削峰填谷集成供热系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及热电厂供热系统，具体涉及一种削峰填谷集成供热系统及方法，系统包括发电系统，发电系统用于将热能转化为电能，并通过管路输出部分残余热能给热网；热网，热网包括有循环管路，热网的循环管路上设有换热器、蓄热系统、一级用户端和二级供热系统，其中，热网通过换热器与发电系统的残余热能进行换热；蓄热系统并接在热网给水管路上，用于在供热低谷时存储热能、在供热高峰时释放热能；二级供热系统并接在热网循环管路上，二级供热系统上设有二级用户端，二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端供热。本发明专利技术解决了供热面积迅速增加、供热需求旺盛的形势下供热系统削峰填谷、远近端冷热不均的问题。

【技术实现步骤摘要】
削峰填谷集成供热系统及方法
本专利技术涉及热电厂供热系统，具体涉及一种削峰填谷集成供热系统及方法。
技术介绍
近几年，随着环保政策的不断加码，原有承担我国北方大规模供热的中小型锅炉不断被拆除和改造，人们对于煤炭供热供能的环保要求越来越高，供热压力日渐突出。但由于我国富煤、贫油、少气的能源结构、广袤的地域跨度以及大规模的人口等特点，采用燃煤供暖仍然是未来相当长一段时间内供热的主要方法途径。其中，燃煤供暖主要包括热电联产和高效燃煤热水锅炉两种方式，热电联产又分为抽凝发电系统抽汽供暖和背压机排汽供暖两种方式，对于前者，目前我国正在实施的纯发电厂改热电厂以及热电解耦等技术改造方式均是为了进一步拓宽抽凝发电的供热供能和规模，但限于当前电力过程风险，这种方法难以满足由于城镇化迅速推进带来的集中供热面积飞升的需要。研究显示，一台8万装机规模的背压机供热能力相当于一台30万千瓦的凝汽式汽轮机供热能力，采用热电比更大的背压机供热系统更符合当前的发展需求。供热系统在机组选型以及热网布置方面存在的两个较为突出的问题：一是由于供热系统具有较大的热惯性，其调节速度不如热网快和灵活，但同样存在峰谷问题，直接影响背压机组的选型规模和运行方式。背压机选型过大时，在供暖的初末期，背压机的运行效率极低，大大影响其发电效率，甚至出现背压不能开机的尴尬局面；背压机选型过小时，在供暖的高峰期，不得不设置尖峰锅炉以保证供热的需要，同样降低了能源的利用水平。二是由于供热管网长距离布置的问题，几乎不可避免的出现热网近端用户供热温度高，远端用户供热温度低的问题，造成供热管网用户侧冷热不均，影响居民的用热感受。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种削峰填谷集成供热系统及方法，以解决供热面积迅速增加、供热需求旺盛的形势下供热系统削峰填谷、远近端冷热不均的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种削峰填谷集成供热系统，所述削峰填谷集成供热系统包括：发电系统，所述发电系统用于将热能转化为电能，并通过管路输出部分残余热能给热网；热网，所述热网包括有循环管路，所述热网的循环管路上设有换热器、蓄热系统、一级用户端和二级供热系统，其中，所述热网通过换热器与发电系统的残余热能进行换热；所述蓄热系统并接在热网给水管路上，用于在供热低谷时存储热能、在供热高峰时释放热能；所述二级供热系统并接在热网循环管路上，二级供热系统上设有二级用户端，所述二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端供热。在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述发电系统包括：热源，所述热源输出端连接汽轮机，并通过热源输出端向汽轮机输送热能；汽轮机，所述汽轮机用于将热源传来的热能转化为机械能，并将机械能提供给发电机，汽轮机产出蒸汽，分别输送给除氧器和热网换热器；发电机，所述发电机用于将汽轮机传来的机械能转化为电能；除氧器，所述除氧器用于去除汽轮机产出的液态水中的氧；第一给水泵，所述第一给水泵设置在除氧器的给水出口端，用于将除氧器输送的给水加压输送给热源；优选地，所述汽轮机为背压式汽轮机；优选地，所述热源为燃煤蒸汽锅炉；优选地，所述发电系统还设有凝结水泵，所述换热器输入端连接至汽轮机，换热器输出端通过管道连接至除氧器，所述凝结水泵设置在换热器与除氧器之间的管道上；优选地，所述发电机的电能输出端直接或间接连接至二级供热系统和蓄热系统。在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述热网循环管路上还设有循环泵，所述换热器的热网侧设有输入端和输出端，换热器的热网侧输入端和输出端分别连接热网循环管路的两端，换热器的热网侧输出端的热网循环管路上设有循环泵。在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述蓄热系统包括蓄热水罐、第一阀门、第二阀门和第二给水泵，所述蓄热水罐的输入端和输出端分别通过管道连接在热网循环管路上，蓄热水罐输入端与热网循环管路之间的管道上设有第一阀门，蓄热水罐输出端与热网循环管路之间的管道上设有第二给水泵和第二阀门；优选地，所述蓄热水罐设置在靠近所述换热器的位置。在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述二级供热系统包括有水源热泵，所述水源热泵并接在热网循环管路上，水源热泵通过二级循环管路与二级用户端连接；优选地，所述水源热泵设置在靠近所述换热器的位置。在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述二级供热系统上还设有第三阀门和第四阀门，所述水源热泵的水源输入端和水源输出端分别通过管道连接在热网循环管路上，水源输入端与热网循环管路之间的管道上设有第三阀门，水源输出端与热网循环管路之间的管道上设有第四阀门。在上述的削峰填谷集成供热系统中，作为优选，所述二级供热系统并接在热网回水管路上，所述二级用户端为近端用户，所述一级用户端为远端用户。本专利技术还提供一种削峰填谷集成供热方法，包括：发电系统将热源的热能转化为电能，并输出残余热能给热网，输出电能给二级供热系统；热网通过热网循环管路向一级用户端进行供热；热网通过蓄热系统存储或释放部分热能；二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端进行供热。在上述的削峰填谷集成供热方法中，作为优选，所述热网通过蓄热系统存储或释放部分热能，包括：供热低谷时，蓄热系统输入端阀门打开，蓄热系统输出端阀门关闭，通过蓄热系统存储热网循环管路中的部分热能；供热高峰时，蓄热系统输入端阀门关闭，蓄热系统输出端阀门打开，通过蓄热系统释放热能至热网循环管路中。在上述的削峰填谷集成供热方法中，作为优选，所述二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端进行供热，包括：二级供热系统通过水源热泵吸收热网循环管路中的热能；水源热泵通过二级循环管路向二级用户端进行供热；优选地，还包括：发电系统向蓄热系统和/或水源热泵直接或间接供电。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：本专利技术集成背压机供热系统与蓄热水罐、水源热泵系统，通过蓄热水罐有效解决供热峰谷需求问题，降低背压机的装机规模，通过在近背压机侧设置水源热泵，解决远近端供热导致的用户冷热不均问题；在本专利技术的削峰填谷集成供热系统中，蓄热水罐与水源热泵均设置在燃煤蒸汽背压机系统侧，有利于优化场地布置，提高综合管理水平；并且，通过水源热泵解决了热网远近端用户供热温度不均的问题，进一步降低热网回水温度，同时有利于降低背压机系统的装机规模，提高系统灵活性。本专利技术提供的削峰填谷集成供热系统特别适用于北方供热领域，尤其适用于中小规模城镇综合供热。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1为本专利技术实施例的削峰填谷集成供热系统示意图；图2为本专利技术实施例的削峰填谷集成供热方法一种实施方式的流程示意图；图3为本专利技术实施例的削峰填谷集成供热方法另一种实施方式的流程示意图。附图标记说明：101-热源；102-汽轮机；103-发电机；104-内部电网；105-外部电网；106-凝结水泵；107-除氧器；108-第一给水泵；201-换热器；202-循环泵；203-热网给水管路；204-热网回水管路；205-一级用户端；301-第一阀门；302-第二阀门；303-蓄热水罐；304-第二给水泵；401-水源热泵；402本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种削峰填谷集成供热系统，其特征在于，所述削峰填谷集成供热系统包括：发电系统，所述发电系统用于将热能转化为电能，并通过管路输出部分残余热能给热网；热网，所述热网包括有循环管路，所述热网的循环管路上设有换热器、蓄热系统、一级用户端和二级供热系统，其中，所述热网通过换热器与发电系统的残余热能进行换热；所述蓄热系统并接在热网给水管路上，用于在供热低谷时存储热能、在供热高峰时释放热能；所述二级供热系统并接在热网循环管路上，二级供热系统上设有二级用户端，所述二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端供热。

