一种热电联产电厂的调峰供热系统的制作方法

本实用新型涉及电力深度调峰设计领域，尤其涉及热电联产电厂的调峰供热系统。

背景技术：

热电联产是现有技术中热电站的常见生产方法，即在提供集中供暖的城市，其周围的热电站即向城市供电又向城市供热。在现有技术的热电联产的热电厂中采用蓄热装置是一种常见的技术手段，例如在201720088142.7中公开了一种电蓄热锅炉辅助火电厂供热机组深度调峰系统。其采用固体电蓄热装置在供热低峰时期来蓄热，当电厂供热高峰时通过固体电蓄热装置来蓄热，从而实现调峰。以及中国专利ZL201720099844.5中公开了一种一种电蓄热装置配置系统，其通过固体蓄热和液体蓄热的方式来实现调峰。

在上述专利中提出了主要通过蓄热的方法来调峰，但是在现有技术中，蓄热装置的蓄热能力是有限的，并且特别是对固体电蓄热装置而言，因为电容量固化，调峰缺乏灵活性，并且蓄热容量是有限的，，如果蓄热装置容量过小则可能导致蓄热量的不足从而达不到理想的效果，。而对于液体蓄热装置而言，在保存温度较高的液体时，特别是在寒冷的环境下保存上述液体不可避免的造成大量的热量损失，从而产生不必要的能源浪费。

技术实现要素：

本专利正是基于现有技术的上述缺陷而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种电厂调峰供热系统，使得所述系统能够具有较高低的能量损失，并能够满足热电联产时的能量存储调峰功能。

为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：

一种热电联产电厂的调峰供热系统，其特征在于，所述系统包括电加热直接供热装置、固体电蓄热装置和控制装置：所述电加热直接供热装置，包括电加热装置和直供管路；所述电加热装置与电网连接，使用电网的电力加热所述加热装置中的供热介质；并将加热后的液体直接供给到所述直供管路；所述直供管路的一端与所述电加热装置相连通另一端与主供热管网相连接，将所述加热装置加热的供热介质的热量传递至所述主供热管网；所述固体电蓄热装置，包括固体储热炉、换热口和蓄热装置管路；所述固体电蓄热装置与电网连接，将电网的电力以潜热的方式存储在所述固体储热炉内的固体蓄热材料中；所述换热口与所述固体储热炉相连，通过换热的方式利用所述固体储热炉放热时的能量加热蓄热装置管路的供热介质；所述蓄热装置管路的一端与所述电加热装置相连通另一端与所述主供热管网相连接，将所述换热口中加热的供热介质的热量传递至所述主供热管网；所述控制装置与所述电加热直接供热装置、固体电蓄热装置以及发电系统热出力端相连；整体控制所述电加热直接供热装置、固体电蓄热装置以及发电系统热出力端的供热。

优选地，所述电加热装置包括电极炉。

优选地，所述直供管路包括热输出管道、循环管道和板式换热器；所述热输出管道中设置有输出泵，通过所述输出泵将所述加热装置中的加热的供热介质输出；所述循环管道用于接收和回收加热介质，并将其汇合后通过循环泵供给到所述加热装置中用于后续加热；所述热输出管道、循环管道均与主供热管网相连；所述板式换热器连接在所述直供管路和所述主供热管网之间。

优选地，所述循环管道上还设置有补水系统，通过所述循环管道向所述电加热装置内补水。

优选地，所述蓄热装置管路包括蓄热装置放热管道、蓄热装置循环管道和板式换热器；所述换热口的下游通过蓄热装置放热管道与所述主供热管网相连，所述换热口的上游通过蓄热装置循环管道与所述主供热管网相连，形成成循环的供热回路；所述板式换热器连接在所述蓄热装置管路和所述主供热管网之间。

优选地，所述蓄热循环管道上还设置有补水系统，通过所述循环管道向所述固体电蓄热装置补水。

优选地，一组固体电蓄热装置上设置有多个换热口，所述多个换热口并联设置在所述蓄热装置管路上。

优选地，所述热电联产电厂的调峰供热系统包括多组所述固体电蓄热装置。

优选地，所述直接供热装置供热的热量是所述固体电蓄热装置供热热量的8倍以上。

本专利通过定价热装置直接供热装置的调峰功能来协调供热管网高峰时段的供热能力，并且利用固体电蓄热装置辅助直接供热来进行调峰以弥补直供加热装置电能的局限；提供了有效的调峰功能的同时提高了能量的使用效率。

附图说明

图1是本专利提供的一种热电联产电厂的调峰供热系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的具体实施方式进行详细描述，需要指出的是，该具体实施方式仅仅是对本专利优选技术方案的举例，并不能理解为对本专利保护范围的限制。

如图1所示，本具体实施方式公开了一种热电联产电厂的调峰供热系统。在热电联产的电厂中，供热和供电都是电厂所提供的服务，所述供热包括为集中供暖的城市提供供暖等方案；供电包括提供电能输出等方案。在热电联产的电厂中，供热的至少一部分是通过抽取发电过程中的热汽供给到供热主管网中加热主管网中的水或者类似液体从而通过所述供热主管网向目标区域供热。

