一种带储热的热电解耦系统的制作方法

本发明属于热电联产
技术领域：
，具体涉及一种带储热的热电解耦系统
背景技术：
：利用电厂余热(低品质热量)进行供热是提升电厂热效率和经济性的重要手段，在我国北方，带供热的电厂在所有火力发电厂中的比重非常大，有效利用了电厂余热，为节能减排做出了重要贡献，但随着新形势的发展，热电联产电厂正在面临挑战。随着我国以风电为主的不太稳定的可再生能源发电接入电网的比例逐渐增多，电网需要火电厂配合调峰的需求正逐渐加大，因此火电厂正在兴起机组灵活性提升改造的热潮。对于带供热的火电机组，受供热需求的限制，机组发电量的调节受到极大限制，供热机组要同时满足发电量和供热量的调节需求，就需要进行热电解耦改造。针对供热电厂的热电解耦改造，存在多种多样的形式，其实际效果也各不相同。例如，有人提出利用电锅炉来进行热电解耦改造，在机组参与电网低负荷调峰的时候，利用电锅炉消耗机组的多余电量同时向热网供热，以兼顾消减上网电量和满足热网需求的目标，这种方式调峰的灵活性非常高，但是热效率很低，在不考虑调峰补贴的情况下，经济性极差，并且与节能减排初衷相违背还有人提出利用主蒸汽抽汽的方法进行供热，然而主蒸汽是一种高品质的能量载体，直接用来进行供热会产生能量的直接降级，造成能源浪费，也是一种不节能不经济的热电解耦手段。针对以上热电厂供热面临的问题和需求，本发明提出一种带储热的热电解耦系统及方法，通过熔盐储热实现热电解耦，避免在供热系统中使用高品质能量，利于节能减排，并且还可以利用熔盐储热参与机组快速升负荷调节，增加了汽轮发电机组的灵活性。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种带储热的热电解耦系统,解决了现有的带供热的火电机组，存在不能同时满足发电量和供热量的调节需求的问题。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明提供的一种带储热的热电解耦系统，包括设置在汽轮机组的再热蒸汽抽汽管路上的熔盐储热系统，其中，熔盐储热系统的热网水出口通过换热系统与热网系统连接；熔盐储热系统包括低温熔盐储罐、熔盐蓄热加热器和高温熔盐储罐，其中，熔盐蓄热加热器的再热蒸汽入口与汽轮机组的再热蒸汽抽汽管路连接，熔盐蓄热加热器的高温熔盐出口与高温熔盐储罐连接，高温熔盐储罐的高温熔盐出口与换热系统连接；换热系统的低温熔盐出口与低温熔盐储罐连接；热网系统包括热网水加热器和热网水供热管路，其中，热网水加热器的低压加热蒸汽入口与汽轮机组的低压抽汽管路连接，热网水加热器的热网水出口分为两管路，一个管路与热网水供热管路连接，另一个管路通过换热系统与热网水供热管路连接优选地，换热系统为熔盐热网水加热器，熔盐热网水加热器的高温熔盐入口与高温熔盐储罐的出口连接，熔盐热网水加热器的低温熔盐出口与低温熔盐储罐连接；熔盐热网水加热器的热网水入口与热网水加热器的热网水出口连接；熔盐热网水加热器的热网水出口与热网水供热管路连接。优选地，热网水加热器的疏水口与汽轮机组中的凝汽器连接；凝汽器的蒸汽口与汽轮机组上的排汽口连接，凝汽器的凝结水出口与凝结水水泵入口相连，凝结水水泵的出口分成两支，其中一支经第七阀门连接有低压加热器组，另一支经第六阀门连接有熔盐凝结水加热器；熔盐凝结水加热器的高温熔盐入口与高温熔盐储罐连接；熔盐凝结水加热器的低温熔盐出口与低温熔盐储罐连接；熔盐凝结水加热器的高温凝结水出口连接有除氧器。优选地，高温熔盐储罐的高温熔盐出口设置有放热泵，其中，放热泵的出口分为两支支路，其中一支支路通过第一阀门与熔盐热网水加热器连接；另一支路通过第三阀门与熔盐凝结水加热器连接。优选地，热网水加热器的热网水出口分两支管路，其中一支管路与换热系统连接，其连接管路上设置有第五阀门；另一支管路与热网水供热管路连接，其连接管路上设置有第四阀门。