一种煤基多联产灵活变负荷系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术涉及发电系统技术领域，具体涉及一种煤基多联产灵活变负荷系统及其运行方法。系统包括：发电子系统，其包括循环连通的蒸汽发生器、汽轮机组、凝汽器和回热组件，回热组件的流体出口与蒸汽发生器的流体入口连通，汽轮机组与回热组件之间连通有抽汽管路；换热子系统，其包括循环连通的压缩机、供热换热器、透平机和供冷换热器，供冷换热器的出口与压缩机的入口端连通；蓄热组件，其第一流道连通在汽轮机组与回热组件之间，其第二流道连通在压缩机与供热换热器之间。本发明专利技术以冷负荷为基准确定换热子系统的运行功率，配合储热进行多负荷调控，不受热负荷限制，能够大大提升多联产系统灵活性，以及发电系统升负荷和降负荷的调峰速率和范围。率和范围。率和范围。

【技术实现步骤摘要】
一种煤基多联产灵活变负荷系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及发电系统
，具体涉及一种煤基多联产灵活变负荷系统及其运行方法。

技术介绍

[0002]能源紧缺、气候变化以及环境污染等问题日益严峻，对电力系统的发展提出了新的挑战，我国也将加快构建以新能源为主体的新型电力系统。但是，燃煤发电在保障电网安全运行、满足社会基本用能需求和促进新能源消纳等方面将持续发挥着重要作用。新型电力系统构建对传统火电机组提出了新的技术需求：不断提高能源利用效率以降低碳排放量；不断提高运行灵活性以支撑电网对新能源的消纳。
[0003]多能联供是实现能量梯级利用，提高燃煤机组效率的有效途径，但现有技术中的多联产机组的变负荷能力受锅炉－汽轮机能流耦合限制、多输出能流耦合限制，运行灵活性不足，导致发电系统的电负荷可调节范围会随着热负荷的增加而降低。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的多联产系统运行灵活性不足，从而提供一种煤基多联产灵活变负荷系统及其运行方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种煤基多联产灵活变负荷系统，包括：
[0006]发电子系统，其包括循环连通的蒸汽发生器、汽轮机组、凝汽器和回热组件，回热组件的流体出口与蒸汽发生器的流体入口连通，汽轮机组与回热组件之间连通有抽汽管路；
[0007]换热子系统，其包括循环连通的压缩机、供热换热器、透平机和供冷换热器，供冷换热器的出口与压缩机的入口端连通；
[0008]蓄热组件，其第一流道连通在汽轮机组与回热组件之间，其第二流道连通在压缩机与供热换热器之间，蓄热组件内安装有蓄热件以存储热量。
[0009]换热子系统内还包括辅助回热器，辅助回热器的第一流道连通在供热换热器与透平机之间，辅助回热器的第二流道连通在供冷换热器与压缩机之间。
[0010]换热子系统还包括辅助换热器，辅助换热器的第一流道连通在供冷换热器与压缩机之间，辅助换热器的第二流道与凝汽器的冷却水流道连通。
[0011]可选地，凝汽器的冷却水流道的入口侧管路上连通有冷却水补入支路，凝汽器的冷却水流道的出口侧管路上连通有冷却水输出支路。
[0012]可选地，汽轮机组上同轴安装有发电设备。
[0013]可选地，发电设备与压缩机之间电连接。
[0014]可选地，供热换热器与热网连接。
[0015]可选地，供冷换热器与供冷设备连接。
[0016]本专利技术还提供一种多联产系统的运行方法，应用于本专利技术所述的煤基多联产灵活
变负荷系统，包括以下步骤：
[0017]根据供冷换热器的冷负荷需求，确定换热子系统的运行功率；
[0018]判断换热子系统的制热功率是否大于供热换热器的热负荷需求，若大于，则控制蓄热组件进行蓄热；若小于，则控制蓄热组件向供热换热器放热；若只有热负荷需调整，则直接进行该步骤；
[0019]判断发电子系统的运行负荷是否大于需求负荷，若大于，则增加汽轮机组通向蓄热组件的抽汽量；若小于，则控制蓄热组件向回热组件放热；若只有电负荷需调整，则直接进行该步骤。
[0020]可选地，控制蓄热组件进行蓄热步骤包括：增加从压缩机向蓄热组件的通入的换热介质的流量，减少从压缩机向供热换热器的通入的换热介质的流量，以使蓄热组件的蓄热速率增加，同时使供热换热器输出蒸汽的速率和热能保持恒定。
[0021]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0022]1.本专利技术提供的煤基多联产灵活变负荷系统，包括：发电子系统，其包括循环连通的蒸汽发生器、汽轮机组、凝汽器和回热组件，回热组件的流体出口与蒸汽发生器的流体入口连通，汽轮机组与回热组件之间连通有抽汽管路；换热子系统，其包括循环连通的压缩机、供热换热器、透平机和供冷换热器，供冷换热器的出口与压缩机的入口端连通；蓄热组件，其第一流道连通在汽轮机组与回热组件之间，其第二流道连通在压缩机与供热换热器之间，蓄热组件内安装有蓄热件以存储热量。
