一种燃煤机组储能系统、其控制方法及控制装置与流程

本发明涉及新能源发电，尤其涉及一种燃煤机组储能系统、其控制方法及控制装置。

背景技术：

1、当前，新能源电力具有不稳定性，如风电负荷受到风电场周围风速的影响，光伏发电受到当地太阳光的影响，而这些不可控的因素使得电网处于不稳定及波动的状态，需要燃煤机组进行变负荷消除新能源电力带来的不稳定性。因此，随着新能源电力的进一步发展，燃煤机组将处于频繁的变负荷过程中。在变负荷过程中，燃煤机组普遍采用协调控制方式，通过控制燃煤机组的锅炉指令、给水指令及汽机调门指令等达到机组的变负荷需求。然而，目前的燃煤机组的控制方式无法做到能量之间的高效匹配，在升负荷过程中，燃煤机组的燃煤指令往往超调，锅炉输入能量偏大，导致锅炉壁温超限和排烟温度升高等现象，使得锅炉效率降低，同时，出现安全性问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种燃煤机组储能系统、其控制方法及控制装置，以解决燃煤机组在升负荷过程中由于燃煤指令超调导致的锅炉壁温超限和排烟温度升高的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种燃煤机组储能系统，与燃煤机组连接，所述燃煤机组包括锅炉和给水管，所述锅炉的排烟通道中设有高温再热器和低温再热器，所述低温再热器的出口与所述高温再热器的入口连通，所述燃煤机组储能系统包括低温储能罐、储能吸热器、高温储能罐和储能给水加热器，所述低温储能罐设于所述锅炉外，用于存储储能介质；所述储能吸热器设于所述锅炉的排烟通道中，用于吸收所述锅炉的排烟通道中的热量，所述低温储能罐的出口通过调节阀与所述储能吸热器连通；所述高温储能罐设于所述锅炉外，所述高温储能罐与所述储能吸热器的出口连通，用于存储经所述储能吸热器吸热后的储能介质；所述储能给水加热器设于所述锅炉外，所述储能给水加热器的入口和出口分别与所述高温储能罐的出口和所述低温储能罐的入口连通，且所述储能给水加热器与所述给水管连接，用于通过吸热后的储能介质对所述给水管中的给水加热并使得该吸热后的储能介质降温而流回所述低温储能罐。

3、第二方面，本发明提供了一种燃煤机组储能系统控制方法，包括以下步骤：计算排烟温度差和再热器减温水流量差：计算锅炉的实际排烟温度值和当前的工况组合下锅炉的排烟温度参数标杆值的差值作为排烟温度差，计算低温再热器流入高温再热器的再热器减温水的实际流量和当前的工况组合下低温再热器流入高温再热器的再热器减温水的流量标杆值的差值作为再热器减温水流量差；其中，工况组合包括环境温度区间和机组负荷区间；控制打开调节阀：当排烟温度差大于预设温度差阈值或再热器减温水流量差大于预设流量差阈值时，控制打开调节阀，以使低温储能罐中存储的储能介质进入储能吸热器而吸收所述锅炉的排烟通道中的热量；控制关闭调节阀：当排烟温度差小于预设温度差阈值且再热器减温水流量差小于预设流量差阈值时，控制关闭调节阀。

4、第三方面，本发明还提供了一种燃煤机组储能系统控制装置，包括排烟温度差计算单元、再热器减温水流量差计算单元和调节阀控制单元，排烟温度差计算单元用于计算锅炉的实际排烟温度值和当前的工况组合下锅炉的排烟温度参数标杆值的差值作为排烟温度差；再热器减温水流量差计算单元用于计算低温再热器流入高温再热器的再热器减温水的实际流量和当前的工况组合下低温再热器流入高温再热器的再热器减温水的流量标杆值的差值作为再热器减温水流量差；调节阀控制单元用于对排烟温度差和预设温度差阈值之间以及再热器减温水流量差和预设流量差阈值之间进行比较判断，当排烟温度差大于预设温度差阈值或再热器减温水流量差大于预设流量差阈值时，控制打开调节阀，以使低温储能罐中存储的储能介质进入储能吸热器而吸收所述锅炉的排烟通道中的热量；当排烟温度差小于预设温度差阈值且再热器减温水流量差小于预设流量差阈值时，控制关闭调节阀。

