一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，广泛适用于电厂的余热回收及机组的调峰调频，该系统主要由发电系统、余热回收系统、储能供热系统三部分组成；发电系统主要由锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、乏汽凝水泵、减温减压器、换热器、蒸汽凝水泵组成；余热回收系统主要由电压缩式热泵、冷却塔组成；储能供热系统主要由热网循环泵、热用户、储能罐组成；本发明专利技术利用电压缩式热泵深度回收电厂的冷却循环水的余热，且利用储能罐进行系统调峰，在保证供热能力满足的基础上提高机组运行的灵活性，具有良好的经济效益和社会效益；且本发明专利技术具有节能环保、经济效益好、调峰能力强等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统
本专利技术涉及一种热泵余热回收系统，尤其是涉及一种带可调峰储能罐的且可用于提取电厂循环水余热的电压缩式热泵余热回收供热系统。
技术介绍
2016年9月13日，《可再生能源法》实施十周年座谈会上国家能源局新能源与可再生能源司司长朱明提出已经初步确立的“十三五”时期的可再生能源发展目标，到2020年，力争光伏发电达到1.5亿千瓦，光热发电达到500万千瓦，风电达到2.5亿千瓦；可再生能源电源在2020年的发电装机比例将超过20％。即“十三五”时期风电和太阳能光伏发电为主的可再生能源发展成为我国能源发展的重点。快速增加的可再生能源装机量为我国电力行业的发展带来了一近一远两个问题，即现阶段的高比例弃风、弃光问题和未来电网对大比例可再生能源并网消纳的调节问题。2015年，虽然我国的风电和光伏发电总量占总发电量的比例只有4％左右，但多个地区已面临非常严峻的可再生能源发电消纳问题，弃风、弃光问题突出，造成巨大的损失和负面影响；据统计截止到2016年前六个月，我国弃风率达到21％；局部地区弃风弃光更加严重，以甘肃为例，2015年的弃风率39％，弃光率31％。我国是用电大国，电力装机容量在2013年已超越美国成为全球第一大国(当年电力装机容量为12.47亿千瓦；风电和光伏发电的装机规模居全球首位)。就电源结构而言，火电不仅是我国最主要的发电电源；而且在抽水蓄能、燃气电站等调峰电源比例较低的情况下，火电还要承担电力调峰任务；此外在供暖期火电还要兼顾供热任务。火电的多重角色使其难以发挥调峰作用。随着电源结构调整，可再生能源发电比例持续增高，必然导致“三北”地区供暖季调峰资源匮乏，继而给大规模可再生能源的并网消纳造成一定困难。因此，增强火力发电厂的调峰能力，将煤电机组由提供电力、电量的主体性电源向提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源转变显得至关重要。此外，火力发电厂的冷端损失是电力热力系统的最大损失。据统计，汽轮机的排汽损失可占燃料总发热量的39％以上。汽轮机排汽损失对于火力发电厂来说是排放的废热，但对于低品位的建筑物采暖来说，确是巨大的能源损失。因此如果冷却循环水所带走的这部分汽轮机排汽热量能够深度回收利用并用于城镇居民供热，这不仅将大幅提高电厂的能源利用效率，增加供热面积，还能够给电厂带来巨大的经济效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足、提高火电机组的调峰能力及能源利用效率，提供了一种调峰能力强，余热深度回收的带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统。本专利技术的技术解决方案为：一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，广泛适用于电厂的余热回收及机组的调峰调频，该系统主要由发电系统、余热回收系统、储能供热系统三部分组成，其特征在于：发电系统包括：锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、乏汽凝水泵、减温减压器、换热器、蒸汽凝水泵；余热回收系统组成包括：电压缩式热泵、冷却塔；储能供热系统组成包括热网循环泵、热用户、储能罐；电厂锅炉产生的高温蒸汽进入汽轮机中，推动汽轮机叶片做功，带动发电机工作发电