一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统。该系统主要由汽轮机中压缸、低压缸、蓄热罐、热网加热器、乏汽加热器、热用户及相关管路等组成。当供热机组在高负荷工况时，由常规供热抽汽通过热网加热器对供热回水进行加热以满足热用户的供热需求，同时适当提高汽轮机背压，用较高品质的低压缸乏汽通过乏汽加热器对蓄热罐的蓄热工质进行加热；当机组在低负荷工况时，利用蓄热罐的蓄热工质替代部分常规供热抽汽加热供热回水对热用户进行供热，减少机组的出力。该系统结构简单，具有可操作性，不仅能实现能量的梯级利用，还能实现供热机组在低负荷工况的热电解耦，有效地解决新能源消纳过程中“弃风”等问题。

A Thermoelectric Decoupling Assistant System Based on the Combination of High Back Pressure and Heat Storage Tank

The utility model discloses a thermoelectric decoupling auxiliary system based on the combination of a high back pressure and a heat storage tank. The system is mainly composed of medium pressure cylinder, low pressure cylinder, regenerative tank, heating network heater, exhaust steam heater, heat users and related pipes. When the heat supply unit is in high load condition, the heat supply and return water is heated by the conventional heat supply and extraction steam through the heating network heater to meet the heating demand of the heat users, and at the same time, the back pressure of the steam turbine is properly increased, and the regenerative working substance of the regenerative tank is heated by the exhaust steam heater of the high quality low pressure cylinder; when the unit is in low load condition, the regenerative working substance of the regenerative tank is used to replace the part of the regenerative working substance. The heat supply is divided into conventional heating, extracting steam heating and heating return water to supply heat to the users and reduce the output of the unit. The system has simple structure and operability. It can not only realize the cascade utilization of energy, but also realize the thermal-electric decoupling of heat-supply units under low load conditions. It can effectively solve the problem of \wind abandonment\ in the process of new energy absorption.

【技术实现步骤摘要】
一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统
本技术属于火电厂灵活性
，涉及一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统。
