一种火力发电系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种火力发电系统及其运行方法，通过在包括锅炉、汽轮机、发电机和给水系统的火力发电系统基础上设置了第一换热单元和储热系统；第一换热单元设置在锅炉的内部或外部，用于将锅炉内的热能通过第一换热单元导出至储热系统内进行存储备用。这种设置方式可以大幅度增加火力发电系统的深度调峰能力，锅炉存在最低稳燃负荷要求，如仍需要降低输出，可通过第一换热单元将锅炉内位于最低稳燃要求时产生的多余热能引出至储热系统进行储存，从而提高了火力发电系统的深度调峰能力，也可避免锅炉在低于最低稳燃负荷要求的工况下运行，提高机组运行经济性和安全性，解决了现有火电机组在最低设计工况时产生能源浪费的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种火力发电系统及其运行方法


[0001]本专利技术属于火电
，尤其涉及一种火力发电系统及其运行方法。

技术介绍

[0002]为实现“碳中和、碳达峰”目标，国家对新能源的发展投入了巨大的力量。但是，新能源普遍具有很强的波动性，对电网的稳定运行造成很大挑战，电网急需灵活电源，改善电网整体结构，维护电网的安全稳定。
[0003]在我国现有的电力体系中，火电装机规模巨大，并且输出稳定，将其作为灵活性调峰电源，能够有效促进新能源消纳和保证电网安全稳定运行。
[0004]但是火力发电系统在低负荷工况下会导致运行经济性下降，深度调峰时由于要求火力发电系统输出至电网的负荷需低于最低设计工况，而火力发电系统中的锅炉机组又存在最低稳燃负荷要求，因此会造成锅炉机组在最低稳燃负荷工况下产生的热能无法被利用的情况，导致火力发电系统中的锅炉机组效率降低，并且火力发电系统长期在低负荷工况下运行时，锅炉机组内部动力场、温度场会发生较大偏差，影响设备寿命和安全，另外，锅炉机组在低负荷工况下运行也会使运行难度加大，工作量增加。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种火力发电系统及其运行方法，可提高现有火力发电系统的深度调峰能力，同时，又能保证火力发电系统的安全稳定运行，避免能源的浪费。
[0006]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0007]本专利技术的一种火力发电系统，包括锅炉、汽轮机、发电机、给水系统、储热系统以及第一换热单元；
[0008]所述给水系统的水工质出口通过管道与所述锅炉的水工质入口连接，用于向所述锅炉提供水工质；
[0009]所述锅炉的蒸汽出口与所述汽轮机的蒸汽入口连接，以利用蒸汽驱动所述汽轮机带动发电机发电；
[0010]所述第一换热单元设置于所述锅炉内部或外部，所述储热系统通过所述第一换热单元吸收所述锅炉内的热能并存储备用。
[0011]本专利技术的的一种火力发电系统，当所述第一换热单元设置于所述锅炉内部时，所述第一换热单元为设置于所述锅炉内的换热管，所述储热系统的低温储热介质出口通过管道与所述换热管的储热介质入口连接，所述换热管的储热介质出口通过管道与所述储热系统的高温储热介质入口连接；
[0012]当所述第一换热单元设置于所述锅炉外部时，所述第一换热单元为设置于所述锅炉外部的换热器，所述储热系统的低温储热介质出口通过管道与所述换热器的储热介质入口连接，所述换热器的储热介质出口通过管道与所述储热系统的高温储热介质入口连接，
所述换热器的烟气入口通过管道与所述锅炉的炉膛连接，所述换热器的烟气出口通过管道与锅炉的炉膛、大气或者其他外接机构中的至少一个连接。
[0013]本专利技术的一种火力发电系统，包括高温换热系统；所述汽轮机的冷再热蒸汽排出口通过管道与所述高温换热系统的蒸汽入口连接，所述高温换热系统的蒸汽出口通过管道与所述汽轮机的热再热蒸汽入口连接，所述储热系统的高温储热介质出口通过管道与所述高温换热系统的储热介质入口连接，所述高温换热系统的储热介质出口通过管道与所述储热系统的低温储热介质入口连接。
[0014]本专利技术的一种火力发电系统，包括低温换热系统；所述汽轮机的冷再热蒸汽排出口通过管道与所述低温换热系统的蒸汽入口连接，所述低温换热系统的蒸汽出口通过管道与所述给水系统的冷凝入口连接；所述储热系统的低温储热介质出口通过管道分别与所述低温换热系统的储热介质入口和所述第一换热单元的储热介质入口连接，所述低温换热系统的储热介质出口通过管道与所述储热系统的低温储热介质入口连接。
[0015]本专利技术的一种火力发电系统，所述储热系统的高温储热介质出口处设有高温泵；所述储热系统的低温储热介质出口处设有低温泵。
[0016]本专利技术的一种火力发电系统，所述汽轮机的冷再热蒸汽排出口与所述高温换热系统的蒸汽入口之间的管道上设有第一汽水阀门；
[0017]所述汽轮机的冷再热蒸汽排出口与所述低温换热系统的蒸汽入口之间的管道上设有第二汽水阀门。
[0018]本专利技术的一种火力发电系统，所述低温换热系统的蒸汽出口与所述给水系统的冷凝入口之间的管道上设有第三汽水阀门。
[0019]本专利技术的一种火力发电系统，所述储热系统的低温储热介质出口与所述第一换热单元的储热介质入口之间的管道上设有第一储热介质阀；