5、本发明的有益技术效果在于：本发明的燃煤机组储能系统通过于燃煤机组的锅炉的排烟通道中设置通过调节阀与设于锅炉外的低温储能罐的出口连通的储能吸热器，于锅炉外设置入口与储能吸热器的出口连通的高温储能罐以及入口和出口分别与高温储能罐的出口和低温储能罐的入口连通且与燃煤机组的给水管连接的储能给水加热器，以可通过控制打开调节阀而利用储能吸热器吸收锅炉中的热量，且吸热后的储能介质经高温储能罐流入储能给水加热器以对给水管中的给水加热，以充分利用储能吸热器获得的能量，应用范围广，具有良好的商业前景；又锅炉的排烟通道中设有入口与低温再热器的出口连通的高温再热器，以通过计算获取实时的燃煤机组的锅炉的排烟温度和再热器减温水流量分别与对应的标杆值之间的差值，并根据差值判断燃煤机组是否出现燃煤指令超调情况，从而在出现燃煤指令超调情况时通过控制打开调节阀，以使得储能吸热器可吸收锅炉中的热量，避免能量的浪费，可有效防止锅炉输入能量偏大，避免锅炉壁温超限和排烟温度升高等现象，提高燃煤机组的安全性，且可确保锅炉输入能量偏大时再进行储能吸热，使得控制更精确，避免降低燃煤机组工作效率。本发明的燃煤机组储能系统控制方法和燃煤机组储能系统控制装置也具有上述功能。

技术特征：

1.一种燃煤机组储能系统，与燃煤机组连接，其特征在于，所述燃煤机组包括锅炉和给水管，所述锅炉的排烟通道中设有高温再热器和低温再热器，所述低温再热器的出口与所述高温再热器的入口连通，所述燃煤机组储能系统包括：

2.根据权利要求1所述的燃煤机组储能系统，其特征在于，所述锅炉的排烟通道中还设有高温过热器，所述储能吸热器、所述高温过热器、所述高温再热器和所述低温再热器于所述锅炉的排烟通道中沿排烟方向依序设置。

3.根据权利要求2所述的燃煤机组储能系统，其特征在于，所述燃煤组件还包括汽机高压缸，所述汽机高压缸设于所述锅炉外，所述汽机高压缸的入口与所述高温过热器的出口连通，所述汽机高压缸的第一出口和第二出口分别与第一高压加热器的入口和第二高压加热器的第一入口连通，所述汽机高压缸的第二出口与所述低温再热器的入口连通，所述第二高压加热器的出口和第二入口分别与一第三高压加热器和所述第一高压加热器的出口连通，所述给水管根据输水方向依序与所述第二高压加热器和所述第一高压加热器连接，所述给水管的出水口与设于所述锅炉内的省煤器连通。

4.根据权利要求3所述的燃煤机组储能系统，其特征在于，所述锅炉的炉膛设有水冷壁，所述省煤器的出口与所述水冷壁的入口连通，所述锅炉的排烟通道中还设有低温过热器，所述低温过热器与所述低温再热器并排设置，所述低温过热器的入口和出口分别与所述水冷壁的出口和所述高温过热器的入口连通。

5.根据权利要求3所述的燃煤机组储能系统，其特征在于，所述省煤器设于所述低温再热器的靠近所述锅炉的排烟口的一侧，所述锅炉内还设有空预器，所述空预器位于所述省煤器的靠近所述锅炉的排烟口的一侧。

6.一种燃煤机组储能系统控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的燃煤机组储能系统，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的燃煤机组储能系统控制方法，其特征在于，所述计算排烟温度差和再热器减温水流量差的步骤前还包括：

8.根据权利要求7所述的燃煤机组储能系统控制方法，其特征在于，所述采集燃煤机组的实时运行数据的步骤前还包括：

9.根据权利要求8所述的燃煤机组储能系统控制方法，其特征在于，所述标杆值库建立的步骤具体包括：

10.一种燃煤机组储能系统控制装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开一种燃煤机组储能系统、其控制方法及控制装置，该储能系统与包括锅炉和给水管的燃煤机组连接，锅炉的排烟通道中设有高温再热器和低温再热器，低温再热器的出口与高温再热器的入口连通，储能系统包括低温储能罐、储能吸热器、高温储能罐和储能给水加热器，低温储能罐和高温储能罐设于锅炉外；储能吸热器设于锅炉的排烟通道中，低温储能罐的出口通过调节阀与储能吸热器连通；高温储能罐与储能吸热器的出口连通，以存储经储能吸热器吸热后的储能介质；储能给水加热器的入口和出口分别与高温储能罐的出口和低温储能罐的入口连通，且储能给水加热器与给水管连接，通过吸热后的储能介质对给水管中的给水加热且储能介质降温而流回低温储能罐。

技术研发人员：王智,唐伟
受保护的技术使用者：华能新疆吉木萨尔发电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15