一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统及运行方法与流程

本发明涉及燃煤发电，尤其涉及一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统及运行方法。

背景技术：

1、储能技术具有响应速度快、精度高、控制灵活等优势，近些年来得到大规模发展，成为新型电力系统频率调节的重要手段。储能技术能够在不影响燃煤机组本身运行经济性和寿命的情况下提升其调频和调峰性能，弥补其爬坡速率低、响应速度慢和极低负荷运行的短板，为煤电机组从主体电源转变为支撑性和调节性电源贡献力量。熔盐储热作为安全可靠且价格低廉的储能技术，适用于大规模频繁储放的场景，其各项优势与燃煤机组的需求和发展方向较为契合。

2、针对现有研究调研发现，通过从燃煤机组中抽取蒸汽加热高温熔盐，可以减少部分蒸汽的做功，达到降低燃煤机组负荷的目的。但与熔盐换热后蒸汽经减压回到机组的耦合方式，导致了锅炉侧、汽机侧主再热蒸汽流量不再匹配，进而引发了再热器超温、超速、高低压缸轴向推力不平衡等问题，很大程度上限制了燃煤机组的抽蒸汽流量，使得熔盐储热和燃煤机组耦合系统调峰深度不足，且影响机组自身低负荷运行安全性。

技术实现思路

1、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。

2、为此，本发明的实施例提出一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统及运行方法。

3、一方面，本发明提出了一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统，包括：

4、燃煤发电系统，所述燃煤发电系统包括上下游依次设置的锅炉、高压缸和中压缸；

5、熔盐储热系统，所述熔盐储热系统包括第一熔盐储热通路、第二熔盐储热通路、第一熔盐放热通路和第二熔盐放热通路，在所述第一熔盐储热通路和所述第二熔盐储热通路中分别利用所述锅炉的主蒸汽和所述锅炉的再热蒸汽加热低温熔盐，在所述第一熔盐放热通路和所述第二熔盐放热通路中利用高温熔盐分别加热所述锅炉的给水产生主蒸汽和所述高压缸的排汽产生再热蒸汽。

6、在一些实施例中，所述第一熔盐储热通路连通设置在所述锅炉的主蒸汽出口与所述锅炉的再热蒸汽入口之间，在所述第一熔盐储热通路上沿主蒸汽流动方向依次设置主汽换热器和冷再蒸汽喷射器，所述冷再蒸汽喷射器的高压入口端连接所述主汽换热器的热侧出口端，所述冷再蒸汽喷射器的低压入口端连接所述高压缸的排汽端。

7、在一些实施例中，所述高压缸的排汽一路经所述冷再蒸汽喷射器从所述锅炉的再热蒸汽入口进入所述锅炉，另一路经冷再旁路阀从所述锅炉的再热蒸汽入口进入所述锅炉。

8、在一些实施例中，所述第二熔盐储热通路连通设置在所述锅炉的再热蒸汽出口与低压缸进汽端之间，在所述第二熔盐储热通路上沿再热蒸汽流动方向依次设置热再换热器和中排蒸汽喷射器，所述中排蒸汽喷射器的高压入口端连接所述热再换热器的热侧出口端，所述中排蒸汽喷射器的低压入口端连接所述中压缸的排汽端。

9、在一些实施例中，所述中压缸的排汽一路经所述中排蒸汽喷射器从所述低压缸的进汽端进入所述低压缸，另一路经中排旁路阀从所述低压缸的进汽端进入所述低压缸。

10、在一些实施例中，低温熔盐储罐出口端通过管线分别连接所述主汽换热器和所述热再换热器的冷侧入口端，高温熔盐储罐入口端通过管线分别连接所述主汽换热器和所述热再换热器的冷侧出口端。

11、在一些实施例中，所述第一熔盐放热通路连通设置在所述锅炉给水入口与所述锅炉主蒸汽出口之间，在所述第一熔盐放热通路上设置给水蒸发器，所述给水蒸发器的冷侧入口端连接所述锅炉的给水入口，所述给水蒸发器的冷侧出口端连接所述锅炉主蒸汽出口。

12、在一些实施例中，所述第二熔盐放热通路连通设置在所述高压缸排汽端与所述锅炉再热蒸汽出口之间，在所述第二熔盐放热通路上设置冷再加热器，所述冷再加热器的冷侧入口端连接所述高压缸排汽端，所述冷再加热器的冷侧出口端连接所述锅炉再热蒸汽出口。

13、在一些实施例中，所述高温熔盐储罐出口端通过管线分别连接所述给水蒸发器和所述冷再加热器的热侧入口端，所述低温熔盐储罐入口端通过管线分别连接所述给水蒸发器和所述冷再加热器的热侧出口端。

14、另一方面，本发明提出了一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统的运行方法，包括以下步骤：