，做功后的乏汽进入凝汽器中变成乏汽凝水，乏汽凝水通过乏汽凝水泵泵入到锅炉中，锅炉中的部分蒸汽可通过旁路的减温减压器减压降温后进入换热器中进行换热，从汽轮机中抽出部分蒸汽到换热器中与热网水进行换热，换热后的蒸汽凝水由蒸汽凝水泵泵入到锅炉中进行再次循环，和凝汽器进行换热的冷却水进入电压缩式热泵蒸发器中，温度降低后的冷却水再次进入凝汽器进行循环，若电压缩式热泵出现故障，则冷却水进入冷却塔进行降温，温度降低后的冷却水再次进入凝汽器完成循环，热用户消耗部分热量后的热网水经过电压缩式热泵冷凝器中，在电压缩式热泵冷凝器吸收热量完成第一次温度提升，温度提升后的热网水再次进入换热器中与来自汽轮机中的蒸汽进行第二次换热，热网水达到预设温度时通过热网循环泵向热用户进行供热，在用电负荷高供热负荷低时，将多余的蒸汽引到换热器中与热网水进行换热，并将这部分多余的热量存储到储能罐中，在用电负荷低供热负荷高时，储能罐的热量释放给热用户。根据权利要求1所述的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，其特征在于：所述的电压缩式热泵正常工作进行余热回收时，阀门B1、阀门B3开度为全开，阀门B2和阀门B4关闭。根据权利要求1所述的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，其特征在于：所述的储能供热系统中，根据供热负荷的大小决定阀门的开度，在供热负荷高时，C1和C3关闭，C2、C4的开度为全开；在供热负荷低时，C2、C4的开度为全开，C1、C3的开度根据实际供热负荷决定。根据权利要求1所述的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，其特征在于：所述的锅炉旁路设置降温减压器和阀门A，根据锅炉负荷和调峰深度调节阀门A开度。根据权利要求1所述的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，其特征在于：所述的汽轮机的蒸汽抽汽量根据供热负荷的大小及调峰深度决定。根据权利要求1所述的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，其特征在于：所述的电压缩式热泵使用电厂发电机所发的厂用电。根据权利要求1所述的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，其特征在于：所述的储能罐为立式常压储能罐，储水温度为95℃。根据权利要求1所述的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，其特征在于：所述的换热器和热用户之间设置热网循环泵。上述方案的原理是：如图1所示，在发电系统中，锅炉产生的高温蒸汽进入汽轮机中，推动汽轮机叶片做功，同时带动发电机发电，汽轮机中做功后的乏汽进入凝汽器中和冷却循环水进行换热，换热后的乏汽凝水通过乏汽凝水泵泵入到锅炉中进入重新加热循环，此外根据供热负荷大小和调峰深度，可抽引部分汽轮机中的蒸汽和经减温减压器降温减压后的锅炉蒸汽到换热器中与热网水进行换热，在余热回收系统中，冷却循环水进入电压缩式热泵蒸发器中，冷却循环水被提取余热后进入凝汽器中重新循环而不再进入冷却塔中进行散热降温，当电压缩式热泵出现故障时，开启相应的阀门，使冷却循环水进入冷却塔进行散热降温，电压缩式热泵吸收来自冷却循环水的余热后传递给热网水，热网水经过第一次升温，后进入换热器中与蒸汽换热进行第二次升温，当供热负荷较高时，升温后的热网水不再进入储能罐中进行存储，直接向热用户供热，当供热负荷较低时，升温后的热网水一部分向热用户进行供热，多余的热量进入储能罐中进行存储，在供热机组低负荷运行且供热负荷不足的情况下，此时储能罐向热用户放热，弥补机组的供热不足，从而达到机组的深度调峰。本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术采用电压缩式热泵提取循环水余热，COP值高达5，节能效果显著，且采用厂用电直供的方式，既减少上网电量，又可提取余热，经济和社会效益显著；采用储能罐技术进行深度调峰，在保障居民供热的同时，保证机组的调峰深度，为更好的消纳风电和光伏发电增加空间。