基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统及方法，该系统包括汽轮机、发电机、压缩式热泵、热用户、蓄热罐、蓄冷罐、热网加热器；汽轮机与热网加热器连接，热网加热器与压缩式热泵连接，构成尖峰加热系统；热用户与蓄热罐和蓄冷罐连接，构成蓄热和放冷系统；压缩式热泵与发电机连接，构成热泵驱动系统；压缩式热泵通过热水管道与蓄热罐和蓄冷罐连接，构成余热回收和蓄冷系统。本发明专利技术通过将热网高温回水与压缩式热泵系统相结合，通过消纳机组发电机出口上网电量及减少机组采暖抽汽流量，降低机组出力能力及上网电量起到供热机组灵活性调峰的目的，进一步提高机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强一次能源使用效率。

【技术实现步骤摘要】
基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统和方法
本专利技术属于火力发电
，尤其涉及一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统和方法。
技术介绍
目前，为了大力推进能源结构清洁化改革，风力发电(风电)、太阳能发电装机容量迅速增长，但新能源具有随机性、间歇性、不稳定性等特点，其比重增加到一定程度后，必然导致电网调峰困难，加之传统煤电产能过剩，这就要求现役火电机组提高灵活性以及深度调峰能力，以维持电网稳定，对于供热机组来说，机组灵活性调峰能力又与机组供热能力相矛盾，因此实现余热回收式的火电机组灵活性调峰，解决电网负荷超限与风电的过剩、火电机组供暖不足矛盾日益突出问题，提高机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强一次能源使用效率成为迫切需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统和方法，在满足供热机组整体调峰能力的条件下拓展余热利用的空间，实现供热机组灵活性调峰。本专利技术提供了一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，包括汽轮机、发电机、压缩式热泵、热用户、蓄热罐、蓄冷罐、热网加热器；所述汽轮机通过供热抽汽管道与所述热网加热器连接，所述热网加热器与所述压缩式热泵连接，构成尖峰加热系统；所述热用户通过一次网供热管道与蓄热罐和蓄冷罐连接，构成蓄热和放冷系统；所述压缩式热泵通过母线与发电机连接，构成热泵驱动系统；所述压缩式热泵通过热水管道与所述蓄热罐和蓄冷罐连接，构成余热回收和蓄冷系统。进一步地，所述热用户至蓄热罐的热网管道上安装有热用户一次网回水至蓄热罐调节门。进一步地，所述蓄冷罐至热用户一次网回水的热网管道上安装有蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵进口电动门、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵出口电动门。进一步地，所述热用户通过一次网回水管道与所述压缩式热泵，所述热用户至压缩式热泵的热网管道上安装有热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵进水电动门、热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵、热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵出水电动门。进一步地，所述蓄热罐至压缩式热泵的热网管道上安装有蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵进水电动门、蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵、蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵出水电动门。进一步地，所述压缩式热泵至蓄冷罐的热网管道上安装有压缩式热泵至蓄冷罐进水调节门。本专利技术还提供了一种应用所述系统的火电机组灵活性调峰方法，包括：基于热用户与蓄热罐的连接，在非调峰时段运行蓄热系统；基于蓄冷罐与热用户的连接，在非调峰时段运行蓄冷系统，补充热网系统因蓄热时造成的流量减少；基于蓄热罐与压缩式热泵的连接，在调峰时段进行蓄热罐放热和运行余热回收系统；基于压缩式热泵与蓄冷罐的连接，在调峰时段运行余热回收和蓄冷系统；基于发电机与压缩式热泵的连接，在调峰时段运行热泵驱动系统；基于压缩式热泵与热网加热器和汽轮机的连接，在调峰时段运行一次网供水的尖峰加热系统。借由上述方案，通过基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统和方法，通过将热网高温回水与压缩式热泵系统相结合，通过消纳机组发电机出口上网电量及减少机组采暖抽汽流量，降低机组出力能力及上网电量起到供热机组灵活性调峰的目的，进一步提高机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强一次能源使用效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。附图说明图1是本专利技术基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统的结构示意图。