存储蒸汽显热的火电厂熔盐蓄热调峰系统及其控制方法与流程

本发明涉及火电厂熔盐蓄热调峰系统及其控制方法，尤其涉及存储蒸汽显热的火电厂熔盐蓄热调峰系统及其控制方法，属于火电厂蓄热调峰。

背景技术：

1、受我国“富煤、贫油、少气”资源禀赋影响，在过去的七十年里我国的燃煤发电技术得到蓬勃发展，火电机组作为当前电力系统的主体电源具备良好的安全、稳定、高效、灵活、智慧等运行属性，但随着国家能源结构低碳化发展不断深入，波动性、随机性的新能源发电的入网比例逐年提升，电力系统亟需高比例灵活性电源以改善电源结构、保障电网安全，因此火电机组未来势必要向为电力系统提供可靠容量支撑、调峰、调压和旋转备用的经济、可靠的灵活性电源方向转变。

2、近几年，虽然燃火电站主设备深度调峰改造技术已趋于成熟，并基本实现30％负荷调峰运行，但由于锅炉、汽轮机等主机设备的调峰能力极限的差异性，燃火电站调峰能力并未完全释放，超洁净、超灵活燃煤发电技术仍需不断攻关和完善。

3、因此，亟需提出一种调峰能力强的存储蒸汽显热的火电厂熔盐蓄热调峰系统及其控制方法。

技术实现思路

1、在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

2、鉴于此，为解决现有技术中传统的火电厂蓄热调峰系统调峰能力不足的问题，本发明提供存储蒸汽显热的火电厂熔盐蓄热调峰系统及其控制方法。

3、技术方案一如下：存储蒸汽显热的火电厂熔盐蓄热调峰系统，包括高温熔盐储罐、高温熔盐阀、高温熔盐泵、冷再抽汽阀门、熔盐-再热蒸汽换热器、给水系统水泵、给水系统调节阀、熔盐-给水换热器、低温熔盐储罐、低温熔盐阀、低温熔盐泵、蒸汽-熔盐换热器、第一熔盐分流阀、第二熔盐分流阀、高压缸、锅炉、第一再热蒸汽分流阀、第二再热蒸汽分流阀、第一主蒸汽分流阀、第二主蒸汽分流阀、熔盐-主蒸汽换热器、中压缸、冷再蒸汽阀门、冷再补汽阀门和锅炉给水阀门；

4、所述锅炉再热蒸汽出口设置有两路通道，一路通过第一再热蒸汽分流阀与中压缸入口相连，另一路通过第二再热蒸汽分流阀与熔盐-再热蒸汽换热器高温蒸汽侧相连，熔盐-再热蒸汽换热器低温蒸汽侧与中压缸入口相连；

5、所述锅炉主蒸汽出口设置有两路通道，一路通过第一主蒸汽分流阀与高压缸入口相连，另一路通过第二主蒸汽分流阀与熔盐-主蒸汽换热器蒸汽侧入口相连，熔盐-主蒸汽换热器蒸汽侧出口与蒸汽-熔盐换热器蒸汽侧入口相连，蒸汽-熔盐换热器出口与高压缸入口相连；

6、所述高压缸出口通过冷再抽汽阀门与熔盐-再热蒸汽换热器低温蒸汽侧相连，熔盐-再热蒸汽换热器高温蒸汽侧通过冷再补汽阀门与锅炉冷再蒸汽入口相连；高压缸出口通过冷再蒸汽阀门与锅炉冷再蒸汽入口相连；

7、所述给水系统水泵通过给水系统调节阀与熔盐-给水换热器低温水侧相连，熔盐-给水换热器高温水侧通过锅炉给水阀门与锅炉给水侧相连；

8、所述高温熔盐储罐出口通过高温熔盐阀和高温熔盐泵与熔盐-再热蒸汽换热器高温熔盐侧相连，熔盐-再热蒸汽换热器低温熔盐侧与熔盐-给水换热器高温熔盐侧相连，熔盐-给水换热器低温熔盐侧与低温熔盐储罐入口相连；

9、所述低温熔盐储罐出口通过低温熔盐阀和低温熔盐泵与蒸汽-熔盐换热器熔盐侧入口相连，蒸汽-熔盐换热器熔盐侧出口设置有两路通道，一路通过第一熔盐分流阀与熔盐-再热蒸汽换热器低温熔盐侧相连，另一路通过第二熔盐分流阀与熔盐-主蒸汽换热器熔盐侧入口相连；

