耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统的制作方法

本发明属于发电调峰领域，涉及一种耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统。

背景技术：

1、钢铁企业作为电力消耗大户，目前自供电率不到70％，每年依旧需要较大量的电力采购。随着光伏发电、风电等一系列新能源技术在钢铁企业的逐步应用以及各地区日益增大的峰谷电价差，储能调峰和错峰发电可以为钢铁企业带来较大的经济效益。煤气作为全厂工艺生产的附属产品，在保证全厂自发电量满足生产需求同时，高效错峰发电可以让全厂获得更高的经济价值。

2、传统煤气柜容量一般根据前端工艺生产需求进行配置，可以作为煤气量波动的缓存设施，也可用作全厂煤气管网稳压设备，较少的参与到储能功能应用，即使储能也只能做到短时储能，无法做到长时储能调节。工艺生产不可避免存在生产间歇、设备检修，造成一定量的煤气放散，资源浪费。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，对煤气系统和熔盐系统进行整合，以实现更加灵活的储能调节，实现煤气产量与发电量的解耦。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，包括煤气系统、发电系统、以及熔盐系统；所述煤气系统包括至少一个煤气柜；所述发电系统包括燃气锅炉、汽轮机、发电机，所述燃气锅炉产生蒸汽送往所述汽轮机，继而带动所述发电机发电；所述熔盐系统以熔盐及水为介质进行储能、释能以匹配工况；所述煤气系统以及所述熔盐系统通过所述燃气锅炉与所述发电系统相耦合。

4、可选的，所述煤气系统与所述发电系统之间设置有煤气柜调节控制阀组。

5、可选的，所述燃气锅炉通过主蒸汽调节控制阀组连接至所述汽轮机。

6、可选的，所述汽轮机包括高压缸、中压缸、低压缸，来自所述燃气锅炉的蒸汽在所述高压缸做功后返回燃气锅炉，经再热送往所述中压缸及所述低压缸，做功后经凝汽器冷凝，并经凝结水泵依次与低压加热器及除氧器相连，除氧后依次连接至给水泵、高压加热器，最后回连至燃气锅炉。

7、可选的，所述低压加热器连续地布置有4个，所述高压加热器连续地布置有3个，所述汽轮机高压缸的中间级与末级抽汽管路分别与2台高压加热器的汽侧入口连接，汽轮机中压缸的中间级与末级抽汽管路依次分别与1台高压加热器，1台除氧器，4台低压加热器汽侧入口连接；3台高压加热器、1台除氧器、4台低压加热器依次疏水，最后末级抽气疏水与凝汽器连接。

8、可选的，所述熔盐系统包括依次相连的熔盐蒸汽发生系统、冷熔盐储罐、熔盐蒸汽冷却系统、热熔盐储罐，所述热熔盐储罐回连至所述熔盐蒸汽发生系统；所述燃气锅炉的蒸汽出口连接至所述熔盐蒸汽冷却系统，所述熔盐蒸汽发生系统连接至所述燃气锅炉的蒸汽出口。

9、可选的，除氧器后引出1路给水经熔盐释能熔盐释能给水调节控制阀组及熔盐释能给水泵与熔盐蒸汽发生系统相连，产生过热蒸汽后汇入所述燃气锅炉的蒸汽出口；除氧器抽取的给水经熔盐系统释能后，给水升温升压为过热蒸汽，蒸汽压力温度满足所述燃气锅炉出口过热蒸汽参数需求。

10、可选的，所述燃气锅炉引1路蒸汽经过熔盐储能抽汽调节控制阀组与熔盐蒸汽冷却系统相连，冷却后的给水经熔盐储能给水泵汇入到所述燃气锅炉的入口给水管网，来自所述燃气锅炉的过热蒸汽经过熔盐系统储能后冷凝为给水，其压力温度满足所述燃气锅炉的给水参数需求。

11、可选的，所述熔盐蒸汽冷却系统与所述热熔盐储罐之间设置熔盐电加热单元，所述熔盐电加热单元上并联有熔盐电加热单元旁路阀；所述熔盐电加热单元上设置有熔盐电加热单元关断阀。

12、可选的，所述煤气系统煤气介质可以是高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气或者以上两种或多种煤气介质的混合物。

13、可选的，所述煤气系统与所述燃气锅炉之间设置煤气柜调节控制阀组，根据发电机负荷需求和熔盐储能需求调节煤气供给量。

14、可选的，汽轮机、燃气锅炉的主蒸汽压力参数≥13.2mpa，温度参数≥540℃。

15、可选的，所述熔盐蒸汽发生系统包括依序连接的预热器、蒸发器、第一过热器；所述熔盐蒸汽冷却系统包括依序连接的第二过热器、冷凝除氧器、热水换热器。

16、可选的，该系统提供以下工作模式：

17、储能工作模式：调整发电系统负荷至最小，并利用熔盐系统储能，长时储能熔盐储能优先级高于煤气储能；

18、释能工作模式：调整发电系统负荷至最大，并利用熔盐系统释能，长时储能熔盐释能优先级高于煤气释能。

19、本发明的有益效果在于：

20、熔盐储能规模大、储能时间长、运行寿命长、环保安全，本发明提出了一种将熔盐储能与煤气发电有机结合的技术方案，可以智能调配不同工况的运行方式，为全厂电力系统提供更灵活更长时储能解决方案，实现煤气产量与发电量的解耦，发电机组可以根据全厂电力经济效益最大进行有效调控，通过发掘煤气发电机组深度参与全厂电网调峰的巨大潜力和技术优势，实现厂区“源网荷储”协同优化，合理利用峰谷平电价差，降低外购电成本，为企业降低生产成本提供服务。