图中标号：1-汽轮机；2-发电机；3-压缩式热泵；4-热用户；5-蓄热罐；6-蓄冷罐；7-热网加热器；8-蓄热系统；9-余热回收及蓄冷系统；10-驱动系统；11-热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵进水电动门；12-热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵；13-热用户一次网回水至压缩式热泵循环泵出水电动门；14-蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵进水电动门；15-蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵；16-蓄热罐放热至压缩式热泵循环泵出水电动门；17-热用户一次网回水至尖峰加热器调节门；18-热用户一次网回水至蓄热罐调节门；19-蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵进口电动门；20-蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵；21-蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵出口电动门；22-压缩式热泵至蓄冷罐进水调节门。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参图1所示，本实施例提供了一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，包括汽轮机1、发电机2、压缩式热泵3、热用户4、蓄热罐5、蓄冷罐(6)、热网加热器7；汽轮机1通过供热抽汽管道与所述热网加热器7连接，所述热网加热器7与压缩式热泵3连接，构成尖峰加热系统；热用户4通过一次网供热管道与蓄热罐5和蓄冷罐6连接，构成蓄热和放冷系统；压缩式热泵3通过母线与发电机2连接，构成热泵驱动系统；压缩式热泵3通过热水管道与蓄热罐5和蓄冷罐6连接，构成余热回收和蓄冷系统。通过建立蓄热、蓄冷水罐系统，在非调峰时间段进行高温蓄热罐的热网高温回水的存储，同时进行低温蓄热罐的热网回水流量的释放补充，达到热网流量平衡，保持热网系统供回水流量平衡。通过建立压缩式热泵系统，在调峰时间段，以机组发电机出口电量为驱动动力，利用压缩式热泵系统进行热网回水加热，同时压缩式热泵回收高温蓄热罐的高温热量，再次提高热网回水温度，余热回收后的低温水储存到蓄冷罐中。通过压缩式热泵系统加热完成的高温热网回水进行热网加热器的最后尖峰加热，从而满足供热系统对外采暖供能的参数要求。本专利技术通过建立蓄热、蓄冷水罐，结合压缩式热泵工作原理，以电为驱动热源，在火电机组灵活性调峰过程中通过压缩式热泵做功消耗发电机出口发电量，同时结合蓄热、蓄冷水罐，进行高温蓄热罐的余热利用，以外部供热条件及电网灵活性调峰深度为目标的控制原则，系统化的实现余热回收式的火电机组灵活性调峰，解决了电网负荷超限与风电的过剩、火电机组供暖不足矛盾日益突出问题，提高了机组整体调峰能力及余热利用空间，促进新能源消纳，增强了一次能源使用效率。下面对本专利技术作进一步详细说明。本实施例为解决目前火电发电消纳及火电机组调峰期供热调节困难及供热不足问题，供热机组采暖期受外部供热量的影响，不能按照电网调度要求进行灵活性调峰，造成电网负荷超限与风电的过剩、火电机组供暖不足矛盾日益突出，弃风保热现象突显的问题。提出一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，利用压缩式热泵回收储存的高温水的技术手段，减少火电机组采暖抽汽流量，间接减少汽轮机进汽流量，减少机组发电量，同时压缩式热泵消耗发电机出口电量，减少调峰时段上网电量，从而达到火电机组灵活性调峰的目的。本实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、发电机(2)、压缩式热泵(3)、热用户(4)、蓄热罐(5)、蓄冷罐(6)、热网加热器(7)；/n所述汽轮机(1)通过供热抽汽管道与所述热网加热器(7)连接，所述热网加热器(7)与所述压缩式热泵(3)连接，构成尖峰加热系统；/n所述热用户(4)通过一次网供热管道与蓄热罐(5)和蓄冷罐(6)连接，构成蓄热和放冷系统；/n所述压缩式热泵(3)通过母线与发电机(2)连接，构成热泵驱动系统；/n所述压缩式热泵(3)通过热水管道与所述蓄热罐(5)和蓄冷罐(6)连接，构成余热回收和蓄冷系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、发电机(2)、压缩式热泵(3)、热用户(4)、蓄热罐(5)、蓄冷罐(6)、热网加热器(7)；
所述汽轮机(1)通过供热抽汽管道与所述热网加热器(7)连接，所述热网加热器(7)与所述压缩式热泵(3)连接，构成尖峰加热系统；
所述热用户(4)通过一次网供热管道与蓄热罐(5)和蓄冷罐(6)连接，构成蓄热和放冷系统；
所述压缩式热泵(3)通过母线与发电机(2)连接，构成热泵驱动系统；
所述压缩式热泵(3)通过热水管道与所述蓄热罐(5)和蓄冷罐(6)连接，构成余热回收和蓄冷系统。


2.根据权利要求1所述的基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，其特征在于，所述热用户(4)至蓄热罐(5)的热网管道上安装有热用户一次网回水至蓄热罐调节门(18)。


3.根据权利要求1所述的基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，其特征在于，所述蓄冷罐(6)至热用户(4)一次网回水的热网管道上安装有蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵进口电动门(19)、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵(20)、蓄冷罐至热用户一次网回水循环泵出口电动门(21)。


4.根据权利要求1所述的基于余热回收式的火电机组灵活性调峰系统，其特征在于，所述热用户(4)通过一次网回水管道与所述压缩式热泵(3)，所述热用户(4)至压缩式热泵(3)的热网管道上安装有热用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳辉，苏鹏，王晓勃，胡宇非，张蕊，周策，
申请(专利权)人：大唐东北电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22