一种发电机组共享式调峰系统及工作方法与流程

1.本发明属于储能技术领域，具体涉及一种发电机组共享式调峰系统及工作方法。


背景技术：

2.随着环保目标的不断提高，对煤电机组的灵活性提出更高要求。为进一步提升灵活性和调节能力，促进电力行业清洁低碳转型，需要对煤电机组改造升级。煤电机组改造升级方案对机组调峰能力做出明确要求，纯凝工况调峰能力的一般化要求为最小发电出力达到35％额定负荷，采暖热电机组在供热期运行时要通过热电解耦力争实现单日6h最小发电出力达到40％额定负荷的调峰能力，其他类型机组应采取措施尽量降低最小发电出力。
3.火电机组因其基础容量大，在深度调峰时需要存储的能量大、品质高，现有电化学储能、热水罐储能、抽汽蓄能等均无法满足火电机组的深度调峰要求。减少上网电量能够快速、深度的实现火电机组深度调峰，将电能存储为高品质的能量尤为重要。熔盐储热因其容量大、热能品位高等优点，适用于火电机组的深度调峰。熔盐储热是一种熔融体无机盐显热储热，利用熔盐温度的改变来储存热量，通常采用双罐熔盐储热系统。熔盐储热多应用于太阳能热电站，鲜有应用于大型发电机组的熔盐储热调峰系统。
4.发电厂均为两台或多台发电机组并列发电，现有常规灵活性改造技术均为针对单台发电机组，多台发机组则需要多次投资，投资费用高，设备利用率低，投资收益率低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种发电机组共享式调峰系统及工作方法，该系统通过一台调峰系统实现两台或多台发电机组调峰，是一种共享式储能系统，能够降低投资成本。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种发电机组共享式调峰系统，包括调峰系统和至少两组发电机组，发电机组包括蒸汽发生器、蒸汽发电装置、回热装置和发电机，蒸汽发生器的蒸汽出口与蒸汽发电装置的蒸汽入口连接，蒸汽发电装置的蒸汽出口与回热装置的冷入口相连，回热装置的冷出口与蒸汽发生器的内腔连通，蒸汽发电装置与发电机相连；
8.调峰系统包括依次连通的熔盐冷罐、冷熔盐泵、熔盐电加热器、熔盐热罐、热熔盐泵和给水加热器，冷熔盐泵的入口与熔盐冷罐出口连接，冷熔盐泵出口与熔盐电加热器入口连接，熔盐电加热器出口与熔盐热罐入口连接，热熔盐泵入口与熔盐热罐出口连接，热熔盐泵出口与给水加热器的热进口连接，给水加热器的热出口与熔盐冷罐的入口连接；
9.所有发电机组的发电机与熔盐电加热器电连接且连接线路上均设有储能开关；
10.给水加热器的冷出口与所有发电机组的回热装置的热进口连接，所有发电机组的回热装置的热出口给水加热器的冷进口连接；
11.所有发电机组的回热装置的热进口、所有发电机组的回热装置的热出口、给水加热器的冷出口、给水加热器的冷进口均设有阀门。
12.优选的，本发明发电机组共享式调峰系统还包括热网水加热器，热网水加热器的热进口与热熔盐泵的出口连接，热网水加热器的热出口与熔盐冷罐的入口连接，热网水加热器的热出口和热进口分别设有热网回水调节阀和热网水加热器进口关断阀。
13.优选的，热网水加热器的冷进口和冷出口分别设有热网回水调节阀和热网取水关断阀。
14.优选的，熔盐冷罐和热熔盐泵采用双罐储能、或者使用斜温层单罐储能。
15.优选的，熔盐冷罐和熔盐热罐上均设置有液位计、温度计和压力表。
16.优选的，熔盐电加热器采用电阻式、电磁式或电极式熔盐电加热器。
17.优选的，回热装置的热进口设置的阀门采用回水调节阀，回热装置的热出口设置的阀门采用取水关断阀，给水加热器的冷出口设置的阀门采用给水加热器出口关断阀，给水加热器的冷进口设置的阀门采用给水加热器进口关断阀。
18.优选的，熔盐热罐和热熔盐泵中的循环介质采用熔盐、导热油、液态金属、气体或水。
19.本发明如上所述的发电机组共享式调峰系统的工作方法，包括如下过程：
20.储能过程：发电机组中的发电机对外发电，启动冷熔盐泵，闭合至少一组发电机组中的储能开关，熔盐冷罐经熔盐电加热器加热后储存在熔盐热罐中，起到调峰作用；
21.释能过程：启动热熔盐泵，打开所有发电机组的储能开关，开启给水加热器，对回热装置中的水进行加热，将热能转化为给水热能，释放调峰系统中的能量。
22.优选的，当本发明所述发电机组共享式调峰系统包括热网水加热器时，在释能过程中：
23.开启给水加热器和热网水加热器，或者关闭给水加热器和热网水加热器其中之一，将热能转化为给水热能或热网水热能，释放调峰系统中的能量。
24.本发明具有以下有益效果：
25.本发明发电机组共享式调峰系统通过一台调峰系统实现至少两台发电机组调峰，因此能够实现调峰系统的共享，能够降低投资成本，本发明能够通过给水加热器将储存的热能转化为任意一台发电机组的给水热能进行利用；通过热网水加热器将储存的热能转化为热网水热能进行利用。综上，本发明的发电机组共享式调峰系统能够实现发电机组深度调峰时的储能以及非调峰时的释能，能够进行深度调峰，并且热能用途多样化，能够通过单次投资，实现全厂灵活性改造，设备利用率高。
