、蓄热装置和热用户,所述蓄热装置与供热管道连接,所述蓄热装置为直接蓄热装置或间接蓄热装置,所述蓄热装置的蓄热介质为水、蒸汽、导热油或相变蓄热材料,所述热用户为工业用户或居民采暖用户。

优选地,本实用新型所述的蓄热装置为直接蓄热装置或间接蓄热装置,直接 蓄热装置则是蓄热装置直接与供热管道连接,从而进行蓄放热;间接蓄热装置则是利用间接换热设备借助介质水、蒸汽、导热油或相变蓄热材料进行蓄放热。

优选地,本实用新型所述的蓄热装置的蓄热介质为水、蒸汽、导热油或相变蓄热材料。

优选地,本实用新型所述的热用户为工业用户或居民采暖用户。

本实用新型所述的一种用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统及运行方法,运行方法如下:

所述锅炉存在最小稳燃负荷Amin,对应汽轮机的临界最小输出电负荷Pmin,临界、临界最大抽汽负荷Wmax,临界和临界最大输出电负荷Pmax,临界、临界最小抽汽负荷Wmin,临界。所述热用户所需热负荷Q,所述汽轮机的抽汽负荷Wj,蓄热装置的蓄放热量M,电网要求的电负荷R。当火电厂参与电网调峰时,在锅炉处于最小稳燃负荷Amin情况下,火电厂是进行深度调峰。火电厂所能达到的最大调峰潜力为R=Pmin,临界,此时,若Wmax,临界>Q,则可利用蓄热装置进行蓄热;若Wmax,临界<Q,则可利用蓄热装置进行放热。当火电厂参与调峰时电网需求电负荷只需满足R≤Pmax,临界,此时,若Wmin,临界<Q<Wmax,临界,一是只需利用通过调节汽轮机的抽汽量,使得抽汽负荷Wj满足热用户热负荷Q的需求;二是根据蓄热装置的蓄放热需求,增大或减少抽汽负荷Wj时,可对蓄热装置进行蓄放热。

当电网要求的电负荷R>Pmin,临界时,所述锅炉此时的蒸汽蒸发量假定为Aj,对应汽轮机的最大输出电负荷Pj,max、最小抽汽负荷Wj,min和最小输出电负荷Pj,min、最大抽汽负荷Wj,max。若Wj,max>Q>Wj,min,一是只需利用通过调节汽轮机的抽汽量,使得抽汽负荷Wj满足热用户热负荷Q的需求,二是根据蓄热装置的蓄放热需求,增大抽汽负荷Wj时,可对蓄热装置进行蓄热,减少抽汽负荷Wj时,可对蓄热装置进行放热,三是调节锅炉的蒸汽蒸发量,同时通过蓄热装置的蓄放热与调节汽轮机的抽汽量,从而调节对外热负荷和电负荷;若Q<Wj,min,则利用蓄热装置进行蓄热;若Wj,max<Q,一是利用蓄热装置进行放热,二是增加锅炉的蒸汽蒸发量,同时通过蓄热装置的蓄放热与调节汽轮机的抽汽量,从而调节对外热负荷和电负荷。

作为优选,本实用新型所述的蓄热装置尺寸的设计原则是:蓄热装置的最大蓄放热量为Mmax,根据每天的热负荷波动曲线图绘制出临界线,热负荷的峰值面积负荷为Wg,热负荷的谷值面积负荷为Wd,其中Wg=Wd;选取热负荷波动最大 的一天为设计参考,也就是当天热负荷的峰值和谷值为最大值Wg,max、Wd,max,可得,Mmax≥Wg,max=Wd,max

作为优选,本实用新型所述的的临界最大抽汽负荷和临界最小抽汽负荷是指锅炉在最小稳燃负荷下,对应汽轮机最大抽汽量和最小抽汽量分别所能对外供热的负荷。

本实用新型与现有技术相比,具有以下优点和效果:

(1)设计合理,结构简单,性能可靠,基于蓄热调峰系统,合理设计实现火电厂满足电网的电力调峰要求。

(2)运用了本实用新型之后,可以实现火电机组同时满足供热和发电的需求,具有较高的实际运用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中用于火电厂调峰蓄热的蓄热系统及运行方法的系统结构示意图。

标号说明:1、锅炉;2、汽轮机;3、供热管道;4、蓄热装置;5、热用户

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明,以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例:

参见图1,该实施例涉及的蓄热系统包括锅炉1、汽轮机2、供热管道3、蓄热装置4和热用户5,蓄热装置4与供热管道4连接,蓄热装置4为直接蓄热装置或间接蓄热装置,当蓄热装置为间接蓄热装置时,蓄热装置4的蓄热介质为水、蒸汽、导热油或相变蓄热材料,直接蓄热装置则是蓄热装置(4)直接与供热管道3连接,从而进行蓄放热;间接蓄热装置则是利用间接换热设备借助介质水、蒸汽、导热油或相变蓄热材料进行蓄放热。热用户5为工业用户或居民采暖用户。

该实施例涉及蓄热装置4尺寸的设计原则是:蓄热装置4的最大蓄放热量为 Mmax,根据每天的热负荷波动曲线图绘制出临界线,热负荷的峰值面积负荷为Wg,热负荷的谷值面积负荷为Wd,其中Wg=Wd;选取热负荷波动最大的一天为设计参考,也就是当天热负荷的峰值和谷值为最大值Wg,max、Wd,max,可得,Mmax≥Wg,max=Wd,max

该实施例涉及的运行方法如下:

锅炉1存在最小稳燃负荷Amin,对应汽轮机2的临界最小输出电负荷Pmin,临界、临界最大抽汽负荷Wmax,临界和临界最大输出电负荷Pmax,临界、临界最小抽汽负荷Wmin,临界。所述热用户5所需热负荷Q,所述汽轮机2的抽汽负荷Wj,蓄热装置4的蓄放热量M,电网要求的电负荷R。当火电厂参与电网调峰时,在锅炉(1)处于最小稳燃负荷Amin情况下,火电厂是进行深度调峰。火电厂所能达到的最大调峰潜力为R=Pmin,临界,此时,若Wmax,临界>Q,则可利用蓄热装置4进行蓄热;若Wmax,临界<Q,则可利用蓄热装置4进行放热。当火电厂参与调峰时电网需求电负荷只需满足R≤Pmax,临界,此时,若Wmin,临界<Q<Wmax,临界,一是只需利用通过调节汽轮机2的抽汽量,使得抽汽负荷Wj满足热用户5热负荷Q的需求;二是根据蓄热装置4的蓄放热需求,增大或减少抽汽负荷Wj时,可对蓄热装置4进行蓄放热。

当电网要求的电负荷R>Pmin,临界时,锅炉1此时的蒸汽蒸发量假定为Aj,对应汽轮机2的最大输出电负荷Pj,max、最小抽汽负荷Wj,min和最小输出电负荷Pj,min、最大抽汽负荷Wj,max。若Wj,max>Q>Wj,min,一是只需利用通过调节汽轮机2的抽汽量,使得抽汽负荷Wj满足热用户5热负荷Q的需求,二是根据蓄热装置4的蓄放热需求,增大抽汽负荷Wj时,可对蓄热装置4进行蓄热,减少抽汽负荷Wj时,可对蓄热装置4进行放热,三是调节锅炉1的蒸汽蒸发量,同时通过蓄热装置4的蓄放热与调节汽轮机2的抽汽量,从而调节对外热负荷和电负荷;若Q<Wj,min,则利用蓄热装置4进行蓄热;若Wj,max<Q,一是利用蓄热装置4进行放热,二是增加锅炉1的蒸汽蒸发量,同时通过蓄热装置4的蓄放热与调节汽轮机2的抽汽量,从而调节对外热负荷和电负荷。

此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化,均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采 用类似的方式替代,只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本实用新型的保护范围。

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