技术介绍
在我国节能减排的号召下，将纯凝机组进行供热改造成了各个电厂提升经济性的改造趋势。目前的机组的供热改造主要有两种方案：一是保持低压缸排汽压力不变，通过中低压缸连通管打孔抽汽，利用在汽轮机中做了部分功后的低品位蒸汽去热网加热器加热供热回水；二是提高低压缸排汽压力，利用低压缸排汽对热网进行加热。目前，第一种方案的供热改造机组较多。然而供热机组大都是“以热定电”的运行模式，首先要考虑供热的需求，所以这极大地限制了机组出力的变化范围，使得供热机组的调峰能力受到限制。而为了提高供热机组调峰能力的主要措施有两种：一是传统的提高调峰能力的措施，通过准确确定机组的实际调峰能力，从而为深度挖掘机组的调峰能力提供依据；二是使供热机组实现“热电解耦”来提高其调峰能力的措施。本技术基于第二种措施提出一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，通过配置蓄热罐和乏汽加热器实现供热机组的热电解耦，增加供热机组的调峰能力。
技术实现思路
本技术的目的在于针对供热机组在供热期间机组出力变化受限，导致机组调峰能力不足等问题，提出一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，通过在低压缸排汽管道上并联蓄热罐，在满足热用户侧热量需求的同时，实现机组的热电解耦，增加机组负荷可调节范围，使抽汽供热机组能够具有深度调峰能力，也能保障新能源电力的并网消纳。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，该系统主要包括：汽轮机中压缸1、汽轮机低压缸2、发电机3、凝汽器4、蓄热罐5、热网加热器6、乏汽加热器7、热力站12、热用户13；其特征在于，所述的汽轮机中压缸1、汽轮机高背压低压缸2、发电机3依次连接；中压缸1部分排汽通过供热抽汽管道14与热网加热器6的供热蒸汽入口侧相连，另一部分排汽通过中低压缸连通管道15与低压缸2蒸汽入口侧连接；高低压缸2乏汽经过乏汽加热器7换热后流进凝汽器4进行冷凝；蓄热罐5内的冷水通过蓄热管道16流经乏汽加热器7加热后流入蓄热罐5内；蓄热罐5内的热水通过放热管道17流入供热给水管道18，经过热力站12换热后流回蓄热罐5内；供热回水经过热网加热器6被加热后通过供热给水管道18进入热力站12换热；二次网回水流经热力站12被加热后流入二次网给水管道19对热用户13进行供热。所述的在高背压低压缸2与凝汽器4之间串联乏汽加热器7，当供热机组在高负荷下运行时，蓄热罐5内的冷水从蓄热管道16流入乏汽加热器7被加热，完成蓄热过程；当供热机组在低负荷下运行时，乏汽加热器7不进行蓄热过程。所述的蓄热罐5，当供热机组高负荷运行时，提高低压缸2的背压，打开蓄热罐5冷水出口控制阀8、热水入口控制阀9，关闭热水出口控制阀10、冷水入口控制阀11，蓄热罐5内的冷水从蓄热管道16流经乏汽加热器7，蓄热罐5冷水由低压缸2的乏汽通过乏汽加热器7进行加热后流回蓄热罐5内，完成蓄热过程；当供热机组低负荷运行时，关闭蓄热罐5冷水出口控制阀8、热水入口控制阀9，打开热水出口控制阀10、冷水入口控制阀11，蓄热罐5内的热水从放热管道17流至供热给水管道18对热力站12进行加热后，流回蓄热罐5内，完成放热过程。其工作过程为：当供热机组在高负荷运行时，提高低压缸的背压，打开蓄热罐的冷水出口控制阀、热水入口控制阀，使低压缸的乏汽通过乏汽加热器对蓄热罐冷水进行加热，蓄热罐处于储热状态；当供热机组低负荷运行时，低压缸的背压不变，利用蓄热罐的热水代替部分常规供热抽汽对热用户进行供热，从而减少机组的出力，实现机组的热电解耦。本技术具有以下优点和效果：在具有节能优点的抽汽供热机组的基础上，提出高背压低压缸与蓄热罐的结合，实现抽汽供热机组的热电解耦，解决了供热机组因机组负荷出力变化受限导致调峰深度能力较低等问题。当抽汽供热机组低负荷运行时，即供热负荷较大时，利用蓄热罐中的储热满足热用户的供热需求，可减少机组出力，为新能源（特别是风能发电）增加消纳能力。附图说明图1为一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统示意图。图中：1-中压缸；2-高背压低压缸；3-发电机；4-凝汽器；5-蓄热罐；6-热网加热器；7-乏汽加热器；8-蓄热罐冷水出口控制阀；9-蓄热罐热水入口控制阀；10-蓄热罐热水出口控制阀；11-蓄热罐冷水入口控制阀阀；12-热力站；13-热用户；14-供热抽汽管道；15-中低压缸连通管；16-蓄热罐蓄热管道；17-蓄热罐放热管道；18-供热给水管道；19-二次网给水管道。