附图说明
26.图1为本发明发电机组共享式调峰系统的结构示意图。
27.图中，1-1为第一蒸汽发生器、1-2为第一蒸汽发电装置、1-3为第一回热装置、1-4为第一发电机、1-5为第一储能开关、1-6为第一取水关断阀、1-7为第一回水调节阀、2-1为第二蒸汽发生器、2-2为第二蒸汽发电装置、2-3为第二回热装置、2-4为第二发电机、2-5为第二储能开关、2-6为第二取水关断阀、2-7为第二回水调节阀、3-1为熔盐冷罐、3-2为冷熔盐泵、3-3为熔盐电加热器、3-4为熔盐热罐、3-5为热熔盐泵、3-6为给水加热器进口关断阀、3-7为给水加热器、3-8为给水加热器出口关断阀、3-9为热网水加热器进口关断阀、3-10为热网水加热器、3-11为热网水加热器出口调节阀、3-12为热网取水关断阀、3-13为热网回水
调节阀。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：
29.实施例
30.本实施例以设置两组发电机组为例进行说明，如图1所示，本实施例发电机组共享式调峰系统包括一号发电机组、二号发电机组和调峰系统；其中，一号发电机组包括依次连通的第一蒸汽发生器1-1、第一蒸汽发电装置1-2和第一回热装置1-3；还包括通过主轴与第一蒸汽发电装置1-2连接的第一发电机1-4；二号发电机组与一号发电机组构成相同，相同结构的附图标记记为“2-x”，如第一蒸汽发生器1-1与第二蒸汽发生器2-1相对应；调峰系统包括依次连通的熔盐冷罐3-1、冷熔盐泵3-2、熔盐电加热器3-3、熔盐热罐3-4、热熔盐泵3-5、给水加热器进口关断阀3-6、给水加热器3-7和给水加热器出口关断阀3-8，熔盐冷罐3-1、冷熔盐泵3-2、熔盐电加热器3-3、熔盐热罐3-4、热熔盐泵3-5、给水加热器进口关断阀3-6、给水加热器3-7和给水加热器出口关断阀3-8形成闭式循环；调峰系统还包括依次连通的热网水加热器进口关断阀3-9、热网水加热器3-10、热网水加热器出口调节阀3-11，其中，热网水加热器进口关断阀3-9的接口位于热熔盐泵3-5和给水加热器进口关断阀3-6之间，热网水加热器出口调节阀3-11的接口位于给水加热器出口关断阀3-8和熔盐冷罐3-1之间；热网水加热器3-10的热网水侧进出口分别设置热网取水关断阀3-12和热网回水调节阀3-13；第一发电机1-4与熔盐电加热器3-3通过电缆连接，该电缆上设置第一储能开关1-5；第一回热装置1-3与给水加热器3-7通过管道连通，进回水管道上分别设置第一取水关断阀1-6和第一回水调节阀1-7；第二发电机2-4与熔盐电加热器3-3也通过电缆连接，中间设置第二储能开关2-5；第二回热装置2-3与给水加热器3-7通过管道连通，进回水管道上分别设置第二取水关断阀2-6和第二回水调节阀2-7；其中，上述系统中一号发电机组和二号发电机组共享调峰系统，发电机组为两台或两台以上，调峰系统为一台。调峰系统能够为单台发电机组储能或者多台发电机组同时储能。调峰系统储存的能量通过给水加热器3-7加热任意一台或多台发电机组的给水，或者通过热网水加热器3-10加热热网水，或者同时加热给水和热网水。调峰系统的循环介质采用熔盐、导热油、液态金属、气体或水等。调峰系统使用熔盐冷罐3-1和熔盐热罐3-4双罐储能，或者使用斜温层单罐储能。熔盐冷罐3-1和熔盐热罐3-4设置有包括液位计、温度计和压力表在内的这些测量仪表。熔盐电加热器3-3采用电阻式、电磁式或电极式。
31.如图1所示，本实施例发电机组共享式调峰系统的工作方法包括如下过程：
32.储能过程：启动冷熔盐泵3-2，闭合至少一个储能开关(即闭合第一储能开关1-5和第二储能开关2-5中的至少一个)，根据储能能量使用需求，开启或关闭给水加热器3-7和热网水加热器3-10，电能发电机组的部分电能未上网，转化为热能存储于熔盐热罐3-4中，起到调峰作用；
33.释能过程：启动热熔盐泵3-5，打开所有储能开关，根据储能能量使用需求，开启或关闭给水加热器3-7和热网水加热器3-10，热能转化为给水热能或热网水热能，释放调峰系统中的能量。
34.从上述方案可以看出，本发明发电机组共享式调峰系统利用电加热熔盐等储热介
质实现大容量、长时间、高品质储能，实现机组深度调峰，通过一台调峰系统实现至少两台发电机组调峰，是一种共享式储能系统；通过给水加热器将储存的热能转化为任意一台发电机组的给水热能进行利用；通过热网水加热器将储存的热能转化为热网水热能进行利用。综上，本发明的发电机组共享式调峰系统能够实现发电机组深度调峰时的储能以及非调峰时的释能，能够实现大容量、长时间、深度调峰，并且热能用途多样化，能够通过单次投资，实现全厂灵活性改造，设备利用率高。