附图说明图1为本专利技术技术解决方案的一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统结构示意图。具体实施方式一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，广泛适用于电厂的余热回收及机组的调峰调频，该系统主要由发电系统、余热回收系统、储能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，广泛适用于电厂的余热回收及机组的调峰调频，该系统主要由发电系统、余热回收系统、储能供热系统三部分组成，其特征在于：发电系统包括：锅炉(1)、汽轮机(2)、发电机(3)、凝汽器(4)、乏汽凝水泵(5)、减温减压器(6)、换热器(7)、蒸汽凝水泵(8)；余热回收系统组成包括：电压缩式热泵(9)、冷却塔(10)；储能供热系统组成包括热网循环泵(11)、热用户(12)、储能罐(13)；电厂锅炉(1)产生的高温蒸汽进入汽轮机(2)中，推动汽轮机(2)叶片做功，带动发电机(3)工作发电，做功后的乏汽进入凝汽器(4)中变成乏汽凝水，乏汽凝水通过乏汽凝水泵(5)泵入到锅炉(1)中，锅炉(1)中的部分蒸汽可通过旁路的减温减压器(6)减压降温后进入换热器(7)中进行换热，从汽轮机(2)中抽出部分蒸汽到换热器(7)中与热网水进行换热，换热后的蒸汽凝水由蒸汽凝水泵(8)泵入到锅炉(1)中进行再次循环，和凝汽器(4)进行换热的冷却水进入电压缩式热泵(9)蒸发器中，温度降低后的冷却水再次进入凝汽器(4)进行循环，若电压缩式热泵(9)出现故障，则冷却水进入冷却塔(10)进行散热降温，温度降低后的冷却水再次进入凝汽器(4)完成循环，热用户(12)消耗部分热量后的热网水经过电压缩式热泵(9)冷凝器中，在电压缩式热泵(9)冷凝器吸收热量完成第一次温度提升，温度提升后的热网水再次进入换热器(7)中与来自汽轮机(2)中的蒸汽进行第二次换热，热网水达到预设温度时通过热网循环泵(11)向热用户(12)进行供热，在用电负荷高供热负荷低时，将多余的蒸汽引到换热器(7)中与热网水进行换热，并将这部分多余的热量存储到储能罐(13)中，在用电负荷低供热负荷高时，储能罐(13)的热量释放给热用户(12)。...
【技术特征摘要】
1.一种带可调峰储能罐的电压缩式热泵余热回收供热系统，广泛适用于电厂的余热回收及机组的调峰调频，该系统主要由发电系统、余热回收系统、储能供热系统三部分组成，其特征在于：发电系统包括：锅炉(1)、汽轮机(2)、发电机(3)、凝汽器(4)、乏汽凝水泵(5)、减温减压器(6)、换热器(7)、蒸汽凝水泵(8)；余热回收系统组成包括：电压缩式热泵(9)、冷却塔(10)；储能供热系统组成包括热网循环泵(11)、热用户(12)、储能罐(13)；电厂锅炉(1)产生的高温蒸汽进入汽轮机(2)中，推动汽轮机(2)叶片做功，带动发电机(3)工作发电，做功后的乏汽进入凝汽器(4)中变成乏汽凝水，乏汽凝水通过乏汽凝水泵(5)泵入到锅炉(1)中，锅炉(1)中的部分蒸汽可通过旁路的减温减压器(6)减压降温后进入换热器(7)中进行换热，从汽轮机(2)中抽出部分蒸汽到换热器(7)中与热网水进行换热，换热后的蒸汽凝水由蒸汽凝水泵(8)泵入到锅炉(1)中进行再次循环，和凝汽器(4)进行换热的冷却水进入电压缩式热泵(9)蒸发器中，温度降低后的冷却水再次进入凝汽器(4)进行循环，若电压缩式热泵(9)出现故障，则冷却水进入冷却塔(10)进行散热降温，温度降低后的冷却水再次进入凝汽器(4)完成循环，热用户(12)消耗部分热量后的热网水经过电压缩式热泵(9)冷凝器中，在电压缩式热泵(9)冷凝器吸收热量完成第一次温度提升，温度提升后的热网水再次进入换热器(7)中与来自汽轮机(2)中的蒸汽进行第二次换热，热网水达到预设温度时通过热网循环泵(11)向热用户(12)进行供热，在用电负荷高供热负荷低时，将多...
【专利技术属性】
技术研发人员：周世武，孙桂祥，叶郭波，宋春节，闫丽果，赵曦，华成龙，张志强，张晨，李秀全，郭振绪，
申请(专利权)人：中能服能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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