一种储能型热电联产系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种储能型热电联产系统及控制方法，所述系统包括蓄热锅炉、有机朗肯循环发电系统及热风循环系统；热风循环系统包括循环风机、与蓄热锅炉的高温风口连通的高温风道、及与蓄热锅炉的低温风口连通的低温风道；循环风机能够使低温空气经低温风道进入蓄热锅炉吸热转变为高温空气，并使高温空气经高温风道排出顺次与有机朗肯循环发电系统的蒸发器、预热器换热后转变为低温空气；有机朗肯循环发电系统的冷凝器的循环水管路能够在第二阀组的配合控制下进入热用户供热或者进入冷却塔散热。本发明专利技术可有效缓解电网的调峰压力，进一步降低弃风弃光率，实现清洁能源供热，提高能源利用率。高能源利用率。高能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种储能型热电联产系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种储能型热电联产系统及控制方法，属于能源利用


技术介绍

[0002]北方地区大力推广应用清洁供暖，并且大规模的清洁能源发电系统将逐渐被并网。由于风能、太阳能发电存在间歇性、波动性、随机性等特点，大规模的光伏发电与风力发电并网后对电网的调峰能力提出了更高的要求，而我国目前主要以燃煤火力发电为主，因此，对常规燃煤机组参与电网调峰能力要求越来越高。目前大规模的电蓄热锅炉参与燃煤供热机组的调峰，电蓄热锅炉中存储的热能主要用于供热，但非采暖季期间，对电网的调峰能力要求依然较高，此时电蓄热锅炉并不能参与其中。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种储能型热电联产系统及其控制方法，能够在用户有供热需求时对外供热，并在用户无供热需求时参与电网调峰。
[0004]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供储能型一种热电联产系统，包括蓄热锅炉、有机朗肯循环发电系统及热风循环系统；所述有机朗肯循环发电系统包括溶液箱、工质泵、预热器、蒸发器、冷凝器、发电机和用于驱动发电机发电的膨胀机，所述工质泵能够驱动溶液箱内的有机工质顺次经过预热器、蒸发器、膨胀机以及冷凝器壳体后，回流至溶液箱；所述热风循环系统包括循环风机、与蓄热锅炉的高温风口连通的高温风道、及与蓄热锅炉的低温风口连通的低温风道；所述循环风机能够使低温空气经低温风道进入蓄热锅炉吸热转变为高温空气，并使高温空气经高温风道排出顺次与所述蒸发器、预热器换热后转变为低温空气；所述蒸发器产生的高温高压气态工质能够在第一阀组的配合控制下进入膨胀机做功或者进入冷凝器凝结放热；所述冷凝器的循环水管路能够在第二阀组的配合控制下进入热用户供热或者进入冷却塔散热。
[0005]结合第一方面，进一步的，所述蓄热锅炉包括电加热管和蓄热材料，所述电加热管用于将电能转换为热能存储于蓄热材料内，所述蓄热材料用于对进入蓄热锅炉的低温空气进行加热，以使低温空气转换为高温空气。
[0006]结合第一方面，进一步的，所述蓄热材料包括镁砖或复合相变砖；所述电加热管包括镍铬合金电加热管。
[0007]结合第一方面，进一步的，所述蓄热锅炉的外壳内还设有保温材料，所述保温材料与蓄热材料之间设置有内隔板。
[0008]结合第一方面，进一步的，所述保温材料包括岩棉板。
[0009]结合第一方面，进一步的，所述有机朗肯循环发电系统中的蒸发器与预热器共用同一壳体，所述壳体靠近蒸发器的一端与所述高温风道连通，靠近预热器的一端与所述低温风道连通。
[0010]结合第一方面，进一步的，所述冷凝器的出水管路分别与热用户的进水管路、冷却塔的进水管路连通，冷凝器的进水管路分别与所述热用户的出水管路、冷却塔的出水管路连通；所述第二阀组包括设于热用户的进水管路上的第二截止阀、设于冷却塔的进水管路上的第四截止阀、设于热用户的出水管路上的第三截止阀、以及设于冷却塔的出水管路上的第五截止阀；所述冷凝器的出水管路或冷凝器的进水管路上设有循环泵。
[0011]结合第一方面，进一步的，所述第一阀组包括：第一调节阀、第二调节阀及第一截止阀，所述蒸发器的有机工质出口管路通过第一调节阀与膨胀机的入口连接，通过第二调节阀与冷凝器的工质入口连接；所述膨胀机的出口通过第一截止阀与所述冷凝器的工质入口连接。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种储能型热电联产系统的控制方法，包括：采暖季期间：低谷电时间段或者电网负荷低于设定值时，开启蓄热锅炉及热风循环系统的循环风机，使低温空气转换为高温空气，为有机朗肯循环发电系统的预热器和蒸发器提高热能；开启工质泵，使有机朗肯循环发电系统中的有机工质经预热器、蒸发器吸热后转换为高温高压气态有机工质进入膨胀机，以推动发电机发电；并使从膨胀机排出的有机工质进入冷凝器壳体内放热后，回流至溶液箱；控制冷凝器的循环水管路为进入热用户供热；非采暖季期间：低谷电时间段或者电网负荷低于设定值时，开启蓄热锅炉及热风循环系统的循环风机，使低温空气转换为高温空气，为有机朗肯循环发电系统的预热器和蒸发器提高热能；开启工质泵，使有机朗肯循环发电系统中的有机工质经预热器、蒸发器吸热后转换为高温高压气态有机工质进入膨胀机，以推动发电机发电；并使从膨胀机排出的有机工质进入冷凝器壳体内放热后，回流至溶液箱；控制冷凝器的循环水管路为进入冷却塔散热。