[0020]所述储热系统的低温储热介质出口与所述低温换热系统的储热介质入口之间的管道上设有第二储热介质阀。
[0021]本专利技术的一种火力发电系统，还包括余热回收装置，所述余热回收装置设于所述低温换热系统的蒸汽出口与所述给水系统的冷凝入口之间的管道上。
[0022]本专利技术的一种火力发电系统，所述汽轮机的乏汽排出口通过管道与所述给水系统的冷凝入口连接，且所述汽轮机的乏汽排出口与所述给水系统的冷凝入口之间的管道上设有第四汽水阀门。
[0023]本专利技术的一种火力发电系统，所述给水系统包括通过管道相连的冷凝系统和给水泵。
[0024]本专利技术的一种运行方法，应用于上述任意一项所述的火力发电系统，运行模式如下：
[0025]发电模式：所述储热系统通过所述第一换热单元吸收所述锅炉内的热能并存储；同时，所述储热系统内的热能导出并加热所述汽轮机排出的冷再热蒸汽为热再热蒸汽，所述热再热蒸汽进入所述汽轮机继续做功；
[0026]储能模式：所述储热系统通过所述第一换热单元吸收所述锅炉内的热能并存储；同时，所述汽轮机排出的冷再热蒸汽通过换热器将热能导出并存储至所述储热系统备用；
[0027]储能发电混合模式：所述储热系统通过所述第一换热单元吸收所述锅炉内的热能
并存储；所述汽轮机排出的冷再热蒸汽分为两路，一路由储热系统内的热能加热为热再热蒸汽进入所述汽轮机继续做功，另一路通过换热器将热能导出并存储至所述储热系统。
[0028]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0029]1、本专利技术一实施例通过在现有包括锅炉、汽轮机、发电机和给水系统的火力发电系统的基础上进一步设置了第一换热单元和储热系统；第一换热单元设置在锅炉的内部或外部，用于将锅炉内的热能通过第一换热单元导出至储热系统内进行存储以备用。这种设置方式可以大幅度增加火力发电系统的深度调峰能力，锅炉存在最低稳燃负荷要求，而如仍需要降低火力发电系统的输出，则可通过第一换热单元将锅炉位于最低稳燃要求时产生的多出电网需求的热能引出至储热系统进行储存，从而提高了火力发电系统的深度调峰能力，同时也可避免锅炉在低于最低稳燃负荷要求的工况下运行；而当需要提升火力发电系统的输出时，可将储热系统内的热能导出进行发电，可以加快火力发电系统提升输出的响应时间，同时提升了火力发电系统的峰值输出，提高机组运行经济性和安全性，解决了现有火电机组在最低设计工况时产生能源浪费的问题。
[0030]2、本专利技术一实施例中，第一换热单元可利用锅炉内原有换热器(如再热器)进行改造，对原有机组工艺系统改造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火力发电系统，其特征在于，包括锅炉、汽轮机、发电机、给水系统、储热系统以及第一换热单元；所述给水系统的水工质出口通过管道与所述锅炉的水工质入口连接，用于向所述锅炉提供水工质；所述锅炉的蒸汽出口与所述汽轮机的蒸汽入口连接，以利用蒸汽驱动所述汽轮机带动发电机发电；所述第一换热单元设置于所述锅炉内部或外部，所述储热系统通过所述第一换热单元吸收所述锅炉内的热能并存储备用。2.根据权利要求1所述的一种火力发电系统，其特征在于，当所述第一换热单元设置于所述锅炉内部时，所述第一换热单元为设置于所述锅炉内的换热管，所述储热系统的低温储热介质出口通过管道与所述换热管的储热介质入口连接，所述换热管的储热介质出口通过管道与所述储热系统的高温储热介质入口连接；当所述第一换热单元设置于所述锅炉外部时，所述第一换热单元为设置于所述锅炉外部的换热器，所述储热系统的低温储热介质出口通过管道与所述换热器的储热介质入口连接，所述换热器的储热介质出口通过管道与所述储热系统的高温储热介质入口连接，所述换热器的烟气入口通过管道与所述锅炉的炉膛连接，所述换热器的烟气出口通过管道与锅炉的炉膛、大气或者其他外接机构中的至少一个连接。3.根据权利要求1所述的一种火力发电系统，其特征在于，包括高温换热系统；所述汽轮机的冷再热蒸汽排出口通过管道与所述高温换热系统的蒸汽入口连接，所述高温换热系统的蒸汽出口通过管道与所述汽轮机的热再热蒸汽入口连接，所述储热系统的高温储热介质出口通过管道与所述高温换热系统的储热介质入口连接，所述高温换热系统的储热介质出口通过管道与所述储热系统的低温储热介质入口连接。4.根据权利要求3所述的一种火力发电系统，其特征在于，包括低温换热系统；所述汽轮机的冷再热蒸汽排出口通过管道与所述低温换热系统的蒸汽入口连接，所述低温换热系统的蒸汽出口通过管道与所述给水系统的冷凝入口连接；所述储热系统的低温储热介质出口通过管道分别与所述低温换热系统的储热介质入口和所述第一换热单元的储热介质入口连接，所述低温换热系统的储热介质出口通过管道与所述储热系统的低温储热介质入口连接。5.根据权利要求4所述的一种火力发电系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐能，高越，唐亚平，余志勇，陈明强，
申请(专利权)人：浙江可胜技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：