【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能与冶金余能利用，具体涉及一种基于熔盐储热的耦合调峰系统及耦合调峰方法。
技术介绍
1、钢铁行业是高能耗高碳排放行业，提升能源资源利用率、实现极致能效是行业发展的重大需求。
2、钢铁冶炼过程中产生大量煤气，目前除工艺自用外，富余煤气的主要利用方式是锅炉发电。但受生产节奏影响，煤气量波动大，部分无法被发电机组消纳的煤气需采取点火放散方式处理，造成能源浪费。蒸汽是钢铁生产过程中的一种重要能源介质，但由于产耗用户波动大、供需不平衡问题，富余蒸汽往往只能放散处理或是利用蒸汽蓄热器进行储存；但蒸汽蓄热器产生的是饱和蒸汽且往往蒸汽参数不高，难以实现长距离输送以及满足不同工业用户的需求。部分工艺环节产生的低温余热因品位低而无法有效利用。此外，随着钢铁企业风电、光伏等清洁能源装机比例不断增大，供电波动性问题日益凸显。电化学储能是目前应用最广泛的新型储能模式，虽能平抑电网波动，但存在安全风险高、储能时间短等缺陷，且无法解决钢铁厂内煤气资源的浪费问题。相较而言，熔盐储能技术可同时与煤气、蒸汽、电力系统耦合运行，且具有储热规模大、储热时间长、热热转换效率高、运行寿命长等优势，能够有效提升整体能源利用率，优化钢铁企业用能结构，维护电网稳定。
3、综上所述，现有钢铁企业存在富余煤气/低品质蒸汽浪费、绿电过剩和低品质余热难以利用的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于熔盐储热的耦合调峰系统及耦合调峰方法，解决现有技术中富余煤气/低品
2、为达到上述技术目的，本申请采取了以下技术方案：
3、第一方面，本申请提供了一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，包括熔盐储能系统以及过热蒸汽发电系统：
4、熔盐储能系统，所述熔盐储能系统包括工质熔盐换热器、熔盐锅炉、高温熔盐罐和低温熔盐罐，所述工质熔盐换热器分别与外部电网、所述低温熔盐罐、所述高温熔盐罐连接，所述熔盐锅炉分别与外部煤气管网、所述低温熔盐罐、所述高温熔盐罐连接；以及
5、过热蒸汽发电系统，所述过热蒸汽发电系统包括热交换模组、发电模组和再热器，所述热交换模组分别与所述高温熔盐罐、所述低温熔盐罐、所述发电模组连接，所述再热器分别与所述高温熔盐罐、所述热交换模组、所述发电模组连接。
6、在本申请的一些实施例中，所述熔盐储能系统还包括电动机、压缩机和膨胀机，所述电动机分别与所述外部电网、所述压缩机连接，所述压缩机分别与所述工质熔盐换热器、所述膨胀机连接。
7、在本申请的一些实施例中，所述熔盐储能系统还包括工质换热器，所述工质换热器与所述压缩机连接。
8、在本申请的一些实施例中，所述热交换模组包括过热器、蒸发器和预热器，所述过热器的熔盐管道入口与所述高温熔盐罐连接，熔盐管道出口依次与所述蒸发器、所述预热器、所述低温熔盐罐连接，所述预热器的蒸汽管道出口依次与所述蒸发器、所述过热器、所述发电模组连接。
9、在本申请的一些实施例中，所述发电模组包括高压缸、中压缸、凝汽器和发电机，所述高压缸的蒸汽管道入口与所述过热器连接，蒸汽管道出口依次与所述再热器、所述中压缸、所述凝汽器、所述预热器连接，所述中压缸与所述发电机传动连接。
10、在本申请的一些实施例中，所述再热器的熔盐管道入口与所述高温熔盐罐连接、熔盐管道出口与所述蒸汽熔盐换热器连接，蒸汽管道入口与所述高压缸连接、蒸汽管道出口与所述中压缸连接。
11、在本申请的一些实施例中，所述过热蒸汽发电系统还包括蒸汽熔盐换热器和蒸汽蓄热器，所述蒸汽熔盐换热器的熔盐管道入口与所述再热器连接、熔盐管道出口与所述低温熔盐罐连接，蒸汽管道入口与所述蒸汽蓄热器连接。
12、第二方面，本申请还提供了一种基于熔盐储热的耦合调峰方法，采用如第一方面中任意一项实施例所述的基于熔盐储热的耦合调峰系统，包括以下步骤：
13、外部电网的电力驱动压缩机压缩工质，所述工质熔盐换热器接收低温熔盐罐的低温熔盐并利用所述工质加热，再输出高温熔盐至高温熔盐罐；
14、外部煤气管网的煤气进入熔盐锅炉燃烧产生热量，所述熔盐锅炉接收所述低温熔盐罐的低温熔盐并加热，再输出所述高温熔盐至所述高温熔盐罐；
15、热交换模组接收所述高温熔盐罐的所述高温熔盐并与给水换热，输出所述低温熔盐、高压蒸汽分别至所述低温熔盐罐、发电模组；
16、再热器接收所述高温熔盐罐的所述高温熔盐并与低压蒸汽换热，输出所述低温熔盐、所述高压蒸汽分别至所述蒸汽熔盐换热器、所述发电模组。
17、在本申请的一些实施例中，所述外部电网压缩工质，所述工质熔盐换热器接收低温熔盐罐的低温熔盐并利用所述工质加热，再输出加热后的高温熔盐至高温熔盐罐中包括：
18、工质换热器接收所述工质并回收低品位余热加热，再输出所述工质至压缩机；
19、所述外部电网通过电动机驱动所述压缩机，压缩所述工质；
20、所述膨胀机接收所述工质熔盐换热器的所述工质。
21、在本申请的一些实施例中，所述耦合调峰方法还包括：
22、过热器、蒸发器、预热器依次接收所述高温熔盐罐的所述高温熔盐并与所述给水换热，分别输出所述高压蒸汽、所述低温熔盐至高压缸、所述低温熔盐罐；
23、所述高压缸做功并输出中压蒸汽依次至再热器、中压缸；