[0013]结合第二方面，进一步的，所述方法还包括：通过调节第一调节阀和第二调节阀控制高温高压气态有机工质进入膨胀机的量，使部分高温高压气态有机工质进入冷凝器壳体中，满足热用户对供热量的需求。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：在低谷电时间段内，蓄热锅炉将电能转换为热能存储，利用低谷电蓄热，有效缓解了电网调峰压力；用电高峰时间段，利用有机朗肯循环系统将存储的热量转换为电能对外输出。降低了弃风弃光率，提高了能源利用率，具有良好的经济效益；采暖季期间，通过蓄热锅炉和其他各系统的配合，实现清洁能源向住户提供热量；本专利技术利用能量梯级利用原理，高效利用电蓄热锅炉存储的热量，有机工质在蒸发器中吸热气化后，进入膨胀机做功发电，做完功后的低温低压工质进入冷凝器中加热供
热回水，实现热电联供。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例提供的一种储能型热电联产系统的结构示意图；附图标记：1.配电柜，2.外壳，3.保温材料，4.电加热管，5.内隔板，6.蓄热材料，7.高温风道，8.低温风道，9.循环风机，10.预热器，11.蒸发器，12.膨胀机，13.发电机，14.冷凝器，15.溶液箱，16.工质泵，17.循环泵，18.热用户，19.冷却塔，20.第一调节阀，21.第二调节阀，22.第一截止阀，23.第二截止阀，24.第三截止阀，25.第四截止阀，26.第五截止阀。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，实施例之间可以互相借鉴、参考。基于本专利技术中的实施例，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例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0018]实施例一：如图1所示，是本专利技术实施例提供的一种储能型热电联产系统的结构示意图，包括：蓄热锅炉、热风循环系统、有机朗肯循环发电系统、循环水供热系统和循环水冷却系统。
[0019]蓄热锅炉在低谷电时间段内可以将电能转换为热能存储，利用低谷电蓄热，可以有效缓解电网调峰压力。蓄热锅炉包括外壳2，设置于外壳2上的配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能型热电联产系统，其特征在于，包括蓄热锅炉、有机朗肯循环发电系统及热风循环系统；所述有机朗肯循环发电系统包括溶液箱、工质泵、预热器、蒸发器、冷凝器、发电机和用于驱动发电机发电的膨胀机，所述工质泵能够驱动溶液箱内的有机工质顺次经过预热器、蒸发器、膨胀机以及冷凝器壳体后，回流至溶液箱；所述热风循环系统包括循环风机、与蓄热锅炉的高温风口连通的高温风道、及与蓄热锅炉的低温风口连通的低温风道；所述循环风机能够使低温空气经低温风道进入蓄热锅炉吸热转变为高温空气，并使高温空气经高温风道排出顺次与所述蒸发器、预热器换热后转变为低温空气；所述蒸发器的循环管路输出的高温高压气态工质能够在第一阀组的配合控制下进入膨胀机做功或者进入冷凝器凝结放热；所述冷凝器的循环水管路能够在第二阀组的配合控制下进入热用户供热或者进入冷却塔散热。2.根据权利要求1所述的储能型热电联产系统，其特征在于，所述蓄热锅炉包括电加热管和蓄热材料，所述电加热管用于将电能转换为热能存储于蓄热材料内，所述蓄热材料用于对进入蓄热锅炉的低温空气进行加热，以使低温空气转换为高温空气。3.根据权利要求2所述的储能型热电联产系统，其特征在于，所述蓄热材料包括镁砖或复合相变砖；所述电加热管包括镍铬合金电加热管。4.根据权利要求2所述的储能型热电联产系统，其特征在于，所述蓄热锅炉的外壳内还设有保温材料，所述保温材料与蓄热材料之间设置有内隔板。5.根据权利要求4所述的储能型热电联产系统，其特征在于，所述保温材料包括岩棉板。6.根据权利要求1所述的储能型热电联产系统，其特征在于，所述有机朗肯循环发电系统中的蒸发器与预热器共用同一壳体，所述壳体靠近蒸发器的一端与所述高温风道连通，靠近预热器的一端与所述低温风道连通。7.根据权利要求1所述的储能型热电联产系统，其特征在于，所述冷凝器的出水管路分别与热用户的进水管路、冷却塔的进水管路连通，冷凝器的进水管路分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，赵利杰，郭盛，钳宇鑫，郝文杰，徐凌锋，
申请(专利权)人：北京清云智慧科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：