一种提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术涉及一种提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统及其运行方法。目前还无有效措施提升热电机组的调峰能力。本发明专利技术包括锅炉、汽轮机、发电机、电炉子、热用户、电流电压调节装置、主蒸汽管、热再热蒸汽管、冷再热蒸汽管和供热抽汽管，其特点在于：还包括减温减压装置、主蒸汽支路、热再热蒸汽支路和冷再热蒸汽支路，热再热蒸汽管通过热再热蒸汽支路与减温减压装置连接，主蒸汽管通过主蒸汽支路与减温减压装置连接，冷再热蒸汽支路的一端连接在冷再热蒸汽管上，该冷再热蒸汽支路的另一端连接在减温减压装置上，减温减压装置通过管路和热用户连接。本发明专利技术的设计合理，性能可靠，有利于实现热电机组负荷调峰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于火电厂机组灵活性提升领域，具体涉及一种提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统及其运行方法，尤其适用于深度调峰的热电机组。
技术介绍
目前，我国政策逐渐重视新能源的推广，降低火电机组的比例。截止2012年底，我国已有44.8GW的风电装机容量。但是风电具有很强的随机性、间歇性、不可控性及反调峰特性，这就逐渐增大了火电机组进行电网调峰的难度。为了能有效的消纳新能源资源，国家逐渐加大了火电机组调峰的政策性要求，如国家能源局东北监管局关于印发《东北电力调峰辅助服务市场监管办法（试行）》及其补充规定要求要提升清洁能源消纳空间，同时规定了“阶梯式”补偿机制，根据调峰率分三档补偿价格，即第一档：48%<火电厂调峰率≤55%，补偿价为0.4元/kWh；第二档：55%<火电厂调峰率≤60%，补偿价为0.4～0.6元/kWh；第三档：火电厂调峰率>60%，补偿价为0.6～0.8元/kWh。由此可见，国家政策正逐步加大对火电机组调峰能力的补偿力度。对于热电机组，挖掘其机组调峰潜力，提升机组灵活性，对电网消纳风电等新能源起到至关重要的作用。因此，如何采取有效措施提升热电机组的调峰能力，成为了人们关注的热点之一。公开日为2011年01月19日，公开号为CN101950964A的中国专利中，公开的一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统及调度方法，也没能真正实现提升机组灵活性的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理，性能可靠，有利于实现热电机组负荷调峰的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统及其运行方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统包括锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、电炉子、热用户、电流电压调节装置、主蒸汽管、热再热蒸汽管、冷再热蒸汽管和供热抽汽管，所述锅炉通过主蒸汽管和热再热蒸汽管与汽轮机连接，所述汽轮机通过冷再热蒸汽管与锅炉连接，所述汽轮机、发电机、电流电压调节装置、电炉子和热用户依次连接，所述发电机和电网连接，所述凝汽器和汽轮机连接，所述汽轮机通过供热抽汽管与热用户连接，其结构特点在于：还包括减温减压装置、主蒸汽支路、热再热蒸汽支路、阀门B、阀门D、阀门G、阀门H和冷再热蒸汽支路，所述热再热蒸汽管通过热再热蒸汽支路与减温减压装置连接，所述阀门D安装在热再热蒸汽支路上，所述主蒸汽管通过主蒸汽支路与减温减压装置连接，所述阀门B安装在主蒸汽支路上，所述冷再热蒸汽支路的一端连接在冷再热蒸汽管上，该冷再热蒸汽支路的另一端连接在减温减压装置上，所述阀门G安装在冷再热蒸汽支路上，所述减温减压装置通过管路和热用户连接，所述阀门H安装在用于连接减温减压装置和热用户的管路上。作为优选，本专利技术还包括阀门A，所述阀门A安装在主蒸汽管上。作为优选，本专利技术还包括阀门C，所述阀门C安装在热再热蒸汽管上。作为优选，本专利技术还包括阀门E和阀门F，所述阀门E和阀门F均安装在冷再热蒸汽管上，该阀门E和阀门F分别位于冷再热蒸汽支路的一端的两侧。作为优选，本专利技术还包括阀门K，所述阀门K安装在供热抽汽管上。