24、所述再热器接收所述高温熔盐罐并加热所述中压蒸汽，再分别输出所述低温熔盐、所述中压蒸汽至所述蒸汽熔盐换热器、所述中压缸；
25、所述中压缸做功并带动所述发电机发电。
26、与现有技术相比，本申请提供的技术方案带来的有益技术效果包括：
27、本申请实施例通过设置熔盐在低温熔盐罐和高温熔盐罐之间来回转化，该系统同时具备消纳富余电力与富余煤气的功能，通过储能与释能过程的解耦，实现钢铁厂用电的“削峰填谷”。通过工质熔盐换热器利用热泵技术加热熔盐，不仅可提高熔盐加热效率，还可以有效回收钢铁厂内大量难以利用的低品质余热资源。再热器出口熔盐温度较高、无法直接送回至低温熔盐罐，通过换热器对发电系统中的低品质蒸汽进行二次加热，提高蒸汽携带的能量，以提高利用效率。本实施例中的熔盐储能技术可同时与煤气、蒸汽、电力系统耦合运行，且具有储热规模大、储热时间长、热热转换效率高、运行寿命长等优势，能够有效提升整体能源利用率的同时有效降低企业用能成本，优化钢铁企业用能结构，维护电网稳定。
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1.一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述熔盐储能系统还包括电动机、压缩机和膨胀机，所述电动机分别与所述外部电网、所述压缩机连接，所述压缩机分别与所述工质熔盐换热器、所述膨胀机连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述熔盐储能系统还包括工质换热器，所述工质换热器与所述压缩机连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述热交换模组包括过热器、蒸发器和预热器，所述过热器的熔盐管道入口与所述高温熔盐罐连接，熔盐管道出口依次与所述蒸发器、所述预热器、所述低温熔盐罐连接，所述预热器的蒸汽管道出口依次与所述蒸发器、所述过热器、所述发电模组连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述发电模组包括高压缸、中压缸、凝汽器和发电机，所述高压缸的蒸汽管道入口与所述过热器连接，蒸汽管道出口依次与所述再热器、所述中压缸、所述凝汽器、所述预热器连接，所述中压缸与所述发电
6.根据权利要求5所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述再热器的熔盐管道入口与所述高温熔盐罐连接、熔盐管道出口与所述预热器连接，蒸汽管道入口与所述高压缸连接、蒸汽管道出口与所述中压缸连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述过热蒸汽发电系统还包括蒸汽熔盐换热器和蒸汽蓄热器，所述蒸汽熔盐换热器的熔盐管道入口与所述再热器连接、熔盐管道出口与所述低温熔盐罐连接，蒸汽管道入口与所述蒸汽蓄热器连接。
8.一种基于熔盐储热的耦合调峰方法，其特征在于，采用如权利要求1-7中任意一项所述的基于熔盐储热的耦合调峰系统，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰方法，其特征在于，所述外部电网压缩工质，所述工质熔盐换热器接收低温熔盐罐的低温熔盐并利用所述工质加热，再输出加热后的高温熔盐至高温熔盐罐中包括：
10.根据权利要求8所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰方法，其特征在于，所述耦合调峰方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述熔盐储能系统还包括电动机、压缩机和膨胀机，所述电动机分别与所述外部电网、所述压缩机连接，所述压缩机分别与所述工质熔盐换热器、所述膨胀机连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述熔盐储能系统还包括工质换热器，所述工质换热器与所述压缩机连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述热交换模组包括过热器、蒸发器和预热器，所述过热器的熔盐管道入口与所述高温熔盐罐连接，熔盐管道出口依次与所述蒸发器、所述预热器、所述低温熔盐罐连接，所述预热器的蒸汽管道出口依次与所述蒸发器、所述过热器、所述发电模组连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于熔盐储热的耦合调峰系统，其特征在于，所述发电模组包括高压缸、中压缸、凝汽器和发电机，所述高压缸的蒸汽管道入口与所述过热器连接，蒸汽管道出口依次与所述再热器、所述中压缸、所述凝汽器、所述预热器...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋国畅，刘子豪，向浩，胡国峰，李姗姗，许晓明，程杰，陈立顺，蒋庆肯，
申请(专利权)人：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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