一种燃煤发电机组的灵活调峰调频系统及运行方法与流程

本发明涉及燃煤发电机组调峰，具体涉及一种燃煤发电机组的灵活调峰调频系统及运行方法。

背景技术：

1、“双碳目标”提出以来，我国可再生能源装机容量快速上升，但是，由于新能源发电具有波动性、间歇性和随机性等特点，因此，需要借助高稳定的电源进行调峰，其中，煤电的作用至关重要。然而，煤电机组在低负荷运行时，热力学经济性会大幅下降。目前，提升煤电机组灵活性的方法有很多，例如：低负荷稳燃技术、宽负荷脱硝技术、汽机设备改造技术和储热技术等。其中，储热可在煤电机组降负荷运行时储存多余的能量，在升负荷时释放储存的能量。这样不仅可达到调峰调频、削峰填谷的目的，同时，也能起到科学的节能减排效果。

2、熔融盐储热是常用的煤电机组储热方式，具有储热密度高、粘度低、成本低、规模大等优势，被广泛的使用在储热领域。专利cn114992613a提出一种蒸汽-熔融盐耦合储能深度调峰系统，储能阶段，通过抽取主蒸汽或者再热蒸汽加热低温熔融盐，从而减少汽轮机蒸汽流量，降低发电功率；在释能阶段，通过高温熔融盐加热给水成蒸汽，进而推动汽轮机做功，增加发电功率。专利cn114484404a提出一种熔融盐储能系统，在储能阶段利用熔融盐电加热器加热低温熔融盐，将低温熔融熔盐加热成高温熔融盐储存在高温熔融盐储罐中，释能阶段通过高温熔融盐加热除氧水变成饱和蒸汽，进而送往外部蒸汽管网或推动汽轮机做功。然而，现有技术中煤电熔融盐储热过程中具有很多的缺陷，例如：传统的煤电机组耦合熔融盐储热系统，常采用抽汽加热熔融盐或电阻式熔融盐加热炉，前者响应速度慢，导致机组调频效率低下、调频效果不明显，而后者直接利用电能进行调峰，尽快调频能力强，但将电能转换为熔融盐热能会导致较大能量损失。因此，亟需开发一种可靠性高、调峰能力强、调频速度快的煤电耦合储热系统。

技术实现思路

1、本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种有效解决解决现有煤电耦合储热调峰系统功能单一、调频能力弱、使用寿命低、系统效率低等问题的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统及运行方法。

2、本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，包括：

4、熔融盐加热器，其蒸汽进口端连接于燃煤发电系统主蒸汽管道，其蒸汽出口端连接于锅炉疏水管路；

5、低温熔融盐储罐，其出口端连接于熔融盐加热器的熔融盐进口端；

6、高温熔融盐储罐，其进口端连接于熔融盐加热器的熔融盐出口端；

7、蒸汽发生器，其熔融盐进口端连接于高温熔融盐储罐的出口端，其熔融盐出口端连接于低温熔融盐储罐的进口端，其蒸汽出口端连接于再热蒸汽管道；

8、蒸汽储存器，其进口端连接于电极锅炉的蒸汽出口端，电极锅炉的进口端连接于补水箱，其出口端连接于蒸汽发生器的蒸汽进口端；

9、熔融盐放热器，其熔融盐出口端连接于低温熔融盐储罐的进口端，其熔融盐进口端连接于高温熔融盐储罐的出口端，其水侧出口端连接于锅炉给水管路，其水侧进口端连接于除氧水管路。

