一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统技术方案

技术编号:19210315 阅读:31 留言:0更新日期:2018-10-20 04:57
本申请实施方式公开了一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统,本系统内的高旁蒸汽先通过背压汽轮机带动调峰发电机发电,调峰发电机发出的电量可以提供给电锅炉,电锅炉把电能转化为换热介质的热能再传递给热网循环水;同时可以利用背压式汽轮机的排汽加热热网循环水,实现能量的梯级利用,相比高旁减温减压供热方案,能源利用率较高。在电网用电低谷时,利用背压汽轮机排汽和电锅炉加热热网循环水,大大提高机组供热能力,实现热电解耦。在电网用电高峰时,降低背压汽轮机的出力,提高机组爬坡能力和负荷响应速率,提高电网调度的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统
本申请涉及火电机组
,特别涉及一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统。
技术介绍
近年来随着风电、光伏等可再生能源利用的快速发展,我国部分地区的弃风弃光问题也日益凸显。因此提高火电机组的深度调峰能力是解决风电等可再生能源消纳最直接有效的措施之一。相关规定提及在2016-2020这四年内,需要灵活性改造2.2亿千瓦,其中热电机组1.33亿千瓦(三北地区),纯凝机组0.87亿千瓦。增加调峰能力0.46亿千瓦,其中三北地区0.45亿千瓦。这些意味着现有机组至少要增加20%的调峰能力。传统的热电联产机组或纯凝机组进行热电联产改造时一般按照“以热定电”的原则设计,为了满足冬季供暖能力,普遍在70%-80%以上负荷运行,从而导致电网灵活性调峰能力变差,弃风弃光问题严重。为了实现热电联产机组在满足供暖需求的前提下尽可能降低机组的电负荷,目前有利用旁路直接减温减压、低压转子更换光轴(低压缸不进气)、电锅炉、电热泵(从循环水吸收部分热量)、蒸汽热泵(利用中压缸排汽)、蓄热水罐(或蓄热砖等储能装置)等热电解耦方法。其中,旁路直接减温减压蒸汽焓降大,能源利用效率低;低压转子更换光轴每次需要较长时间更换转子,不利于机组持续运行;电锅炉利用的电能加热,属于能源的降级利用,整体利用效率低;电热泵、蒸汽热泵、蓄热水罐等对供热能力的提高作用有限。
技术实现思路
本申请实施方式的目的是提供一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统,解决了电网调峰能力问题。为实现上述目的,本申请实施方式提供一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统,包括:锅炉、过热器、高旁阀、汽轮机高压缸、再热器、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、发电机、抽汽调节阀、第一换热器、热网水泵、排气装置和热网;所述锅炉的输出端与所述过热器的一端相连,所述过热器的另一端与所述高旁阀的一端、所述汽轮机高压缸的一端同时相连,所述高旁阀的另一端与所述汽轮机高压缸的另一端、所述再热器的一端同时相连,所述再热器的另一端与所述汽轮机中压缸的一端相连,所述汽轮机中压缸的另一端与所述汽轮机低压缸的一端相连,所述汽轮机中压缸的第三端与所述抽汽调节阀的一端相连,所述抽汽调节阀的另一端与所述第一换热器的一端相连,所述发电机同时与所述汽轮机高压缸的输出端、所述汽轮机中压缸的输出端、所述汽轮机低压缸的输出端相连,所述汽轮机低压缸的另一端与所述排气装置的一端相连,所述第一换热器的另一端与所述排气装置的另一端相连,所述第一换热器的第三端通过热网水泵与所述热网的一端相连;还包括:背压汽轮机、电锅炉和第二换热器;其中,利用所述高旁阀所在管路内的蒸汽带动所述背压汽轮机发电,并将电能提供给所述电锅炉以加热第二换热器中的热网循环水,同时利用所述背压汽轮机排汽,提高机组的供热能力。