作为优选，本专利技术还包括阀门J和蓄热装置，所述蓄热装置通过管路和热用户连接，所述阀门J安装在用于连接蓄热装置和热用户的管路上。此时的热用户通常是工业用户。作为优选，本专利技术还包括换热站、蓄热装置和阀门M，所述汽轮机、电炉子和减温减压装置均先与换热站连接，所述换热站与热用户连接，所述蓄热装置通过管路和热用户连接，所述阀门M安装在用于连接蓄热装置和热用户的管路上。此时的热用户通常是居民采暖用户。一种所述的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统的运行方法，其特点在于：所述运行方法的步骤如下：当热电机组参与电网调峰时，首先发挥热电机组自身调峰能力，即降低锅炉的蒸发量，减少进入汽轮机的主蒸汽流量，从而降低机组负荷，并利用蓄热装置平衡机组电负荷与供热负荷之间的匹配关系；当热电机组自身调峰能力有限或热负荷较大但电负荷较小产生热电矛盾时，依次通过增大供热抽汽管的流量、增大冷再热蒸汽支路的蒸汽流量、增大热再热蒸汽支路的蒸汽流量和增大主蒸汽支路的蒸汽流量，从而降低机组发电负荷，实现机组调峰，此时若供热抽汽负荷大于供热负荷，利用蓄热装置将多余的热量蓄存起来，在供热负荷高峰时进行释放来供热；当上述方法仍无法满足机组调峰需求时，通过电炉子以电加热的方式生产蒸汽或高温热水或其他高温工质，用于供热，从而降低机组的上网电量，实现机组调峰，当供热量大于外界需求的热量时，通过蓄热装置将多余的热量蓄存起来，在供热负荷高峰时进行释放来供热。作为优选，本专利技术利用热电联产机组进行电负荷调峰时，调峰优先顺序依次如下：优先选择机组自身调峰能力进行调峰，其次为增大供热抽汽管的蒸汽流量进行调峰，再次为增大冷再热蒸汽支路的蒸汽流量进行调峰，再次为增大热再热蒸汽支路的蒸汽流量进行调峰，再次为增大主蒸汽支路的蒸汽流量进行调峰，最后为利用电炉子消耗电量进行调峰。作为优选，本专利技术所述热用户是居民采暖用户和/或工业用户；当热用户是工业用户时，汽轮机的供热抽汽为工业抽汽，电炉子为蒸汽电炉子；当热用户为居民采暖用户时，汽轮机的供热抽汽为采暖抽汽，电炉子为蒸汽电炉子或热水电炉子。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，设计合理，性能可靠，通过合理的设计实现热电机组火电灵活性的梯级调峰；运用了本专利技术之后，可以实现火电机组的深度调峰能力，切实满足电网对机组调峰的需求，具有较高的实际运用价值。附图说明图1是本专利技术实施例中的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例中当热用户为工业用户时的供热系统示意图。图3是本专利技术实施例中当热用户为居民采暖用户时的供热系统示意图。图中：1—锅炉、2—汽轮机、3—发电机、4—凝汽器、5—电炉子、6—减温减压装置、7—热用户、8—电流电压调节装置、9—主蒸汽管、10—热再热蒸汽管、11—冷再热蒸汽管、12—供热抽汽管、13—主蒸汽支路、14—热再热蒸汽支路、15—阀门A、16—阀门B、17—阀门C、18—阀门D、19—阀门E、20—阀门F、21—阀门G、22—阀门H、23—阀门K、24—冷再热蒸汽支路、25—换热站、26—阀门J、27—蓄热装置、28—阀门M。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例。参见图1至图3，本实施例中的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统包括锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、电炉子5、减温减压装置6、热用户7、电流电压调节装置8、主蒸汽管9、热再热蒸汽管10、冷再热蒸汽管11、供热抽汽管12、主蒸汽支路13、热再热蒸汽支路14、阀门A15、阀门B16、阀门C17、阀门D18、阀门E19、阀门F20、阀门G21、阀门H22、阀门K23和冷再热蒸汽支路24。本实施例中的锅炉1通过主蒸汽管9和热再热蒸汽管10与汽轮机2连接，汽轮机2通过冷再热蒸汽管11与锅炉1连接，汽轮机2、发电机3、电流电压调节装置8、电炉子5和热用户7依次连接，发电机3和电网连接，凝汽器4和汽轮机2连接，汽轮机2通过供热抽汽管12与热用户7连接。