具有雙罐儲熱式發電量調節功能的鍋爐燃煤發電系統的製作方法

2023-06-07 15:09:36 2

本發明涉及火力發電領域，尤其涉及一種具有雙罐儲熱式發電量調節功能的鍋爐燃煤發電系統。

背景技術：

目前火電仍然是我國電能的主要來源，而鍋爐燃煤發電在火力發電中佔據著很大的比重。傳統的鍋爐燃煤發電系統，在通過煤粉燃燒放出熱量將蒸汽發生器中的水加熱成具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，過熱蒸汽推動汽輪機做功將過熱蒸汽的內能轉換成機械能，然後通過發電機將機械能轉變為電能。在汽輪機中做完功的蒸汽經冷凝、除氧後，重新送入蒸汽發生器中循環利用。

為了提高熱能的利用率，如圖1所示，在現有鍋爐燃煤發電系統中設置抽汽回熱裝置，抽汽回熱裝置包括設置在冷凝器4和蒸汽發生器1之間的混合型回熱加熱器6和用於抽取過熱蒸汽並輸送至混合型回熱加熱器6的抽汽管路2，在過熱蒸汽經過汽輪機3做功時，一定量做了部分功的蒸汽直接被抽出至混合型回熱加熱器6與從冷凝水管路5進入的冷凝水混合，提高冷凝水回流至蒸汽發生器1時的溫度。與直接與空氣換熱冷凝相比，被抽取的部分蒸汽中的熱量得到了充分的利用，提高了能量的利用效率。

但由於人類生產生活的季節性和時段性，用電量也存在著明顯的季節性和時段性，不同季節和時段的用電量差別很大。而蒸汽發生器產生的過熱蒸汽量調節的範圍有限，所以在用電低谷時，燃煤產生的熱量會被大量浪費，而當用電高峰時，燃煤產生的熱量會無法供應發電的需求。這就需要在燃煤發電系統中設置一種調節發電量的裝置，以更好的適應用電量的峰谷變化。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種具有雙罐儲熱式發電量調節功能的鍋爐燃煤發電系統，在不改變現有火力發電裝置的工作原理的前提下，加裝雙罐式儲熱模塊，在用電低谷時，將多餘的熱量通過熔融鹽進行儲存，並在用電高峰時釋放出儲存的熱量，使發電量能更好的適應用電量的季節性和時段性變化。

為了解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：一種具有雙罐儲熱式發電量調節功能的鍋爐燃煤發電系統，包括蒸汽發生器、汽輪機、冷凝器和混合型回熱加熱器，所述冷凝器與混合型回熱加熱器之間設有冷凝水管路，所述的汽輪機與混合型回熱加熱器之間設有抽汽管路；還包括儲熱模塊，所述的儲熱模塊包括冷罐和熱罐，所述的冷罐和熱罐內設有儲熱介質；所述的冷罐和熱罐之間並行設有加熱單元和放熱單元，所述的加熱單元包括第一輸送裝置和用於儲熱介質吸熱的第一換熱器，所述的放熱單元包括第二輸送裝置和用於儲熱介質放熱的第二換熱器；所述的第一換熱器與抽汽管路並聯；所述的第二換熱器與冷凝水管路並聯。

所述的冷罐和熱罐之間並行設有加熱單元和放熱單元，所述的加熱單元包括第一輸送裝置和第一換熱器，所述的放熱單元包括第二輸送裝置和第二換熱器；所述的第一換熱器與抽汽管路並聯；所述的第二換熱器與冷凝水管路並聯。在用電低谷時，第一輸送裝置工作，將低溫熔融鹽從冷罐抽出進入第一換熱器冷源通道，此時進入第一換熱器熱源通道的蒸汽放熱液化成水並將熱量儲存在熔融鹽內，通過熱罐進行保存；蒸汽液化成水後，在第一換熱器內形成負壓，進入第一換熱器的蒸汽量增加，在滿足正常供電的前提下，將多餘的過熱蒸汽中的熱量通過熔融鹽進行儲存，減少了熱量的浪費。當用電高峰時，第二輸送裝置工作，將熱罐內儲存的高溫熔融鹽抽出進入第二換熱器內，流過第二換熱器冷源通道的冷凝水與高溫熔融鹽進行換熱，冷凝水溫度升高後再進入混合型回熱加熱器並最終回流至蒸汽發生器；進入蒸汽發生器的冷凝水溫度更高，在燃燒相同煤粉的情況下，產生的過熱蒸汽量更大，從而提高發電量。

上述的燃煤發電系統在不改變現有燃煤發電技術原理及設備整體結構的基礎上，增加儲熱模塊，在用電低谷時，將多餘熱量通過熔融鹽進行儲存，並在用電高峰時釋放，很好的實現了發電量對用電量季節性和時段性的適應。並且由於發電原理及設備整體結構與現有技術相同，可以在現有燃煤發電設備的基礎上經過有限的改造而實現，實現成本較低。