优选地，汽轮机组包括汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸，其中，汽轮机中压缸的排汽出口与汽轮机低压缸的蒸汽入口相连；该连通管上且置于蒸汽调阀的上游设置有低压抽汽管路，该低压抽汽管路通过低压抽汽阀与热网系统连接。优选地，汽轮机高压缸的蒸汽入口连接有锅炉的主蒸汽出口，汽轮机高压缸的蒸汽出口与锅炉的冷再热蒸汽入口相连，锅炉的再热蒸汽出口与汽轮机中压缸的入口相连；锅炉的给水入口连接有高压加热器组，高压加热器组的给水入口通过给水泵连接有除氧器的凝结水出口。优选地，锅炉与汽轮机中压缸的再热蒸汽管路上设置有再热蒸汽抽汽管路，该再热蒸汽管路经再热抽汽阀与熔盐蓄热系统连接。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种带储热的热电解耦系统，通过在汽轮机组的再热蒸汽管路上设置有支路连接熔盐储热系统，将汽轮机在较高发电负荷运行时产生的热能，通过熔盐进行储热，当汽轮机需要进行低负荷调峰，汽轮机发电功率下降时，能够利用熔盐放热来补充热网供热，用以实现热电解耦，解决了带供热的火电机组，存在不能同时满足发电量和供热量的调节需求的问题；进而对提高供热机组的灵活性和节能减排具有重要意义。进一步的，在汽轮机快速提升负荷的过程中，还可以利用高温熔盐加热凝结水，以减少低压加热器组的抽汽量，从而使汽轮机发电负荷迅速提升。附图说明图1是本发明热电解耦系统结构示意图；其中，1、高温熔盐储罐2、放热泵3、第一阀门4、熔盐热网水加热器5、低温熔盐储罐6、蓄热泵7、熔盐蓄热加热器9、第三阀门10、熔盐凝结水加热器11、热网水加热器12、第四阀门13、第五阀门15、凝汽器16、凝结水水泵17、第六阀门18、除氧器19、第七阀门20、低压加热器组21、低压回热抽汽管22、给水泵23、高压加热器组24、高压回热抽汽管25、锅炉26、汽轮机高压缸27、再热抽汽阀28、汽轮机中压缸29、低压缸蒸汽入口阀30、低压抽汽阀31、汽轮机低压缸。具体实施方式下面结合附图，对本发明进一步详细说明。如图1所示，本发明提供的一种带储热的热电解耦系统，包括高温熔盐储罐1、放热泵2、第一阀门3、熔盐热网水加热器4、低温熔盐储罐5、蓄热泵6、熔盐蓄热加热器7、第三阀门9、熔盐凝结水加热器10、热网水加热器11、第四阀门12、第五阀门13、凝汽器15、凝结水水泵16、第六阀门17、除氧器18、第七阀门19、低压加热器组20、低压回热抽汽管21、给水泵22、高压加热器组23、高压回热抽汽管24、锅炉25、汽轮机高压缸26、再热抽汽阀27、汽轮机中压缸28、低压缸蒸汽入口阀29、低压抽汽阀30和汽轮机低压缸31；其中，低温熔盐储罐5通过熔盐蓄热加热器7与高温熔盐储罐1连接，形成熔盐的储热过程；其中，熔盐蓄热加热器7内的再热蒸汽入口与汽轮机再热蒸汽管路连接，熔盐蓄热加热器7内的再热蒸汽与低温熔盐储罐5中的低温熔盐进行热交换，得到的高温熔盐进入到高温熔盐储罐1内，而再热蒸汽由于释放热量凝结成疏水进入到除氧器18内。汽轮机中压缸28和汽轮机低压缸31之间的连通管上设置有一支管，该支管的出口经过低压抽汽阀30与热网水加热器11的蒸汽入口连接，热网水加热器11的热网水出口与热网连接，同时，热网水加热器11的疏水出口与凝汽器15的疏水入口连接，形成热网的供热管道。同时，热网水加热器11的热网水出口分为两支路，其中一支路通过第四阀门12与热网连接；另一支路通过第五阀门13与熔盐热网水加热器4上的热网水入口连接，熔盐热网水加热器4上的热网水出口与热网连接；同时，高温熔盐储罐1中的高温熔盐依次通过放热泵2和第一阀门3进入到熔盐热网水加热器4中，与熔盐热网水加热器4中的温度不达标的热网水进行热交换，放热后的熔盐经过熔盐热网水加热器4上的熔盐出口进入到低温熔盐储罐5中；该管路是当汽轮机需要进行低负荷调峰，发电功率下降，低压抽汽量不足以满足热网水加热器11的加热负荷需求时的补充供热管路。