本实施例中的热再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统，包括锅炉（1）、汽轮机（2）、发电机（3）、电炉子（5）、热用户（7）、电流电压调节装置（8）、主蒸汽管（9）、热再热蒸汽管（10）、冷再热蒸汽管（11）和供热抽汽管（12），所述锅炉（1）通过主蒸汽管（9）和热再热蒸汽管（10）与汽轮机（2）连接，所述汽轮机（2）通过冷再热蒸汽管（11）与锅炉（1）连接，所述汽轮机（2）、发电机（3）、电流电压调节装置（8）、电炉子（5）和热用户（7）依次连接，所述汽轮机（2）通过供热抽汽管（12）与热用户（7）连接，其特征在于：还包括减温减压装置（6）、主蒸汽支路（13）、热再热蒸汽支路（14）、阀门B（16）、阀门D（18）、阀门G（21）、阀门H（22）和冷再热蒸汽支路（24），所述热再热蒸汽管（10）通过热再热蒸汽支路（14）与减温减压装置（6）连接，所述阀门D（18）安装在热再热蒸汽支路（14）上，所述主蒸汽管（9）通过主蒸汽支路（13）与减温减压装置（6）连接，所述阀门B（16）安装在主蒸汽支路（13）上，所述冷再热蒸汽支路（24）的一端连接在冷再热蒸汽管（11）上，该冷再热蒸汽支路（24）的另一端连接在减温减压装置（6）上，所述阀门G（21）安装在冷再热蒸汽支路（24）上，所述减温减压装置（6）通过管路和热用户（7）连接，所述阀门H（22）安装在用于连接减温减压装置（6）和热用户（7）的管路上。...

【技术特征摘要】
1.一种提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统，包括锅炉（1）、汽轮机（2）、发电机（3）、电炉子（5）、热用户（7）、电流电压调节装置（8）、主蒸汽管（9）、热再热蒸汽管（10）、冷再热蒸汽管（11）和供热抽汽管（12），所述锅炉（1）通过主蒸汽管（9）和热再热蒸汽管（10）与汽轮机（2）连接，所述汽轮机（2）通过冷再热蒸汽管（11）与锅炉（1）连接，所述汽轮机（2）、发电机（3）、电流电压调节装置（8）、电炉子（5）和热用户（7）依次连接，所述汽轮机（2）通过供热抽汽管（12）与热用户（7）连接，其特征在于：还包括减温减压装置（6）、主蒸汽支路（13）、热再热蒸汽支路（14）、阀门B（16）、阀门D（18）、阀门G（21）、阀门H（22）和冷再热蒸汽支路（24），所述热再热蒸汽管（10）通过热再热蒸汽支路（14）与减温减压装置（6）连接，所述阀门D（18）安装在热再热蒸汽支路（14）上，所述主蒸汽管（9）通过主蒸汽支路（13）与减温减压装置（6）连接，所述阀门B（16）安装在主蒸汽支路（13）上，所述冷再热蒸汽支路（24）的一端连接在冷再热蒸汽管（11）上，该冷再热蒸汽支路（24）的另一端连接在减温减压装置（6）上，所述阀门G（21）安装在冷再热蒸汽支路（24）上，所述减温减压装置（6）通过管路和热用户（7）连接，所述阀门H（22）安装在用于连接减温减压装置（6）和热用户（7）的管路上。2.根据权利要求1所述的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统，其特征在于：还包括阀门A（15），所述阀门A（15）安装在主蒸汽管（9）上。3.根据权利要求1所述的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统，其特征在于：还包括阀门C（17），所述阀门C（17）安装在热再热蒸汽管（10）上。4.根据权利要求1所述的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统，其特征在于：还包括阀门E（19）和阀门F（20），所述阀门E（19）和阀门F（20）均安装在冷再热蒸汽管（11）上，该阀门E（19）和阀门F（20）分别位于冷再热蒸汽支路（24）的一端的两侧。5.根据权利要求1所述的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统，其特征在于：还包括阀门K（23），所述阀门K（23）安装在供热抽汽管（12）上。6.根据权利要求1所述的提高热电机组火电灵活性的梯级调峰系统，其特征在于：还包括阀门J（26）和蓄热装置（27），所述蓄热装置（27）通过管路和热用户（7）连接，所述阀门J（26）安装在用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙士恩，高新勇，彭桂云，田亚，常浩，庄荣，吴畅，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33