一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统及运行方法与流程

本发明属于燃煤机组节能降耗，具体涉及一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统及运行方法。

背景技术：

1、燃煤机组节能降耗是目前火电行业发展的重要途径，与此同时，随着清洁能源装机容量占比的增加，火电机组承担着电网调峰的重要任务，而热电联产机组由于热电耦合，电负荷、热负荷难以实现灵活调配。

2、北方地区城市供暖多由热电联产机组承担，目前直接空冷机组和间接空冷机组是北方火电机组的主力，因此如何提升北方地区热电联产机组的调峰、调整热负荷和电负荷的能力是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统及运行方法，以解决现有技术中火电机组调峰能力差，灵活性差的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，包括中压汽轮机，中压汽轮机的排汽管路连接至低压汽轮机；所述中压汽轮机的排汽管路上设置有分支连接至背压机；

4、所述背压机的蒸汽输出管路分为第三分支和第五分支，第三分支连接有斜温层储热罐的热侧工质入口，斜温层储热罐的热侧工质出口连通有旁路凝结水加热器的热侧工质入口；第五分支连通有第二热网加热器的热侧工质入口；斜温层储热罐的热侧工质出口和旁路凝结水加热器的热侧工质入口的连通管路上设置有第四分支，第四分支的出口汇入至第五分支中；

5、低压汽轮机的排汽出口连接至凝汽器，凝汽器中的凝结水出口和旁路凝结水冷却加热器的冷侧工质入口连通，旁路凝结水冷却加热器的热侧工质出口和斜温层储热罐的冷侧工质入口连通；凝汽器冷侧工质出口连接有第一热网加热器的热侧工质入口，第一热网加热器的热侧工质出口连通至凝汽器的冷侧工质入口；凝汽器中的排汽通过间冷塔冷却；

6、第二热网加热器的热侧工质出口和斜温层储热罐的冷侧工质入口连通；

7、热网回水依次通过第一热网加热器和第二热网加热器加热，最后流回至热网中。

8、本发明进一步的改进在于：

9、优选的，凝汽器的冷侧工质出口和第一热网加热器的热侧工质入口连通管道同时和间冷塔的循环水入口连通；第一热网加热器的热侧工质出口和凝汽器的冷侧工质入口连通管路同时和间冷塔的循环水出口连通。

10、优选的，间冷塔的循环水出口管路上设置有循环水泵。

11、优选的，所述第二热网加热器的热侧输出管路设置有分支，所述分支和第一热网加热器的疏水管路连通。

12、优选的，所述凝汽器的凝结水出口和旁路凝结水冷却加热器的冷侧工质入口连通管路上设置有凝结水泵。

13、优选的，所述凝汽器的凝结水出口和旁路凝结水冷却加热器的冷侧工质入口连通管路设置有分支，所述分支连通有低压加热器，低压加热器的出口连接有除氧器，除氧器的出口和锅炉的过热段-入口连通。

14、优选的，旁路凝结水冷却加热器的冷侧工质出口和低压加热器的出口管路汇合后，共同连接至除氧器。

15、优选的，除氧器和锅炉的过热段-上设置有高压加热器。

16、一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统的运行方法，，包括以下三类运行方法，

17、第一类运行方法，凝汽器的冷侧工质在凝汽器中被加热后，流入至第一热网加热器中加热热网回水，背压机的排汽在第二热网加热器中继续加热热网回水；

18、第二类运行方法，背压机的排汽进入斜温层储热罐的热侧工质中，做为热量被存储；

19、第三类运行方法，凝汽器的冷侧工质在凝汽器中被加热后，流入至第一热网加热器中加热热网回水；背压机的排汽一部分在第二热网加热器中继续加热热网回水，另一部分进入斜温层储热罐的热侧工质中，做为热量被存储。