21、该系统可以有效参与全厂电网调峰，将高参数煤气发电机组作为调峰电站，根据峰谷电价差和煤气产销特点及时调峰，增加高峰时段厂自发电量及低谷时段外购电量，降低高峰时段购电量和低谷时段发电量，以此提高全厂发电用电经济性。

22、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述煤气系统与所述发电系统之间设置有煤气柜调节控制阀组(21)。

3.根据权利要求1所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述燃气锅炉(3)通过主蒸汽调节控制阀组(22)连接至所述汽轮机(1)。

4.根据权利要求1所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述汽轮机(1)包括高压缸、中压缸、低压缸，来自所述燃气锅炉(3)的蒸汽在所述高压缸做功后返回燃气锅炉(3)，经再热送往所述中压缸及所述低压缸，做功后经凝汽器(4)冷凝，并经凝结水泵(13)依次与低压加热器(5)及除氧器(7)相连，除氧后依次连接至给水泵(14)、高压加热器(6)，最后回连至燃气锅炉(3)。

5.根据权利要求4所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：本系统所述低压加热器(5)连续地布置有4个，所述高压加热器(6)连续地布置有3个，所述汽轮机(1)高压缸的中间级与末级抽汽管路分别与2台高压加热器(6)的汽侧入口连接，汽轮机(1)中压缸的中间级与末级抽汽管路依次分别与1台高压加热器(6)1台除氧器(7)，4台低压加热器(5)汽侧入口连接；3台高压加热器(6)、1台除氧器(7)、4台低压加热器(5)依次疏水，最后末级抽气疏水与凝汽器(4)连接。

6.根据权利要求4所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述熔盐系统包括依次相连的熔盐蒸汽发生系统(11)、冷熔盐储罐、熔盐蒸汽冷却系统(12)、热熔盐储罐，所述热熔盐储罐回连至所述熔盐蒸汽发生系统(11)；所述燃气锅炉(3)的蒸汽出口连接至所述熔盐蒸汽冷却系统(12)，所述熔盐蒸汽发生系统(11)连接至所述燃气锅炉(3)的蒸汽出口。

7.根据权利要求6所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：除氧器(7)后引出1路给水经熔盐释能给水调节控制阀组(19)及熔盐释能给水泵(17)与熔盐蒸汽发生系统(11)相连，产生过热蒸汽后汇入所述燃气锅炉(3)的蒸汽出口；除氧器(7)抽取的给水经熔盐系统释能后，给水升温升压为过热蒸汽，蒸汽压力温度满足所述燃气锅炉(3)出口过热蒸汽参数需求。

8.根据权利要求6所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述燃气锅炉(3)引1路蒸汽经过熔盐储能抽汽调节控制阀组(20)与熔盐蒸汽冷却系统(12)相连，冷却后的给水经熔盐储能给水泵(18)汇入到所述燃气锅炉(3)的入口给水管网，来自所述燃气锅炉(3)的过热蒸汽经过熔盐系统储能后冷凝为给水，其压力温度满足所述燃气锅炉(3)的给水参数需求。

9.根据权利要求6所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述熔盐蒸汽冷却系统(12)与所述热熔盐储罐之间设置熔盐电加热单元(23)，所述熔盐电加热单元(23)上并联有熔盐电加热单元旁路阀(24)；所述熔盐电加热单元(23)上设置有熔盐电加热单元关断阀(25)。

10.根据权利要求1所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述煤气系统煤气介质可以是高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气或者以上两种或多种煤气介质的混合物。

11.根据权利要求1所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述煤气系统与所述燃气锅炉(3)之间设置调节煤气柜调节控制阀组(21)，根据发电机(2)负荷需求和熔盐储能需求调节煤气供给量。

12.根据权利要求1所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：汽轮机(1)、燃气锅炉(3)的主蒸汽压力参数≥13.2mpa，温度参数≥540℃。

13.根据权利要求6所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于：所述熔盐蒸汽发生系统(11)包括依序连接的预热器、蒸发器、第一过热器；所述熔盐蒸汽冷却系统(12)包括依序连接的第二过热器、冷凝除氧器、热水换热器。

14.根据权利要求1-13任一项中所述的耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，其特征在于，提供以下工作模式：

技术总结
本发明涉及一种耦合煤气柜和熔盐储能的煤气发电系统，属于发电调峰领域。包括煤气系统、发电系统、以及熔盐系统；所述煤气系统包括至少一个煤气柜；所述发电系统包括燃气锅炉、汽轮机、发电机，所述燃气锅炉产生蒸汽送往所述汽轮机，继而带动所述发电机发电；所述熔盐系统以熔盐及水为介质进行储能、释能以匹配工况；所述煤气系统以及所述熔盐系统通过所述燃气锅炉与所述发电系统相耦合。该系统可以有效参与全厂电网调峰，将高参数煤气发电机组作为调峰电站，根据峰谷电价差和煤气产销特点及时调峰，增加高峰时段厂自发电量及低谷时段外购电量，降低高峰时段购电量和低谷时段发电量，以此提高全厂发电用电经济性。

技术研发人员：吴娅,王毅,王方明,陈丽,李斌
受保护的技术使用者：重庆赛迪热工环保工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15