作為優選，所述的第一輸送裝置和第二輸送裝置為泵，用於驅動熔融鹽在冷罐和熱罐之間流動。

作為優選，所述的第一換熱器和第二換熱器為管殼式換熱器。

作為優選，所述的儲熱介質為熔融鹽，與傳統的儲熱介質相比，熔融鹽的比熱容較高，儲熱效果好。

作為優選，所述的冷罐和熱罐內分別設有加熱裝置，在系統停機等特殊工況時，加熱裝置可以回冷罐和熱罐內的儲熱介質進行加熱，防止儲熱介質溫度降低發生凝固。

作為優選，所述的第一換熱器與抽汽管路之間設有截止閥，在用電高峰時，關閉截止閥，減少抽汽量，確保足夠的蒸汽用於推動汽輪機做功；在用電低谷時，打開截止閥，使得更多的過熱蒸汽進入抽汽管路並部分進入第一換熱器。

作為優選，所述的第二換熱器與冷凝水管路之間設有切換閥。用電低谷時，切換閥接通冷凝水管道，冷凝水直接通過冷凝水管道進入混合型回熱加熱器；當用電高峰時，將切換閥切換至與第二換熱器的冷源通道連通，使冷凝水進入第二換熱器的冷源通道。

附圖說明

圖1為現有技術中鍋爐燃煤發電系統的結構示意圖；

圖2為本實施例具有雙罐儲熱式發電量調節功能的鍋爐燃煤發電系統的結構示意圖；

圖3為本實施例具有雙罐儲熱式發電量調節功能的鍋爐燃煤發電系統中儲熱模塊的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

實施例

如圖2所示，一種具有雙罐儲熱式發電量調節功能的鍋爐燃煤發電系統，包括蒸汽發生器1、汽輪機3、冷凝器4和混合型回熱加熱器6，所述冷凝器4與混合型回熱加熱器6之間設有冷凝水管路5，所述的汽輪機3與混合型回熱加熱器6之間設有抽汽管路2；還包括儲熱模塊7，如圖3所示，所述的儲熱模塊7包括冷罐76和熱罐73，所述的冷罐76和熱罐73內設有儲熱介質，所述的儲熱介質為熔融鹽，優選材料為hitecxl，與傳統的儲熱介質相比，熔融鹽的比熱容較高，儲熱效果好。所述的冷罐76和熱罐73之間並行設有加熱單元和放熱單元，所述的加熱單元包括第一輸送裝置77和用於儲熱介質吸熱的第一換熱器71，所述的放熱單元包括第二輸送裝置74和用於儲熱介質放熱的第二換熱器75；所述的第一換熱器71和第二換熱器75為管殼式換熱器，所述的第一輸送裝置77和第二輸送裝置74為泵，用於驅動熔融鹽在冷罐76和熱罐73之間流動。所述的第一換熱器71與抽汽管路2並聯；所述的第二換熱器75與冷凝水管路5並聯。在用電低谷時，第一輸送裝置77工作，將低溫熔融鹽從冷罐76抽出進入第一換熱器71冷源通道，此時進入第一換熱器71熱源通道的蒸汽放熱液化成水並將熱量儲存在熔融鹽內，通過熱罐73進行保存；蒸汽液化成水後，在第一換熱器71內形成負壓，進入第一換熱器71的蒸汽量增加，在滿足正常供電的前提下，將多餘的過熱蒸汽中的熱量通過熔融鹽進行儲存，減少了熱量的浪費。當用電高峰時，第二輸送裝置74工作，將熱罐73內儲存的高溫熔融鹽抽出進入第二換熱器75內，流過第二換熱器75冷源通道的冷凝水與高溫熔融鹽進行換熱，冷凝水溫度升高後再進入混合型回熱加熱器6並最終回流至蒸汽發生器1；進入蒸汽發生器1的冷凝水溫度更高，在燃燒相同煤粉的情況下，產生的過熱蒸汽量更大，從而提高發電量。所述的冷罐76和熱罐73內分別設有加熱裝置72，在系統停機等特殊工況時，加熱裝置72可以回冷罐76和熱罐73內的儲熱介質進行加熱，防止儲熱介質溫度降低發生凝固。

作為一種優選的實施方式，所述的第一換熱器71與抽汽管路2之間設有截止閥9，在用電高峰時，關閉截止閥9，減少抽汽量，確保足夠的蒸汽用於推動汽輪機3做功；在用電低谷時，打開截止閥9，使得更多的過熱蒸汽進入抽汽管路2並部分進入第一換熱器71。所述的第二換熱器75與冷凝水管路5之間設有切換閥8。用電低谷時，切換閥8接通冷凝水管道，冷凝水直接通過冷凝水管道進入混合型回熱加熱器6；當用電高峰時，將切換閥8切換至與第二換熱器75的冷源通道連通，使冷凝水進入第二換熱器75的冷源通道。

以上所述的燃煤發電系統在不改變現有燃煤發電技術原理及設備整體結構的基礎上，增加儲熱模塊，在用電低谷時，將多餘熱量通過熔融鹽進行儲存，並在用電高峰時釋放，很好的實現了發電量對用電量季節性和時段性的適應。並且由於發電原理及設備整體結構與現有技術相同，可以在現有燃煤發電設備的基礎上經過有限的改造而實現，實現成本較低。

總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。