一種帶有熔鹽儲(chǔ)能供電供熱的火力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于火力發(fā)電技術(shù)、具體涉及一種帶有熔鹽儲(chǔ)能供電供熱的火力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活水平提高和電力負(fù)荷快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差日益擴(kuò)大。電力系統(tǒng)中電源及輸配電設(shè)備均按照電網(wǎng)高峰負(fù)荷規(guī)劃建設(shè)，但電網(wǎng)高峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間較短，導(dǎo)致為滿(mǎn)足高峰負(fù)荷需求而規(guī)劃建設(shè)的電力設(shè)備資產(chǎn)利用率低。此外，我國(guó)電源結(jié)構(gòu)以火電為主，燃煤發(fā)電約占總發(fā)電量的75%，大量火電機(jī)組在非用電高峰時(shí)處于停機(jī)或低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，不僅使電力設(shè)備利用率低，也使發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠性變差、發(fā)電效率降低。故解決電網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題，提高電力設(shè)備資產(chǎn)利用率和火電機(jī)組運(yùn)行可靠性、效率是當(dāng)前電力行業(yè)面臨的重要問(wèn)題。利用儲(chǔ)能技術(shù)可大幅提高火電機(jī)組發(fā)電的總負(fù)荷系數(shù)和實(shí)際運(yùn)行效率，增強(qiáng)電網(wǎng)的輸電能力。因而，研究開(kāi)發(fā)帶有儲(chǔ)能系統(tǒng)的火力發(fā)電技術(shù)是提高常規(guī)能源發(fā)電與輸電效率、提高電力供應(yīng)安全性和經(jīng)濟(jì)性的迫切需要。
[0003]在現(xiàn)有的各種儲(chǔ)能技術(shù)中，熔鹽顯熱蓄熱技術(shù)具有技術(shù)成熟、蓄熱成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，已具備大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的能力，目前被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中。
[0004]目前有一種獨(dú)立熔鹽蓄熱電站:其以混合熔鹽作為蓄熱工質(zhì)，采用風(fēng)電、光伏電等加熱熔鹽從而儲(chǔ)熱，再利用熔鹽儲(chǔ)熱在需要時(shí)加熱水產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)熔鹽蓄熱發(fā)電。這種技術(shù)思路雖然達(dá)到了儲(chǔ)存盈余電能從而對(duì)電網(wǎng)起到一定程度“削峰填谷”的作用，但因目前基于蒸汽朗肯循環(huán)的熱—電能量轉(zhuǎn)換效率為33?43%，其“電—熱—電”的儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)存在一定的缺點(diǎn)，即大量高品質(zhì)電能在由熱—電的轉(zhuǎn)換過(guò)程中被浪費(fèi)。該系統(tǒng)與火電機(jī)組耦合應(yīng)用時(shí)，由于系統(tǒng)經(jīng)歷了二次由熱—電過(guò)程(燃料放熱—電—熔鹽蓄熱—電)，按超臨界參數(shù)蒸汽朗肯循環(huán)熱效率40%計(jì)，該系統(tǒng)總發(fā)電效率僅為16 %，此時(shí)該系統(tǒng)發(fā)電效率低的缺點(diǎn)更為突出?？紤]到我國(guó)電源結(jié)構(gòu)以火電為主的現(xiàn)實(shí)，切實(shí)有效解決電網(wǎng)峰谷差等問(wèn)題亟需更加高效合理的儲(chǔ)能火力發(fā)電系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種帶有熔鹽儲(chǔ)能供電供熱的火力發(fā)電系統(tǒng)，既能解決電網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題和電力設(shè)備資產(chǎn)利用率低問(wèn)題，又能實(shí)現(xiàn)可靠、高效地發(fā)電。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0007]—方面，一種帶有熔鹽儲(chǔ)能供電供熱的火力發(fā)電系統(tǒng)，包括:
[0008]火力發(fā)電子系統(tǒng)，包括火力發(fā)電機(jī)組和高壓冷凝器，火力發(fā)電機(jī)組包括鍋爐、第一發(fā)電機(jī)和第一汽輪機(jī)組，鍋爐通過(guò)主蒸汽管路與第一汽輪機(jī)組相連，向第一汽輪機(jī)組輸出蒸汽，第一汽輪機(jī)組通過(guò)旁路蒸汽管路與高壓冷凝器相連，將部分蒸汽輸至高壓冷凝器，經(jīng)高壓冷凝器的熱交換凝結(jié)成水，高壓冷凝器通過(guò)旁路給水管路與鍋爐相連，將凝結(jié)水輸入鍋爐；
[0009]熔鹽儲(chǔ)能發(fā)電子系統(tǒng)，包括第二發(fā)電機(jī)、第二汽輪機(jī)組、蒸汽發(fā)生器、熔鹽加熱器和冷、熱熔鹽罐，熔鹽加熱器一端通過(guò)循環(huán)管路與高壓冷凝器相連，并通過(guò)中間循環(huán)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，熔鹽加熱器另一端通過(guò)與熱熔鹽罐、蒸汽發(fā)生器、冷熔鹽罐相連形成熔鹽循環(huán)回路，通過(guò)熔鹽加熱器將儲(chǔ)存在冷熔鹽罐內(nèi)的熔鹽加熱形成熱熔鹽并儲(chǔ)存在熱熔鹽罐內(nèi)，熱熔鹽在蒸汽發(fā)生器內(nèi)放熱后形成冷熔鹽再返回至冷熔鹽罐，蒸汽發(fā)生器與第二汽輪機(jī)組相連，將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽輸送至第二汽輪機(jī)組供其進(jìn)行發(fā)電。
[0010]所述熔鹽儲(chǔ)能發(fā)電子系統(tǒng)還包括熱網(wǎng)加熱器，蒸汽發(fā)生器與熱網(wǎng)加熱器相連，通過(guò)蒸汽在熱網(wǎng)加熱器內(nèi)的凝結(jié)放熱，對(duì)城市熱網(wǎng)直接供熱。
[0011]所述中間循環(huán)工質(zhì)為水或?qū)嵊汀?br>[0012]所述火力發(fā)電機(jī)組為燃煤發(fā)電機(jī)組或燃用液體或氣體燃料的火力發(fā)電機(jī)組。
[0013]所述旁路給水管路與第一汽輪機(jī)組的主給水管路相并接后再連至鍋爐。
[0014]采用本實(shí)用新型的帶有熔鹽儲(chǔ)能供電供熱的火力發(fā)電系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、能夠在電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)將鍋爐放熱存儲(chǔ)至熔鹽罐內(nèi)，因此鍋爐可以長(zhǎng)期運(yùn)行在機(jī)組供電效率較高的高負(fù)荷狀態(tài)下，因電網(wǎng)負(fù)荷變化而盈余出的蒸汽熱能可予以?xún)?chǔ)存，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)通過(guò)熔鹽儲(chǔ)能發(fā)電子系統(tǒng)為電網(wǎng)供電參與調(diào)峰。
[0016]2、儲(chǔ)存在熔鹽罐內(nèi)的熱能既可以通過(guò)加熱水形成高溫高壓蒸汽進(jìn)而帶動(dòng)熔鹽儲(chǔ)能發(fā)電子系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，也可以直接用以加熱城市熱網(wǎng)循環(huán)水從而進(jìn)行供熱，或者發(fā)電與供熱聯(lián)合運(yùn)行。
[0017]3、使用高壓凝汽器(其壓力不低于2.5MPa)，既可簡(jiǎn)化系統(tǒng)流程減少工藝設(shè)備，同時(shí)也滿(mǎn)足了熔鹽安全可靠工作溫度范圍的要求。
