一种用于电网调峰的蓄热系统的制作方法

文档序号:15412288发布日期:2018-09-11 21:22阅读:502来源:国知局

本实用新型涉及一种蓄热装置,尤其涉及一种用于电网调峰的蓄热系统。



背景技术:

高压电极式热水锅炉技术在国外主要应用于民用采暖供热,未见用于电网调峰。高压电极热水锅炉是利用一定电导率的除盐水的电阻特性,通过控制通过高压电极的电流将电能99%转化成热量。电压采用6-35kV。负荷调节范围是1~100%。

随着国家经济的发展,环保对工业发展提出了新的要求,淘汰小型锅炉,实行集中供热是未来的趋势。社会供热需求越来越多,城市集中供热负荷越来越大,再加上冬季供热时机组“以热定电”的运行模式,使得机组对于电负荷的调节能力也越来越小,形成了发电与供热之间新的矛盾,一方面电网中多余的电量无法消纳,另一方面供热需求需要保证。伴随着国家关于风电消纳、火电机组灵活性提升改造的相关政策出台,在供热季,如何提高火电机组负荷调节能力为当前亟待解决的问题之一。譬如在东北,发电低谷通常出现在夜间12时至第二天6时左右,低谷时段持续时间约为6小时,这段时间用电量需求少,发电量也相应减少。因为夜晚温度低,往往供热需求反而加大,发电机组的供热能力与发电量成正比关系,因此就会形成发电与供热的矛盾问题,为保证电网负荷平衡,在社会用电量需求低的时段,怎么解决多余电量的消纳,是非常迫切的问题。尤其在夜间12时至第二天6时左右,这个时段是电厂参与深度调峰热电解耦需求较为迫切的时段。



技术实现要素:

发明目的:本实用新型目的在于针对现有技术的不足,提供一种能实现热电解耦、消纳多余电能进行供热的用于电网调峰的蓄热系统。

技术方案:本实用新型所述用于电网调峰的蓄热系统,包括高压电极锅炉、换热器、热网系统、储热罐和控制器;所述高压电极锅炉通过所述换热器与所述热网系统连接并交换能量;以所述换热器为分界线,所述高压电极锅炉一侧为一次侧系统,所述热网系统一侧为二次侧系统;所述一次侧系统为闭式循环,通过循环水泵进行水循环,通过板式换热器向热网输出热量,出水温度即板式换热器一次侧进水温度通常为120℃;所述储热罐设置在所述二次侧系统中,用于储存换热器出水口热水。热水储热罐的作用在于,目前东北地区的热电联产机组参与深度调峰时段与用热高峰时段基本重叠,因此,采用电锅炉方案时电锅炉放热与消耗厂用电的时段相同,但热网系统热负荷的需求存在一定波动,可能存在短时热网系统热负荷需求较少且仍然需要参与深度调峰的可能性,因此配置一个适当容量的热水储热系统,用以平衡电锅炉系统放热与热网用热的短时不平衡,以达到灵活性运行及更好的参与深度调峰的目的。调峰初期,高压电极锅炉系统迅速投运,显著降低上网负荷,达到电网调峰效果,同时,由于热网短时间内无法消纳大量热量,将高压电极锅炉系统产生的热量以高温热水形式储存在热水储热罐中,用于在热网用热量大或调峰时段以外的时段向热网供热。

进一步地,所述控制器与调峰控制系统、高压电极锅炉及储热罐连接,所述控制器接受调峰控制系统发出的负荷功率,并控制所述高压电极锅炉的运行功率,所述控制器根据热网需求控制所述储热罐的开启。

进一步地,在所述一次侧系统的所述高压电极锅炉与所述换热器之间设置有三通调节阀及旁路,所述三通调节阀通过所述控制器控制开度。

进一步地,所述热网系统的回水管路上设置有凝汽器,对热网回水进行一级加热;所述换热器对热网回水进行二级加热。二次侧热网循环水回水温度通常为45℃,首先经机组凝汽器一级通常加热至60℃左右,经由热网循环水泵输送至高压电极锅炉系统的换热器,进行二级加热至88℃(若用于热水储热罐储存,则最高可加热至98℃),换热器出口热网循环水温满足热网用热要求,直接通过热网供给热用户,或储存在储热罐中。

进一步地,所述一次侧系统设置有加药系统,加药系统用于保证高压电极锅炉一次侧系统水质和高压电极锅炉电导率。

进一步地,所述一次侧系统设置有定压系统,定压系统用于控制一次侧循环水系统压力,维持闭式循环系统的正常运行。

优选地,所述换热器为板式换热器。

有益效果:(1)本实用新型利用高压电极锅炉将电能转化为热能,并利用蓄热罐对多余热能进行储存,很好的解决了电网调峰的问题,在用电低谷时段,高压电极锅炉消纳多余的电能转化为热能进行供热,既解决了供热问题,又可以消耗多余电能,减少电网平衡的矛盾;(2)本实用新型中的蓄热罐能实现热电解耦,使热电联产机组具有深度调峰灵活性运行的能力,实现热源与供热系统的优化与经济运行;能作为热网系统中热源与用户之间的缓冲器;并作为尖峰热源、备用热源和紧急事故补水;3、本实用新型在一次侧系统设置三通调节阀及旁路,在高压电极直热锅炉启动之初,可以通过调节三通调节阀的开度,启用旁路,让水循环不通过或少量通过换热器,从而达到快速加热的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明,但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1:如图1所示,一种用于电网调峰的蓄热系统,包括高压电极锅炉1、板式换热器2、热网系统3、储热罐4和控制器(图中未显示);所述高压电极锅炉1通过所述换热器2与所述热网系统3连接并交换能量;以所述换热器2为分界线,所述高压电极锅炉1一侧为一次侧系统,所述热网系统3一侧为二次侧系统;所述一次侧系统为闭式循环,通过循环水泵5进行水循环;所述储热罐4设置在所述二次侧系统中,用于储存换热器2出水口热水。所述控制器与调峰控制系统(图中未显示)、高压电极锅炉1及储热罐4连接,所述控制器接受调峰控制系统发出的负荷功率,并控制所述高压电极锅炉1的运行功率,所述控制器根据热网需求控制所述储热罐4的开启。锅炉启动后热水并入热网后有一个解耦的过程,此时将管网中多余的热量存储到蓄热罐中。当接收到要求蓄热罐蓄热发命令后执行储热罐蓄热的操作,当接收到储热罐蓄热结束命令后高压电极锅炉1的投入执行结束。在所述一次侧系统的所述高压电极锅炉1与所述换热器2之间设置有三通调节阀6及旁路7,所述三通调节阀6通过所述控制器控制开度。所述热网系统3的回水管路上设置有凝汽器8,对热网回水进行一级加热;所述换热器对热网回水进行二级加热。所述一次侧系统设置有加药系统9,用于保证高压电极锅炉1一次侧系统水质和高压电极锅炉1电导率。所述一次侧系统设置有定压系统10,用于控制一次侧循环水系统压力,维持闭式循环系统的正常运行。

如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型,但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。

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