在本具体实施方式中，所述热电联产电厂的调峰供热系统包括电加热直接供热装置1、固体电蓄热装置2、主供热管网3和控制装置4。

所述电加热直接供热装置1包括电加热炉5、直供管路，所述电加热炉与电网相连通过取自所述电网的电力将所述电加热炉中的供热介质，例如水等，加热；然后通过所述直供管路直接供给到所述主供热管网3中，在所述电加热直接供热装置1中，不进行储能或者蓄能的设置，而是将电加热后的热能不经过蓄热存储通过板式换热器直接供给到所述主供热管网3。所述直接供热装置可以包括电极炉这种现有技术中的加热水等液体介质的设备，电极炉的作用是接收电能并将电能加热炉内的介质，在不同的工作环境中电极炉都有相应的应用，例如加热设备或者是液体蓄热设备中，在本具体实施方式中，将上述电极炉用于电加热直接供热装置中，由于电极炉本身是现有技术中已经存在的产品，因此在本具体实施方式中不再详细描述。所述直供管路的一端通过板式换热器与所述电极炉相连，另一端与所述主供热管网相连，将所述电极炉中加热到预定温度的供热介质输送到所述主供热管网，实现供热。

如图1所示，在本具体实施方式中，所述直供管路包括热输出管道6、循环管道7和板式换热器8。所述热输出管道中设置有输出泵，通过所述输出泵将所述电极炉中的加热的供热介质输出；所述循环管道用于接收和回收加热介质，并将其汇合后通过循环泵供给到所述电极炉中用于后续加热，所述热输出管道、循环管道均通过板式换热器与主供热管网相连。所述板式换热器连接在所述直供管路和所述主供热管网之间，一方面通过所述板式换热器向所述主管网供热，另一方面通过所述板式换热器来阻隔主供热管网和直供管路之间的压力差，以免对直供管路造成损害。

在本具体实施方式中，采用所述直接供热装置2通过电加热的方式直接进行供热，这样可以减轻对于电厂热出力的负荷，在连续供暖中，电厂热出力难以满足供热品质时，通过所述电加热直接供热的方式来弥补从电厂抽汽供热的能力缺陷。在电网电力需求不足的情况下，通过大容量即热式电锅炉消纳电厂多余电力并通过与电厂抽气设备的配合实现电厂调峰的目的。与现有技术中不同点之一是，在本具体实施方式中的直接供热装置是指通过电加热供热介质后直接向主供热管网进行供热，而不进行供热介质存储或其它蓄能的步骤或者不设置相应的蓄能单元，这样避免了因为储能时造成的能量损失，导致热能利用率下降。

所述固体电蓄热装置2包括固体储热炉9、换热口10和蓄热装置管路。所述固体储热炉9通过其上设置的电进口与电网相连，接收来自电网的电力，通过设置在所述固体储热炉中的蓄热材料将所述电网的电力变化为热能储存在所述固体储热炉内的固体蓄热材料中。采用固体蓄热材料可以利用固体蓄热材料蓄热稳定的特点，相比采用液体蓄热材料具有易于存储、损失较小的特点，因此可以有效利用能源。

所述换热口10用于将所述固体蓄热材料放出的热能通过热交换的方式加热供热介质，从而实现放热，所述换热口通过蓄热装置放热管道11及板式换热14与所述主供热管网3相连，这样构成了一个可循环的供热回路。所述循环管道上还设置有补水系统13用于向所述蓄热装置放热管路补水，以维持循环的稳定进行。所述蓄热装置放热管路和所述主供热管网之间设置有第二板式换热器14，所述第二板式换热器一方面用于向所述主供热管网供热，另一方面阻隔所述蓄热装置放热管路和所述主供热管网之间的压力差，保护所述蓄热装置放热管路。

在本具体实施方式中，虽然如图1所示仅仅给出了一组固体电蓄热装置的例子，但是所述系统可以包括多组固体电蓄热装置1，多组固体电蓄热装置并联设置在所述主供热管网上，每一组固体电蓄热装置中设置有多个并联的换热口。这样可以根据实际的放热需要控制所述固体电蓄热装置放热的大小，使固体电蓄热装置的放热量具有一定的灵活性，可以被调节。

通过固体储热的方式储存一部分热能，在必要的时候放出，从而调节在供热高峰时段由于电加热直供和发电装置抽汽供热不能满足需要时维持供热的稳定性和供热品质。在本实施例中，固体电蓄热装置的供热处于整个供热系统中较低的比例的水平，一方面在供热高峰时段可以通过调用固体蓄热来补偿供热需求而无需进行大量的抽汽，影响发电以及直接加热供热，并且在占用较小的供热比例的情况下，可以充分使用固体蓄能中的全部热量，而本专利中使用固体蓄热放热的比例较小，可以全部吸纳固体蓄热所释放的热量，仅仅调整其它方式的供热比例即可，因此减小了固体电蓄热装置存储的热量的浪费。

控制装置4，所述控制装置与所述固体电蓄热装置2以及直接供热装置1相连，控制直接供热装置1和所述固体电蓄热装置2的供热比例。在本具体实施方式中，优选地，所述直接供热装置1供热的热量是所述固体电蓄热装置2供热热量的9倍以上，这样在供热高峰期，同样可以通过固体蓄热的方式来弥补既有的供热能力不足，更进一步地，所述控制装置还与所述发电装置热出力端15相连，控制所述发电装置热出力端的抽汽量，这样可以整体控制电厂热出力端、直接供热装置、固体电蓄热装置的放热，例如通过控制各个放热功能模块的放热比例或者启停等操作。从而有利于实现更加高效和协调工作的供热方案。为此，需要所述控制装置具有比现有技术更加强大的处理能力和控制能力，在本具体实施方式中除了将控制装置与各个功能模块相连外，还需要通过采用现有技术中功能强大的控制器等装置来实现。

以上仅仅是对本专利优选技术方案的举例，本领域技术人员在上述具体实施方式的其实下可以在本专利的发明构思下对上述实施例的细节进行修改替换和丰富。由于这种改变并没有脱离本专利的发明构思，因此应当纳入到本专利的保护范围之内。