具体实施方式本技术在工作时，在保证热用户热量需求下，通过增加乏汽加热器与蓄热罐，实现机组的热电解耦，能够帮助抽汽供热机组在低负荷下减少出力，从而实现抽汽供热机组的深度调峰与弹性运行需求，解决新能源消纳问题。下面结合附图和实例给予详细说明。如图1所示，该系统主要包括：汽轮机中压缸1、汽轮机低压缸2、发电机3、凝汽器4、蓄热罐5、热网加热器6、乏汽加热器7、热力站12、热用户13；其特征在于，所述的汽轮机中压缸1、汽轮机高背压低压缸2、发电机3依次连接；中压缸1部分排汽通过供热抽汽管道14与热网加热器6的供热蒸汽入口侧相连，另一部分排汽通过中低压缸连通管道15与低压缸2蒸汽入口侧连接；高低压缸2乏汽经过乏汽加热器7换热后流进凝汽器4进行冷凝；蓄热罐5内的冷水通过蓄热管道16流经乏汽加热器7加热后流入蓄热罐5内；蓄热罐5内的热水通过放热管道17流入供热给水管道18，经过热力站12换热后流回蓄热罐5内；供热回水经过热网加热器6被加热后通过供热给水管道18进入热力站12换热；二次网回水流经热力站12被加热后流入二次网给水管道19对热用户13进行供热。所述的在高背压低压缸2与凝汽器4之间串联乏汽加热器7，当供热机组在高负荷下运行时，蓄热罐5内的冷水从蓄热管道16流入乏汽加热器7被加热，完成蓄热过程；当供热机组在低负荷下运行时，乏汽加热器7不进行蓄热过程。所述的蓄热罐5，当供热机组高负荷运行时，提高低压缸2的背压，打开蓄热罐5冷水出口控制阀8、热水入口控制阀9，关闭热水出口控制阀10、冷水入口控制阀11，蓄热罐5内的冷水从蓄热管道16流经乏汽加热器7，蓄热罐5冷水由低压缸2的乏汽通过乏汽加热器7进行加热后流回蓄热罐5内，完成蓄热过程；当供热机组低负荷运行时，关闭蓄热罐5冷水出口控制阀8、热水入口控制阀9，打开热水出口控制阀10、冷水入口控制阀11，蓄热罐5内的热水从放热管道17流至供热给水管道18对热力站12进行加热后，流回蓄热罐5内，完成放热过程。一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，工作过程为：当机组处于高负荷运行时，由常规供热抽汽通过热网加热器对热用户进行正常供热，同时提高低压缸2的背压，打开蓄热罐5冷水出口控制阀8、热水入口控制阀9，同时关闭热水出口控制阀10、冷水入口控制阀11，蓄热罐内的冷水通过蓄热管道流经乏汽加热器时，由低压缸2的乏汽通过乏汽加热器7对其进行加热后流回蓄热罐内，以完成蓄热过程。当供热机组低负荷工况时，关闭蓄热罐5冷水出口控制阀8、热水入口控制阀9，打开热水出口控制阀10、冷水入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，该系统主要包括：汽轮机中压缸(1)、汽轮机低压缸(2)、发电机(3)、凝汽器(4)、蓄热罐(5)、热网加热器(6)、乏汽加热器(7)、热力站(12)、热用户(13)；其特征在于，所述的汽轮机中压缸(1)、汽轮机低压缸(2)、发电机(3)依次连接；中压缸(1)部分排汽通过供热抽汽管道(14)与热网加热器(6)的供热蒸汽入口侧相连，另一部分排汽通过中低压缸连通管道(15)与低压缸(2)蒸汽入口侧连接；低压缸(2)乏汽经过乏汽加热器(7)换热后流进凝汽器(4)进行冷凝；蓄热罐(5)内的冷水通过蓄热管道(16)流经乏汽加热器(7)加热后流回蓄热罐(5)内；蓄热罐(5)内的热水通过放热管道(17)流入供热给水管道(18)，经过热力站(12)换热后流回蓄热罐(5)内；供热回水经过热网加热器(6)加热后通过供热给水管道(18)进入热力站(12)换热；二次网回水流经热力站(12)被加热后流入二次网给水管道(19)对热用户(13)进行供热。

【技术特征摘要】
1.一种基于高背压与蓄热罐结合的热电解耦辅助系统，该系统主要包括：汽轮机中压缸(1)、汽轮机低压缸(2)、发电机(3)、凝汽器(4)、蓄热罐(5)、热网加热器(6)、乏汽加热器(7)、热力站(12)、热用户(13)；其特征在于，所述的汽轮机中压缸(1)、汽轮机低压缸(2)、发电机(3)依次连接；中压缸(1)部分排汽通过供热抽汽管道(14)与热网加热器(6)的供热蒸汽入口侧相连，另一部分排汽通过中低压缸连通管道(15)与低压缸(2)蒸汽入口侧连接；低压缸(2)乏汽经过乏汽加热器(7)换热后流进凝汽器(4)进行冷凝；蓄热罐(5)内的冷水通过蓄热管道(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐钢，姚贤槐，张慧帅，孙杨，陈宏刚，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11