10、进一步的，熔融盐加热器的蒸汽进口端通过主蒸汽控制阀与燃煤发电系统主蒸汽管道相连接。

11、进一步的，高温熔融盐储罐的进口端通过高温熔融盐泵与熔融盐加热器的熔融盐出口端相连接。

12、进一步的，蒸汽发生器的熔融盐出口端通过1号低温熔融盐泵连接于低温熔融盐储罐的进口端。

13、进一步的，电极锅炉的进口端通过补水泵连接于补水箱。

14、进一步的，熔融盐放热器的熔融盐出口端通过2号低温熔融盐泵连接于低温熔融盐储罐的进口端。

15、进一步的，熔融盐放热器的水侧进口端通过除氧水供水泵连接于除氧水管路。

16、一种燃煤发电机组的灵活调峰调频系统的运行方法，其特征在于：

17、储能阶段运行方法：

18、当煤电机组的输出电量为ws1，电网需要煤电机组降低输出功率至ws2时，同时打开电极锅炉、补水泵、主蒸汽控制阀；

19、电极锅炉，消耗发电机产生的电能，将补水箱中的补水加热成饱和蒸汽后送入蒸汽储存器中，将煤电机组输出功率降至ws3；

20、低温熔融盐储罐中的低温熔融盐通过高温熔融盐泵输送至熔融盐加热器，在熔融盐加热器中，燃煤发电系统主蒸汽管道输送的主蒸汽将低温熔融盐加热成高温熔融盐后送入高温熔融盐储罐中存储，换热后的主蒸汽送入锅炉给水；

21、当煤电机组输出功率降低至ws4时，关闭电极锅炉及补水泵，利用高温熔融盐储罐中的熔融盐储热进行深度调峰至ws2；

22、释能阶段运行方法：

23、同时开启蒸汽储存器的出口阀门及1号低温熔融盐泵，蒸汽储存器内饱和蒸汽流经蒸汽发生器后被高温熔盐加热至过热蒸汽，过热蒸汽输入到再热蒸汽管道中，增加机组做功能力；

24、当蒸汽储存器的出口端压力降低至最大工作压力的n倍时，关闭蒸汽储存器的出口阀门，开启除氧水供水泵及2号低温熔融盐泵，利用高温熔融盐加热除氧水进行继续升负荷。

25、优选的，ws3为1.2-1.5倍的ws2，ws4为1.1-1.2倍的ws2，n取值为0.2-0.5。

26、本发明的有益效果是：相比较现有的单一储热系统，该系统在储能初期通过电极锅炉增加机组调峰速率，在释能初期，通过直接向机组通入过热蒸汽提升机组升负荷速率，实现了机组调峰与调频的协同；在保证机组运行安全性的前提下，增加了煤电机组的调峰容量，从而避免了机组由于调峰调频而造成的机组运行寿命衰减、系统热效率降低、煤耗率增加等问题。

技术特征：

1.一种燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，其特征在于：熔融盐加热器（102）的蒸汽进口端通过主蒸汽控制阀（101）与燃煤发电系统主蒸汽管道相连接。

3.根据权利要求1所述的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，其特征在于：高温熔融盐储罐（104）的进口端通过高温熔融盐泵（103）与熔融盐加热器（102）的熔融盐出口端相连接。

4.根据权利要求1所述的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，其特征在于：蒸汽发生器（105）的熔融盐出口端通过1号低温熔融盐泵（106）连接于低温熔融盐储罐（109）的进口端。

5.根据权利要求1所述的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，其特征在于：电极锅炉（203）的进口端通过补水泵（202）连接于补水箱（201）。

6.根据权利要求1所述的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，其特征在于：熔融盐放热器（107）的熔融盐出口端通过2号低温熔融盐泵（108）连接于低温熔融盐储罐（109）的进口端。

7.根据权利要求1所述的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统，其特征在于：熔融盐放热器（107）的水侧进口端通过除氧水供水泵（110）连接于除氧水管路。

8.一种权利要求1-7中任意一项燃煤发电机组的灵活调峰调频系统的运行方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的燃煤发电机组的灵活调峰调频系统的运行方法，其特征在于：ws3为1.2-1.5倍的ws2，ws4为1.1-1.2倍的ws2，n取值为0.2-0.5。

技术总结
一种燃煤发电机组的灵活调峰调频系统及运行方法，涉及燃煤发电机组调峰技术领域，在储能初期通过电极锅炉增加机组调峰速率，在释能初期，通过直接向机组通入过热蒸汽提升机组升负荷速率，实现了机组调峰与调频的协同；在保证机组运行安全性的前提下，增加了煤电机组的调峰容量，从而避免了机组由于调峰调频而造成的机组运行寿命衰减、系统热效率降低、煤耗率增加等问题。

技术研发人员：巩志强,商攀峰,郭俊山,韩悦,钟子威,梁凯,祝令凯,郑威
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16