一种锅炉调峰供热系统及其运行方法与流程

本发明涉及深度调峰和供热协同，尤其是涉及一种锅炉调峰供热系统的运行方法。

背景技术：

1、我国要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，需深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。因可再生能源发电的不可预测性和不连续性，导致产生不稳定的电能影响电网电能质量，使部分可再生能源发电不能进入电网，产生了“弃风弃光”现象。如何将被弃掉的电量消纳，是当前亟需解决的问题。为解决可再生能源发电入网比例较低的问题，通过发电量占比重较大的火电机组调峰的手段，成为消纳可再生能源电的有效方法。目前，我国燃煤机组锅炉日常运行最低负荷为40-50％额定负荷，离德国、丹麦等最小技术出力20-30％的世界先进水平仍有较大差距。由于我国能源资源结构的特点，燃煤机组还将长期存在，因此为了提供更多优质的灵活性调峰电源，实现传统能源与新能源协同发电，建设可靠灵活的电力系统，燃煤机组参与调峰成为必然选择。

2、锅炉机组在冬季有时需要承担供热任务，热电机组，特别是背压式机组，热、电出力的固有耦合关系决定了对应热负荷下的发电量受限制，调峰性能差。热泵作为一种高效节能的设备，可以充分利用低品味的热能，通过少量的逆循环净功，可以得到较多的高品位热量，能够将平时难以利用的低品位热量有效的利用起来。

3、基于上述特性，需要研发一种能够将热泵技术和机组结合在一起以发挥其调峰和供热优势的技术，实现在相同热负荷下利用热泵产热的效果，以降低电场机组的发电量，实现深度调峰。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

3、为此，本发明的实施例提出一种锅炉调峰供热系统及其运行方法，该锅炉调峰供热系统可以在满足供热需求时实现较好的调峰效果。

4、根据本发明实施例提供的锅炉调峰供热系统包括热泵组件、发电组件和锅炉组件，所述热泵组件包括机械式热泵机组和吸收式热泵机组，所述吸收式热泵机组的数量为至少一个，所述机械式热泵机组通过离合机构与所述发电组件的输出端相连，所述锅炉组件包括循环连通的锅炉机组和汽轮机组，所述汽轮机组与所述发电组件和所述吸收式热泵机组相连，所述锅炉机组工作时产生的热量经所述汽轮机组分别输送至所述发电组件和所述吸收式热泵机组处；所述离合机构处于连通状态时，所述发电组件通过所述机械式热泵机组实现变负荷。

5、根据本发明实施例锅炉调峰供热系统，可以通过离合机构实现过锅炉组件在深度调峰时的灵活运行：在电网低负荷运行期间，通过吸收式热泵机组生产不同品味的热供给居民和工业使用，实现能量的高效梯级利用，具有较高的经济效益且更加环保，有助于减少能量浪费，通过改变工质的分配可以实现对供热和发电的灵活调整；在电网需要快速变负荷时，可以启用机械式热泵机组的方式使机械式热泵供热系统可以产生大量低温热量用于居民供暖，缓解冬季供暖与工业用热紧张的问题，同时还可以快速降低供给电网的电负荷，实现机组的快速深度调峰。

6、在一些实施例中，所述汽轮机组和所述吸收式热泵机组之间通过若干抽气回路相连，任意一个所述抽气回路上设有开度可调的中联调节阀。

7、在一些实施例中，所述抽气回路包括若干抽气支路和抽气总路，任意一个所述抽气支路上均设置有止回阀和电动闸阀，所有的所述抽气支路均与所述抽气总路相连，所述抽气总路与所述吸收式热泵机组相连。

8、在一些实施例中，所述汽轮机组包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸、所述中压缸和所述低压缸均包括若干抽气加热组件；

9、所述抽气加热组件包括抽气级组和加热器，所有的所述抽气级组沿所述汽轮机组的轴向依次布置；

10、所述高压缸和所述中压缸之间设置有再热器，相邻的两个所述抽气级组通过所述再热器相连。

11、在一些实施例中，所述中压缸包括两个所述抽气加热组件，相邻的两个所述抽气加热组件通过中压回流组件相连，所述中压回流组件包括依次连接的中压回流抽气级组、除氧器和给水泵组，所述中压回流抽气级组与相邻的两个所述抽气加热组件中的所述抽气级组同轴布置，所述除氧器与位于下游的所述中压缸的所述加热器相连，所述给水泵组与位于上游的所述中压缸的所述加热器相连；

12、和/或，所述低压缸包括两个所述抽气加热组件和位于两个所述抽气加热组件下游的末级抽气组件，所述末级抽气组件包括依次连接的末级抽气级组、空冷凝汽器和凝结水泵，所述末级抽气级组与所述低压缸的所述抽气级组同轴布置，所述空冷凝汽器通过所述凝结水泵与相邻的所述低压缸的所述加热器相连。