[0018]4、避免了以往儲(chǔ)能系統(tǒng)中“熱—電—熱”轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的巨大能量損失，由此不僅解決了電網(wǎng)調(diào)峰及電力設(shè)備利用率低等問(wèn)題，而且保證了發(fā)電系統(tǒng)具有與現(xiàn)有火電機(jī)組相當(dāng)?shù)陌l(fā)電效率，具有既實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能變負(fù)荷供電又保證高效發(fā)電的突出優(yōu)勢(shì)。
[0019]5、工藝流程簡(jiǎn)便，工程可行性很好，無(wú)需研發(fā)新的發(fā)電設(shè)備主機(jī)鍋爐和汽輪機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)大型化工程應(yīng)用。
[0020]6、因鍋爐機(jī)組能夠長(zhǎng)期在熱力性能最佳的高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，既提高了火電機(jī)組發(fā)電效率從而獲得發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益和減排環(huán)保效益，也實(shí)現(xiàn)了提高電力設(shè)備資產(chǎn)利用率的目的，還具有減少鍋爐機(jī)組故障風(fēng)險(xiǎn)和維護(hù)費(fèi)用的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的帶有熔鹽儲(chǔ)能供電供熱的火力發(fā)電系統(tǒng)的原理圖(燃煤實(shí)施例)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型的帶有熔鹽儲(chǔ)能供電供熱的火力發(fā)電系統(tǒng)如圖1所示，其主要包括火力發(fā)電子系統(tǒng)(見(jiàn)圖1左邊虛線(xiàn)框)和熔鹽儲(chǔ)能發(fā)電子系統(tǒng)(見(jiàn)圖1右邊虛線(xiàn)框)，兩個(gè)子系統(tǒng)之間由中間循環(huán)工質(zhì)(工質(zhì)可以為水，也可為導(dǎo)熱油等流體)傳遞熱量。
[0023]具體來(lái)說(shuō)，所述火力發(fā)電子系統(tǒng)包括火力發(fā)電機(jī)組，該火力發(fā)電機(jī)組可采用圖1中所示的我國(guó)廣為應(yīng)用的燃煤發(fā)電機(jī)組，當(dāng)然還可以采用其它的燃用液體或氣體燃料的火力發(fā)電機(jī)組。以燃煤發(fā)電機(jī)組為例，其主要包括鍋爐、第一發(fā)電機(jī)1、第一汽輪機(jī)組2以及制粉系統(tǒng)、燃燒器7、送風(fēng)機(jī)、除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、煙囪等，該火力發(fā)電子系統(tǒng)的工作原理與常規(guī)火力發(fā)電系統(tǒng)相同，主要是通過(guò)鍋爐產(chǎn)生蒸汽，通過(guò)主蒸汽管路與第一汽輪機(jī)組2相連，向第一汽輪機(jī)組2輸出蒸汽，進(jìn)行火力發(fā)電，再將蒸汽冷凝后形成的水通過(guò)主給水管路4及第一給水栗3a返回至鍋爐，作為鍋爐給水。不同的是，該火力發(fā)電子系統(tǒng)還包括高壓冷凝器5，在第一汽輪機(jī)組2上還設(shè)置了與高壓冷凝器5相連的旁路蒸汽管路6，通過(guò)旁路蒸汽管路6將部分蒸汽輸至高壓冷凝器5，經(jīng)高壓冷凝器5的熱交換凝結(jié)成水，再由高壓冷凝器5通過(guò)旁路給水管路及第二給水栗3b與第一汽輪機(jī)組2的主給水管路4相并接后再輸送至鍋爐進(jìn)行給水。
[0024]所述熔鹽儲(chǔ)能發(fā)電子系統(tǒng)的工作與現(xiàn)有太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中的熔鹽蓄熱發(fā)電的工作原理相似，區(qū)別為本實(shí)用新型的熱源來(lái)自于鍋爐輸出的蒸汽熱能。具體來(lái)說(shuō)，該熔鹽儲(chǔ)能發(fā)電子系統(tǒng)包括第二發(fā)電機(jī)9、第二汽輪機(jī)組10、蒸汽發(fā)生器11、熔鹽加熱器12和冷、熱熔鹽罐等，熔鹽加熱器12—端通過(guò)循環(huán)管路13與高壓冷凝器5相連，并通過(guò)循環(huán)栗8及中間循環(huán)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，熔鹽加熱器12另一端通過(guò)