20、优选的，包括以下三类运行方法：

21、第四类运行方法，斜温层储热罐的热侧工质流入至第二热网加热器的热侧工质入口，加热热网回水后，流回至斜温层储热罐的冷侧工质入口；

22、第五类运行方法，斜温层储热罐的热侧工质流入至旁路凝结水加热器的热侧工质入口，加热旁路凝结水后，流回至斜温层储热罐的冷侧工质入口；

23、第六类运行方法，斜温层储热罐的热侧工质一部分流入至第二热网加热器的热侧工质入口，加热热网回水；另一部分流入至旁路凝结水加热器的热侧工质入口，加热旁路凝结水；斜温层储热罐的热侧工质最终均流回至斜温层储热罐的冷侧工质入口。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、本发明公开了一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统及运行方法，该方法针对燃煤发电机组的能源利用率和运行灵活性的问题，本发明耦合了背压机及斜温层储热罐，供热抽汽先经过背压机做功，能够直接对热网回水进行加热，也能够存储在斜温层储热罐中，储热水罐能够同时满足外界电、热负荷需求，实现机组的节能降耗，该方法通过优化热网回水加热流程，合理利用机组冷端余热，符合能量梯级利用的原则，能级匹配，可以利用较低品质的蒸汽满足采暖供热的需求，提高机组的能源利用率。通过供热-储热-放热多个过程的耦合增加了机组的调峰调频能力，在满足供热需求的同时，提高间接空冷热电联产机组的运行灵活性。

26、进一步的，本发明通过热网回水加热流程的配置优化，合理利用机组冷端余热和背压机排汽余热，符合温度匹配，能级匹配，利用较低品质的热量满足供热需求，提高机组的能源利用率；

27、进一步的，本发明耦合斜温层储热罐，通过供热-储热-放热多个过程的耦合增加了机组的调峰调频能力，在满足供热需求的同时，提升机组的运行灵活性。

技术特征：

1.一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，包括中压汽轮机(3)，中压汽轮机(3)的排汽管路连接至低压汽轮机(4)；所述中压汽轮机(3)的排汽管路上设置有分支连接至背压机(16)；

2.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，凝汽器(5)的冷侧工质出口和第一热网加热器(12)的热侧工质入口连通管道同时和间冷塔(29)的循环水入口连通；第一热网加热器(12)的热侧工质出口和凝汽器(5)的冷侧工质入口连通管路同时和间冷塔(29)的循环水出口连通。

3.根据权利要求2所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，间冷塔(29)的循环水出口管路上设置有循环水泵(28)。

4.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述第二热网加热器(13)的热侧输出管路设置有分支，所述分支和第一热网加热器(12)的疏水管路连通。

5.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述凝汽器(5)的凝结水出口和旁路凝结水冷却加热器(15)的冷侧工质入口连通管路上设置有凝结水泵(6)。

6.根据权利要求1所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，所述凝汽器(5)的凝结水出口和旁路凝结水冷却加热器(15)的冷侧工质入口连通管路设置有分支，所述分支连通有低压加热器(7)，低压加热器(7)的出口连接有除氧器(8)，除氧器(8)的出口和锅炉(1)的过热段(1-1)入口连通。

7.根据权利要求6所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，旁路凝结水冷却加热器(15)的冷侧工质出口和低压加热器(7)的出口管路汇合后，共同连接至除氧器(8)。

8.根据权利要求6所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统，其特征在于，除氧器(8)和锅炉(1)的过热段(1-1)上设置有高压加热器(10)。

9.一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统的运行方法，其特征在于，包括以下三类运行方法，

10.根据权利要求9所述的一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统的运行方法，其特征在于，包括以下三类运行方法：

技术总结
本发明公开了一种耦合背压机和斜温层储热罐的间接空冷热电联产系统及运行方法，该方法针对燃煤发电机组的能源利用率和运行灵活性的问题，本发明耦合了背压机及斜温层储热罐，供热抽汽先经过背压机做功，能够直接对热网回水进行加热，也能够存储在斜温层储热罐中，储热水罐能够同时满足外界电、热负荷需求，实现机组的节能降耗，该方法通过优化热网回水加热流程，合理利用机组冷端余热，符合能量梯级利用的原则，能级匹配，可以利用较低品质的蒸汽满足采暖供热的需求，提高机组的能源利用率。通过供热‑储热‑放热多个过程的耦合增加了机组的调峰调频能力，在满足供热需求的同时，提高间接空冷热电联产机组的运行灵活性。

技术研发人员：杨凯旋,万超,李高潮,邹洋,韩立,杨珍帅,荆涛,王明勇,贾明晓
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16