13、在一些实施例中，所述中压回流抽气级组和所述空冷凝汽器通过小汽轮机相连，所述中压回流抽气级组处的部分工质流入所述小汽轮机，以驱动所述给水泵组。

14、在一些实施例中，所述小汽轮机和所述中压回流抽气级组之间设有电动阀。

15、在一些实施例中，所述汽轮机组还包括混合管路，所述混合管路位于相邻的两个所述加热器之间；和/或，所述混合管路位于相邻的所述加热器和所述除氧器之间；和/或，所述混合管路位于相邻的所述加热器和所述空冷凝汽器之间；

16、位于下游的所述加热器中的已换热工质能通过所述混合管路与位于上游的所述加热器、所述除氧器和所述空冷凝汽器中任一种的未换热工质混合。

17、在一些实施例中，所述离合机构为电磁式离合器。

18、本发明实施例还提供了上述锅炉调峰供热系统的运行方法，包括以下步骤：

19、获取所述锅炉调峰供热系统的负荷状态；

20、在所述锅炉调峰供热系统为低负荷状态时，切断所述发电组件与所述机械式热泵机组的连接。

21、根据本发明实施例锅炉调峰供热系统运行方法，可以通过该锅炉调峰供热系统的负荷状态来确定是否进行深度调峰，并在需要进行深度调峰时通过接入上述机械式热泵机组的方式来降低供给电网的电负荷，实现机组的快速深度调峰，该运行方式实现了供电和供热的精确匹配，在深度调峰的同时实现了更好的供热效果。

技术特征：

1.一种锅炉调峰供热系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述汽轮机组(6)和所述吸收式热泵机组(2)之间通过若干抽气回路(61)相连，任意一个所述抽气回路(61)上设有开度可调的中联调节阀(613)。

3.根据权利要求2所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述抽气回路(61)包括若干抽气支路(611)和抽气总路(612)，任意一个所述抽气支路(611)上均设置有止回阀(6111)和电动闸阀(6112)，所有的所述抽气支路(611)均与所述抽气总路(612)相连，所述抽气总路(612)与所述吸收式热泵机组(2)相连。

4.根据权利要求1所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述汽轮机组(6)包括依次连接的高压缸(62)、中压缸(63)和低压缸(64)，所述高压缸(62)、所述中压缸(63)和所述低压缸(64)均包括若干抽气加热组件(65)；

5.根据权利要求4所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述中压缸(63)包括两个所述抽气加热组件(65)，相邻的两个所述抽气加热组件(65)通过中压回流组件(67)相连，所述中压回流组件(67)包括依次连接的中压回流抽气级组(671)、除氧器(672)和给水泵组，所述中压回流抽气级组(671)与相邻的两个所述抽气加热组件(65)中的所述抽气级组(651)同轴布置，所述除氧器(672)与位于下游的所述中压缸(63)的所述加热器(652)相连，所述给水泵组与位于上游的所述中压缸(63)的所述加热器(652)相连；

6.根据权利要求5所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述中压回流抽气级组(671)和所述空冷凝汽器(682)通过小汽轮机(675)相连，所述中压回流抽气级组(671)处的部分工质流入所述小汽轮机(675)，以驱动所述给水泵组。

7.根据权利要求6所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述小汽轮机(675)和所述中压回流抽气级组(671)之间设有电动阀(676)。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述汽轮机组(6)还包括混合管路(69)，所述混合管路(69)位于相邻的两个所述加热器(652)之间；和/或，所述混合管路(69)位于相邻的所述加热器(652)和所述除氧器(672)之间；和/或，所述混合管路(69)位于相邻的所述加热器(652)和所述空冷凝汽器(682)之间；

9.根据权利要求1所述的锅炉调峰供热系统，其特征在于，所述离合机构(4)为电磁式离合器。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的锅炉调峰供热系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种锅炉调峰供热系统及其运行方法，一种锅炉调峰供热系统包括热泵组件、发电组件和锅炉组件，所述热泵组件包括机械式热泵机组和吸收式热泵机组，所述吸收式热泵机组的数量为至少一个，所述机械式热泵机组通过离合机构与所述发电组件的输出端相连，所述锅炉组件包括循环连通的锅炉机组和汽轮机组，所述汽轮机组与所述发电组件和所述吸收式热泵机组相连，所述锅炉机组工作时产生的热量经所述汽轮机组分别输送至所述发电组件和所述吸收式热泵机组处；所述离合机构处于连通状态时，所述发电组件通过所述机械式热泵机组实现变负荷。一种锅炉调峰供热系统可以在满足供热需求时实现较好的调峰效果。

技术研发人员：周科,晋中华,李维腾,张兰庆,郑金,马东升,李明皓,康夜雨,鲁晓宇,成汭珅,杨冬,白永岗,魏琳,马巍巍
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12