优选地,还包括:高旁调峰阀、调峰发电机、排汽逆止阀、换热介质循环泵、调峰蓄热罐出水阀、第二换热器、调峰蓄热罐进水阀和调峰蓄热罐旁路阀;其中,所述高旁调峰阀的一端同时与所述过热器的另一端、所述高旁阀的另一端相连,所述高旁调峰阀的另一端与所述背压汽轮机的一端相连,所述背压汽轮机的另一端与所述排汽逆止阀的一端相连,所述排汽逆止阀的另一端与所述抽汽调节阀的另一端、所述第一换热器的一端同时相连;所述背压汽轮机的第三端与所述调峰发电机的一端相连,所述调峰发电机的另一端与所述电锅炉的一端相连,所述电锅炉的第二端通过换热介质上行管路与所述第二换热器的第一端相连,所述电锅炉的第三端通过换热介质下行管路与所述换热介质循环泵的一端相连,所述换热介质循环泵的另一端与所述第二换热器的第二端相连,所述调峰蓄热罐出水阀的一端与所述第二换热器的第三端相连,所述调峰蓄热罐出水阀的另一端与所述调峰蓄热罐旁路阀的一端、所述热网的另一端同时相连,所述调峰蓄热罐旁路阀的另一端与所述调峰蓄热罐进水阀的一端、所述第一换热器的第四端同时相连,所述调峰蓄热罐进水阀的另一端与所述第二换热器的第四端相连。优选地,所述第一换热器包括:热网换热器和管式换热器;其中,所述管式换热器置于所述热网换热器内,所述管式换热器的一端与所述排气装置的另一端相连,所述管式换热器的另一端通过所述抽汽调节阀与所述汽轮机中压缸相连,并同时通过排汽逆止阀与所述背压汽轮机相连;所述热网换热器的一端与所述调峰蓄热罐旁路阀的另一端、所述调峰蓄热罐进水阀的一端同时相连,所述热网换热器的另一端与所述热网水泵相连。优选地,所述第二换热器包括:调峰蓄热罐和盘管式换热器;其中,所述盘管式换热器置于所述调峰蓄热罐内,所述调峰蓄热罐的顶部端口通过换热介质上行管路与所述电锅炉相连;所述调峰蓄热罐的下部端口通过换热介质下行管路与所述换热介质循环泵相连;所述盘管式换热器的底部端口与所述调峰蓄热罐进水阀相连,所述盘管式换热器的顶部端口与所述调峰蓄热罐出水阀相连。优选地,所述抽汽调节阀为四段式抽气调节阀。由上可见,与现有技术相比较,本系统内的高旁蒸汽先通过背压汽轮机带动调峰发电机发电,调峰发电机发出的电量可以提供给电锅炉,电锅炉把电能转化为换热介质的热能(除盐水或其它介质均可)再传递给热网循环水;同时可以利用背压式汽轮机的排汽加热热网循环水,实现能量的梯级利用,相比高旁减温减压供热方案,能源利用率较高。在电网用电低谷时,利用背压汽轮机排汽和电锅炉加热热网循环水,大大提高机组供热能力,实现热电解耦。在电网用电高峰时,降低背压汽轮机的出力,提高机组爬坡能力和负荷响应速率,提高电网调度的灵活性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提出的一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统的连接示意图。附图标识:1、锅炉2、过热器3、高旁调峰阀5、高旁阀6、汽轮机高压缸7、再热器8、汽轮机中压缸9、汽轮机低压缸10、发电机11、抽汽调节阀12、调峰发电机13、背压汽轮机14、排汽逆止阀15、调峰发电机出母线16、电锅炉17、换热介质上行管路18、换热介质下行管路19、换热介质循环泵20、调峰蓄热罐出水阀21、调峰蓄热罐22、盘管式换热器23、调峰蓄热罐进水阀24、调峰蓄热罐旁路阀25、热网换热器26、管式换热器27、热网水泵28、排气装置29热网具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都应当属于本申请保护的范围。本方案在保证机组热力系统和发电常规流程的基础上,新增加一路利用高旁蒸汽发电和蓄热的系统,目的是利用旁路蒸汽带动背压汽轮机发电提供给电锅炉以加热调峰换热器中的热网循环水,同时利用背压汽轮机排汽,从而提高机组的供热能力。