10、所述熔盐-再热蒸汽换热器高温熔盐侧与高温熔盐储罐入口相连，熔盐-主蒸汽换热器熔盐侧出口与高温熔盐储罐入口相连。

11、进一步地，机组给水与给水系统水泵相连。

12、技术方案二如下：根据技术方案一所述的存储蒸汽显热的火电厂熔盐蓄热调峰系统的控制方法，所述控制方法包括储热控制；

13、所述储热控制包括存储部分流量主蒸汽显热控制、存储全部流量主蒸汽显热控制和存储全部流量主蒸汽和部分再热蒸汽流量显热控制；

14、所述存储部分流量主蒸汽显热控制为关闭高温熔盐阀、冷再抽汽阀门、给水系统调节阀、第一熔盐分流阀、第二再热蒸汽分流阀、冷再补汽阀门和锅炉给水阀门，开启低温熔盐阀、第二熔盐分流阀、第一再热蒸汽分流阀、第一主蒸汽分流阀、第二主蒸汽分流阀和冷再蒸汽阀门，低温熔盐储罐中的冷熔盐经低温熔盐泵依次进入蒸汽-熔盐换热器和熔盐-主蒸汽换热器，冷熔盐进行加热后存入高温熔盐储罐，主蒸汽从锅炉主蒸汽出口流出后分为两部分，一部分进入高压缸膨胀做功，另一部分依次进入熔盐-主蒸汽换热器和蒸汽-熔盐换热器逐级换热降温后进入高压缸膨胀做功；

15、所述存储全部流量主蒸汽显热控制为关闭高温熔盐阀、冷再抽汽阀门、给水系统调节阀、第一熔盐分流阀、第二再热蒸汽分流阀、第一主蒸汽分流阀、冷再补汽阀门和锅炉给水阀门，开启低温熔盐阀、第二熔盐分流阀、第一再热蒸汽分流阀、第二主蒸汽分流阀和冷再蒸汽阀门，低温熔盐储罐中的冷熔盐经低温熔盐泵依次进入蒸汽-熔盐换热器和熔盐-主蒸汽换热器，冷熔盐进行加热后存入高温熔盐储罐，主蒸汽从锅炉主蒸汽出口流出依次进入熔盐-主蒸汽换热器和蒸汽-熔盐换热器逐级换热降温后进入高压缸膨胀做功；

16、所述存储全部流量主蒸汽和部分再热蒸汽流量显热控制为关闭高温熔盐阀、冷再抽汽阀门、给水系统调节阀、第一再热蒸汽分流阀、第一主蒸汽分流阀、冷再补汽阀门和锅炉给水阀门，开启低温熔盐阀、第一熔盐分流阀、第二熔盐分流阀、第二再热蒸汽分流阀、第二主蒸汽分流阀和冷再蒸汽阀门，低温熔盐储罐中的冷熔盐经低温熔盐泵进入蒸汽-熔盐换热器后分为两部分，一部分进入熔盐-主蒸汽换热器，冷熔盐进行加热后存入高温熔盐储罐，另一部分进入熔盐-再热蒸汽换热器被加热后存入高温熔盐储罐，主蒸汽从锅炉主蒸汽出口流出依次进入熔盐-主蒸汽换热器和蒸汽-熔盐换热器逐级换热降温后进入高压缸膨胀做功。

17、进一步地，所述控制方法还包括放热控制；

18、所述放热控制为开启高温熔盐阀、冷再抽汽阀门、给水系统调节阀、第一再热蒸汽分流阀、第一主蒸汽分流阀、冷再补汽阀门和锅炉给水阀门，关闭低温熔盐阀、第一熔盐分流阀、第二熔盐分流阀、第二再热蒸汽分流阀、第二主蒸汽分流阀和冷再蒸汽阀门，高温熔盐储罐内熔盐经高温熔盐阀和高温熔盐泵后在熔盐-再热蒸汽换热器内加热冷再蒸汽，换热后的熔盐进入熔盐-给水换热器加热机组给水，降温后的冷熔盐进入低温熔盐储罐，冷再蒸汽经高压缸排汽管道流出后进入熔盐-再热蒸汽换热器换热升温，升温后的蒸汽进入锅炉再热，机组给水经给水系统水泵后进入熔盐-给水换热器换热升温，升温后的机组给水进入锅炉。

19、本发明的有益效果如下：本发明将传统火力发电厂改造为蓄热调峰型火力发电厂，通过运行存储蒸汽显热的火电厂熔盐蓄热调峰系统实现火电厂机炉解耦，进一步提升火电机组调节范围和灵活性，大幅提升电网清洁能源消纳水平，储热控制通过熔盐换热方式存储主蒸汽和再热蒸汽显热，实现机炉解耦，大幅降低机组调峰负荷，提升调峰速率；放热控制通过熔盐加热冷再蒸汽和机组给水，将存储的热量重新输入机组中，达到提升机组峰时发电能力及快速调峰目的；本发明谷时储热、峰时放热，实现了火电厂机炉解耦，实际应用时，储能阶段通过储存蒸汽热能和电能能够使燃火电站调峰能力提升10％～15％的额定负荷，释能阶段通过高温熔盐加热蒸汽补入汽轮机热力系统可实现固定容量支撑6％额定负荷，调峰速率每分钟可提升2％，进一步提升了火电机组调峰范围和调峰速率，显著提升电力系统新能源消纳能力，有利于优化能源结构，实现清洁低碳发展。