15、当燃煤系统低负荷运行时，熔盐储热系统进行储热过程，增大进入主汽换热器的主蒸汽的量和进入热再换热器的再热蒸汽的量从而减少汽轮机做功，同时增大进入冷再蒸汽喷射器的高压缸的排汽量和进入中排蒸汽喷射器的中压缸的排汽量，并减小冷再旁路阀和中排旁路阀的开度以保持锅炉中主蒸汽和再热蒸汽的流量匹配；

16、当燃煤系统高负荷运行时，熔盐储热系统进行放热过程，增大进入给水蒸发器的给水量和进入冷再加热器的高压缸的排汽量从而增加机组出力。

17、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

18、本发明通过抽取部分主蒸汽和再热蒸汽实现了锅炉-汽机的深度解耦，利用蒸汽喷射器解决了抽取主蒸汽和再热蒸汽所引发的再热器超温、超速和轴向推力不平衡等问题，不但大幅提高了机组灵活运行能力，而且保证了机组自身低负荷运行的安全性。

19、本发明同时抽取主蒸汽和再热蒸汽使得汽机侧高压缸和中压缸轴向推力保持平衡。

20、本发明利用换热后的主蒸汽引射高压缸排汽，提高了高压缸排汽压力，保持锅炉侧主蒸汽和再热蒸汽流量匹配，防止再热器超温超速。

21、本发明利用换热后的再热蒸汽引射中压缸排汽，提高了中压缸排汽压力，解决了低压缸末级湿度过大的问题。

22、本发明通过调整抽主蒸汽的量，可提高换热后的主蒸汽的温度，减少锅炉再热器吸热量，提高尾部烟气温度，解决燃煤发电机组低负荷脱硝温度不足问题。

技术特征：

1.一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一熔盐储热通路连通设置在所述锅炉的主蒸汽出口与所述锅炉的再热蒸汽入口之间，在所述第一熔盐储热通路上沿主蒸汽流动方向依次设置主汽换热器和冷再蒸汽喷射器，所述冷再蒸汽喷射器的高压入口端连接所述主汽换热器的热侧出口端，所述冷再蒸汽喷射器的低压入口端连接所述高压缸的排汽端。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高压缸的排汽一路经所述冷再蒸汽喷射器从所述锅炉的再热蒸汽入口进入所述锅炉，另一路经冷再旁路阀从所述锅炉的再热蒸汽入口进入所述锅炉。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二熔盐储热通路连通设置在所述锅炉的再热蒸汽出口与低压缸进汽端之间，在所述第二熔盐储热通路上沿再热蒸汽流动方向依次设置热再换热器和中排蒸汽喷射器，所述中排蒸汽喷射器的高压入口端连接所述热再换热器的热侧出口端，所述中排蒸汽喷射器的低压入口端连接所述中压缸的排汽端。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述中压缸的排汽一路经所述中排蒸汽喷射器从所述低压缸的进汽端进入所述低压缸，另一路经中排旁路阀从所述低压缸的进汽端进入所述低压缸。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，低温熔盐储罐出口端通过管线分别连接所述主汽换热器和所述热再换热器的冷侧入口端，高温熔盐储罐入口端通过管线分别连接所述主汽换热器和所述热再换热器的冷侧出口端。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一熔盐放热通路连通设置在所述锅炉给水入口与所述锅炉主蒸汽出口之间，在所述第一熔盐放热通路上设置给水蒸发器，所述给水蒸发器的冷侧入口端连接所述锅炉的给水入口，所述给水蒸发器的冷侧出口端连接所述锅炉主蒸汽出口。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二熔盐放热通路连通设置在所述高压缸排汽端与所述锅炉再热蒸汽出口之间，在所述第二熔盐放热通路上设置冷再加热器，所述冷再加热器的冷侧入口端连接所述高压缸排汽端，所述冷再加热器的冷侧出口端连接所述锅炉再热蒸汽出口。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述高温熔盐储罐出口端通过管线分别连接所述给水蒸发器和所述冷再加热器的热侧入口端，所述低温熔盐储罐入口端通过管线分别连接所述给水蒸发器和所述冷再加热器的热侧出口端。

10.一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统的运行方法，其特征在于，适用于如权利要求1-9任一所述的系统，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于熔盐储热的机炉深度解耦系统及运行方法，该系统包括熔盐储热系统，熔盐储热系统包括第一熔盐储热通路、第二熔盐储热通路、第一熔盐放热通路和第二熔盐放热通路，在第一熔盐储热通路和第二熔盐储热通路中分别利用锅炉的主蒸汽和锅炉的再热蒸汽加热低温熔盐，在第一熔盐放热通路和第二熔盐放热通路中利用高温熔盐分别加热锅炉的给水产生主蒸汽和高压缸的排汽产生再热蒸汽本发明通过抽取部分主蒸汽和再热蒸汽实现了锅炉‑汽机的深度解耦，利用蒸汽喷射器解决了抽取主蒸汽和再热蒸汽所引发的再热器超温、超速和轴向推力不平衡等问题，不但大幅提高了机组灵活运行能力，而且保证了机组自身低负荷运行的安全性。技术研发人员：雒青,张国龙,常东锋,王伟,张建元,耿如意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：2024/4/17