基于此,本申请实施例提出的一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统,如图1本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统,包括:锅炉(1)、过热器(2)、高旁阀(5)、汽轮机高压缸(6)、再热器(7)、汽轮机中压缸(8)、汽轮机低压缸(9)、发电机(10)、抽汽调节阀(11)、第一换热器、热网水泵(27)、排气装置(28)和热网(29);所述锅炉(1)的输出端与所述过热器(2)的一端相连,所述过热器(2)的另一端与所述高旁阀(5)的一端、所述汽轮机高压缸(6)的一端同时相连,所述高旁阀(5)的另一端与所述汽轮机高压缸(6)的另一端、所述再热器(7)的一端同时相连,所述再热器(7)的另一端与所述汽轮机中压缸(8)的一端相连,所述汽轮机中压缸(8)的另一端与所述汽轮机低压缸(9)的一端相连,所述汽轮机中压缸(8)的第三端与所述抽汽调节阀(11)的一端相连,所述抽汽调节阀(11)的另一端与所述第一换热器的一端相连,所述发电机(10)同时与所述汽轮机高压缸(6)的输出端、所述汽轮机中压缸(8)的输出端、所述汽轮机低压缸(9)的输出端相连,所述汽轮机低压缸(9)的另一端与所述排气装置(28)的一端相连,所述第一换热器的另一端与所述排气装置(28)的另一端相连,所述第一换热器的第三端通过热网水泵(27)与所述热网(29)的一端相连;其特征在于,还包括:背压汽轮机(13)、电锅炉(16)和第二换热器;其中,利用所述高旁阀(5)所在管路内的蒸汽带动所述背压汽轮机(13)发电,并将电能提供给所述电锅炉(16)以加热第二换热器中的热网循环水,同时利用所述背压汽轮机(13)排汽,提高机组的供热能力。...

【技术特征摘要】
1.一种利用旁路实现热电解耦和快速调峰的系统,包括:锅炉(1)、过热器(2)、高旁阀(5)、汽轮机高压缸(6)、再热器(7)、汽轮机中压缸(8)、汽轮机低压缸(9)、发电机(10)、抽汽调节阀(11)、第一换热器、热网水泵(27)、排气装置(28)和热网(29);所述锅炉(1)的输出端与所述过热器(2)的一端相连,所述过热器(2)的另一端与所述高旁阀(5)的一端、所述汽轮机高压缸(6)的一端同时相连,所述高旁阀(5)的另一端与所述汽轮机高压缸(6)的另一端、所述再热器(7)的一端同时相连,所述再热器(7)的另一端与所述汽轮机中压缸(8)的一端相连,所述汽轮机中压缸(8)的另一端与所述汽轮机低压缸(9)的一端相连,所述汽轮机中压缸(8)的第三端与所述抽汽调节阀(11)的一端相连,所述抽汽调节阀(11)的另一端与所述第一换热器的一端相连,所述发电机(10)同时与所述汽轮机高压缸(6)的输出端、所述汽轮机中压缸(8)的输出端、所述汽轮机低压缸(9)的输出端相连,所述汽轮机低压缸(9)的另一端与所述排气装置(28)的一端相连,所述第一换热器的另一端与所述排气装置(28)的另一端相连,所述第一换热器的第三端通过热网水泵(27)与所述热网(29)的一端相连;其特征在于,还包括:背压汽轮机(13)、电锅炉(16)和第二换热器;其中,利用所述高旁阀(5)所在管路内的蒸汽带动所述背压汽轮机(13)发电,并将电能提供给所述电锅炉(16)以加热第二换热器中的热网循环水,同时利用所述背压汽轮机(13)排汽,提高机组的供热能力。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:高旁调峰阀(3)、调峰发电机(12)、排汽逆止阀(14)、换热介质循环泵(19)、调峰蓄热罐出水阀(20)、第二换热器、调峰蓄热罐进水阀(23)和调峰蓄热罐旁路阀(24);其中,所述高旁调峰阀(3)的一端同时与所述过热器(2)的另一端、所述高旁阀(5)的另一端相连,所述高旁调峰阀(3)的另一端与所述背压汽轮机(13)的一端相连,所述背压汽轮机(13)的另一端与所述排汽逆止阀(14)的一端相连,所述排汽逆止阀(14)的另一端与所述抽汽调节阀(11)的另一端、所...

【专利技术属性】
技术研发人员:李战国孙志强刘成永赵长江吴红波程亮
申请(专利权)人:华北电力科学研究院有限责任公司国家电网公司京能秦皇岛热电有限公司内蒙古京宁热电有限责任公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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