【技术特征摘要】
1.一种削峰填谷集成供热系统，其特征在于，所述削峰填谷集成供热系统包括：发电系统，所述发电系统用于将热能转化为电能，并通过管路输出部分残余热能给热网；热网，所述热网包括有循环管路，所述热网的循环管路上设有换热器、蓄热系统、一级用户端和二级供热系统，其中，所述热网通过换热器与发电系统的残余热能进行换热；所述蓄热系统并接在热网给水管路上，用于在供热低谷时存储热能、在供热高峰时释放热能；所述二级供热系统并接在热网循环管路上，二级供热系统上设有二级用户端，所述二级供热系统利用热网循环管路中的热能向二级用户端供热。2.如权利要求1所述的削峰填谷集成供热系统，其特征在于，所述发电系统包括：热源，所述热源输出端连接汽轮机，并通过热源输出端向汽轮机输送热能；汽轮机，所述汽轮机用于将热源传来的热能转化为机械能，并将机械能提供给发电机，汽轮机产出蒸汽，分别输送给除氧器和热网换热器；发电机，所述发电机用于将汽轮机传来的机械能转化为电能；除氧器，所述除氧器用于去除汽轮机产出的液态水中的氧；第一给水泵，所述第一给水泵设置在除氧器的给水出口端，用于将除氧器输送的给水加压输送给热源；优选地，所述汽轮机为背压式汽轮机；优选地，所述热源为燃煤蒸汽锅炉；优选地，所述发电系统还设有凝结水泵，所述换热器输入端连接至汽轮机，换热器输出端通过管道连接至除氧器，所述凝结水泵设置在换热器与除氧器之间的管道上；优选地，所述发电机的电能输出端直接或间接连接至二级供热系统和蓄热系统。3.如权利要求1所述的削峰填谷集成供热系统，其特征在于，所述热网循环管路上还设有循环泵，所述换热器的热网侧设有输入端和输出端，换热器的热网侧输入端和输出端分别连接热网循环管路的两端，换热器的热网侧输出端的热网循环管路上设有循环泵。4.如权利要求1所述的削峰填谷集成供热系统，其特征在于，所述蓄热系统包括蓄热水罐、第一阀门、第二阀门和第二给水泵，所述蓄热水罐的输入端和输出端分别通过管道连接在热网循环管...

【专利技术属性】
技术研发人员：高维，吕洲，高霞，马汉军，
申请(专利权)人：国电龙源电力技术工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11