汽轮机低压缸31的排汽口与凝汽器15上的蒸汽口相连，凝汽器15上的凝结水出口与凝结水水泵16入口相连，凝结水水泵16的出口分成两支，其中一支经第七阀门19与低压加热器组20的凝结水入口相连，另一支经第六阀门17与熔盐凝结水加热器10的凝结水入口相连；低压加热器组20的凝结水出口与除氧器18的凝结水入口相连，同时，低压加热器组20的低压回热抽汽从汽轮机低压缸抽取；熔盐凝结水加热器10的凝结水出口与除氧器18的凝结水入口相连；同时，放热泵2出口设置有一支路，该支路通过第三阀门9与熔盐凝结水加热器10上的熔盐入口连接，熔盐凝结水加热器10上的熔盐出口与低温熔盐储罐5连接；该管路通过熔盐放热使汽轮机快速提升负荷。除氧器18的凝结水出口与给水泵22的入口相连，给水泵22的出口与高压加热器组23给水入口相连，高压加热器组23的给水出口与锅炉25的给水入口相连，锅炉25的主蒸汽出口与汽轮机高压缸26的蒸汽入口相连，汽轮机高压缸26的蒸汽出口与锅炉25的冷再热蒸汽入口相连，锅炉25的再热蒸汽出口与汽轮机中压缸28的入口相连，汽轮机中压缸28的排汽出口与汽轮机低压缸31的蒸汽入口相连；同时，在汽轮机中压缸28和汽轮机低压缸31之间的连通管上有蒸汽调阀29。本发明的工作过程为:当汽轮机在较高发电负荷运行的时候，熔盐进行储热过程，利用汽轮机再热蒸汽加热低温熔盐进行蓄热，蓄热泵从低温熔盐储罐5中抽出低温熔盐，经熔盐蓄热加热器7加热后送至高温熔盐储罐1，再热蒸汽在熔盐蓄热加热器内放热凝结后变成疏水送去除氧器18。当汽轮机发电负荷比较高的时候，汽轮机抽汽供热能力比较强，从汽轮机中、低压缸导管抽取的低压蒸汽送去热网水加热器11，热网回水在加热器11中被加热至额定温度后经阀门12送回热网供热。当汽轮机需要进行低负荷调峰，汽轮机发电功率下降时，利用熔盐放热补充热网供热实现热电解耦。这时候，经阀门30的低压抽汽管道的抽汽量减少，不足以满足热网水加热器11的加热负荷需求，从热网水加热器11出来的热网水温度达不到热网要求，此时，打开阀门13，关闭阀门12，使从热网水加热器11出来的热网水再经过熔盐热网水加热器4进行进一步加热，温度升高至热网要求的温度以后送至热网供热，与此同时，放热泵2从高温熔盐储罐1中抽取高温熔盐送至熔盐热网水加热器4进行放热，放热后的熔盐送至低温熔盐储罐5。当电网需要汽轮机快速提升负荷的时候，利用熔盐放热使汽轮机快速提升负荷。由于电站锅炉负荷调节的滞后性，无法快速提供更大的蒸汽流量使汽轮机发电功率提升，此时，打开阀门17，关小阀门19，减小流经低压加热器组20的凝结水流量，从而快速减少低压回热抽汽21的流量，意味着从汽轮机低压缸抽取的回热抽汽量迅速减小，从而使流经汽轮机低压缸的做功蒸汽流量迅速增大，汽轮机发电负荷迅速提升。而经阀门17送往熔盐凝结水加热器10的凝结水，被熔盐加热后送至除氧器，从而保证了送入除氧器的凝结水温度稳定。在此过程中，放热泵2从高温熔盐储罐1中抽取高温熔盐，经阀门9送至熔盐凝结水加热器10进行放热，放热后低温熔盐送回至低温熔盐储罐。附表是本实例中采用的供热系统的主要参数，本发明并不对此参数做出限定，本专利的具体应用因实际电厂的参数不同而会有所调整。附表供热系统主要参数表电厂容量60万kw供热面积560万m2高温熔盐储罐容积18000m3低温熔盐储罐容积16000m3高温熔盐储热温度430℃低温熔盐温度180℃热网回水温度38～44℃热网水流量6000t/h再热蒸汽温度540℃供热抽汽压力0.5～0.8mpa当前第1页12