[0023]通过在蒸汽发电子系统上耦合换热子系统，供热换热器和供冷换热器对系统外的用户端供热和供冷，可满足外界用户端多种能量形式需求，还可大大提高一次能源利用率。
[0024]系统运行时，以冷负荷为基准确定换热子系统运行功率，联动蓄热组件对机组的热负荷进行调控。具体地，当外界冷负荷需求改变时，以供冷换热器的负荷为基准改变换热子系统的运行功率，以满足外界冷量需求；此时换热子系统相应的制热功率改变，判断制热功率与供热换热器的热负荷需求，通过蓄热组件吸放热调控输出热负荷与外界需求平衡。若只有热负荷需求改变，可只采用蓄热组件调控。调节电负荷时，无论是换热子系统功率改变引起的发电子系统输出功率变化，亦或是外界需求电负荷变化，在发电子系统需要升负荷调峰时，通过蓄热组件向回热组件放热以代替抽汽，减少汽轮机抽汽量，实现发电系统快速升负荷；在发电子系统需要进行降负荷调峰时，增加汽轮机组的抽汽量，将多余抽气输送至蓄热组件内将热量进行储存，可实现快速降负荷。
[0025]煤基多联产灵活变负荷系统实现了多负荷变化时的多策略调控，能够同时满足发电系统的调峰需求以及供冷用户或供热用户的用冷用热需求，提高了系统运行的灵活性，减小冷、热负荷限制，能够大大提供发电系统升负荷调峰和降负荷调峰的调峰速率和范围。
[0026]2.本专利技术提供的煤基多联产灵活变负荷系统，换热子系统内还包括辅助回热器，辅助回热器的第一流道连通在供热换热器与透平机之间，辅助回热器的第二流道连通在供冷换热器与压缩机之间。通过在换热子系统内设置辅助回热器，利用辅助回热器将供热换热器出口端的管路以及供冷换热器出口端的管路配合换热，充分利用供热换热器出口的低温热量，提高换热子系统效率。
[0027]3.本专利技术提供的煤基多联产灵活变负荷系统，换热子系统还包括辅助换热器，辅助换热器的第一流道连通在供冷换热器与压缩机之间，辅助换热器的第二流道与凝汽器的
冷却水流道连通。通过设置辅助换热器与发电子系统内的凝汽器配合，对发电子系统冷端余热进行深度回收，提升系统整体的运行效率。
[0028]4.本专利技术提供的煤基多联产灵活变负荷系统，凝汽器的冷却水流道的入口侧管路上连通有冷却水补入支路，凝汽器的冷却水流道的出口侧管路上连通有冷却水输出支路。通过设置冷却水补入支路和冷却水输出支路，当辅助换热器提供的冷能不足时，通过冷却水补入支路从系统外通入冷却水，将升温后的冷却水从冷却水输出支路排出，以维持凝汽器的正常运行。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术的实施方式中提供的煤基多联产灵活变负荷系统的示意图。
[0031]附图标记说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤基多联产灵活变负荷系统，其特征在于，包括：发电子系统，其包括循环连通的蒸汽发生器(1)、汽轮机组(2)、凝汽器(4)和回热组件(3)，所述回热组件(3)的流体出口与所述蒸汽发生器(1)的流体入口连通，所述汽轮机组(2)与所述回热组件(3)之间连通有抽汽管路；换热子系统，其包括循环连通的压缩机(6)、供热换热器(9)、透平机(10)和供冷换热器(11)，所述供冷换热器(11)的出口与所述压缩机(6)的入口端连通；蓄热组件(7)，其第一流道连通在所述汽轮机组(2)与所述回热组件(3)之间，其第二流道连通在所述压缩机(6)与所述供热换热器(9)之间，所述蓄热组件(7)内安装有蓄热件以存储热量；所述换热子系统内还包括辅助回热器(8)和辅助换热器(14)，所述辅助回热器(8)的第一流道连通在所述供热换热器(9)与所述透平机(10)之间，所述辅助回热器(8)的第二流道连通在所述供冷换热器(11)与所述压缩机(6)之间；所述辅助换热器(14)的第一流道连通在所述供冷换热器(11)与所述辅助回热器(8)之间，所述辅助换热器(14)的第二流道与所述凝汽器(4)的冷却水流道连通。2.根据权利要求1所述的煤基多联产灵活变负荷系统，其特征在于，所述凝汽器(4)的冷却水流道的入口侧管路上连通有冷却水补入支路，所述凝汽器(4)的冷却水流道的出口侧管路上连通有冷却水输出支路。3.根据权利要求1或2所述的煤基多联产灵活变负荷系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石慧，许朋江，江浩，马汀山，王朝阳，刘明，严俊杰，李辉，白发琪，刘伟，刘思宇，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：