电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统及运行方法与流程

本申请涉及燃煤发电，尤其涉及电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统及运行方法。

背景技术：

1、随着电力系统新形势的发展，燃煤机组越来越多地承担灵活性调节的任务，受发电机组运行限制，很多情况下存在抽汽和发电之间存在着矛盾。储热技术的出现，不但能解决这一矛盾，还能提高其调频、调峰及供汽保障能力。熔盐储热是一种显热储热技术，其具有价格便宜、蒸汽压低、工作温度高、环境友好、不可燃等优点，适用于大规模频繁储放的场景，其各项优势与煤电机组的需求和发展方向较为契合，但是，熔盐储热单元现阶段仍然成本较高，在电力辅助服务补贴力度较低的地区应用时投资回收期较长。

2、电极式热水锅炉利用高压电极(6kv/10kv)对具有一定电导率的炉水进行加热。加热后的炉水与热网循环水进行放热，从而实现热量的输送到热用户，放热后再回到电极式热水炉内，以此往复保持热量平衡。电极式热水锅炉通过将机组无法深调电量转化为热量，解决其低负荷供热能力不足问题，达到民用采暖热电解耦的目的，进而实现供热机组的深度调峰。相比同类型热电解耦技术，电极式热水锅炉具有单位容量造价低的优势，但仍有一些技术上无法解决的问题，包括：①不具备储存功能：电极式热水锅炉无法存储热量，只能采用“即充即放”运行模式，导致非采暖季因无热用户则必须停运；②调节精度、速率差：受设备本身的变工况速率要求制约，电极式锅炉难以做到秒级、精确调节，不能满足辅助煤电机组响应电网调频的需求；③供汽稳定性差：由于没有储能功能，电极蒸汽锅炉快速大幅调节会造成供汽的波动；④只能产生饱和蒸汽，需要额外配置蒸汽过热器。因此如何提供一种供汽系统以解决电极式蒸汽锅炉无法储能和产生过热蒸汽的弊端是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的目的在于提出电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统及运行方法，将电极蒸汽锅炉和熔盐储热单元有机耦合，一方面降低了熔盐储热单元单位规模工程造价，另一方面提高了电极蒸汽锅炉的电负荷以及供汽稳定性，解决了电极蒸汽锅炉无法储能和产生过热蒸汽的弊端。

2、为达到上述目的，根据本申请的第一方面提出了电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统，包括

3、电极蒸汽锅炉单元；其包括与熔盐储热单元换热连接的电极蒸汽锅炉，在所述电极蒸汽锅炉中通入来水生成炉水，炉水与所述熔盐储热单元换热产生高参数蒸汽；

4、熔盐储热单元；其包括低温储罐、高温储罐和变温组件组成的熔盐循环回路；所述变温组件与所述电极蒸汽锅炉换热连接，且在设定工况下所述变温组件加热低温储罐中的低温盐生成高温盐并存储在高温储罐内；以及

5、燃煤发电单元，其包括燃煤发电机，所述燃煤发电机分别向所述电极蒸汽锅炉和所述变温组件提供电能。

6、在一些实施例中，所述变温组件包括至少一级的换热器和电加热器，其中所述换热器的热侧两端分别连接所述低温储罐和所述高温储罐，其冷侧入口连接电极蒸汽锅炉的热水出口；所述电加热器与所述燃煤发电机连接，用于加热由所述低温储罐泵送至所述高温储罐的低温盐。

7、在一些实施例中，所述变温组件包括串联的过热器和预热蒸发器；其中所述过热器的热侧入口连接高温储罐，其热侧出口连接所述预热蒸发器的热侧入口，所述预热蒸发器的热侧出口连接低温储罐；所述电极蒸汽锅炉的热水出口连接所述过热器的冷侧入口；所述预热蒸发器的冷侧入口通入来水，其冷侧出口连接所述过热器的冷侧入口。

8、在一些实施例中，所述熔盐循环回路上设置有泵送熔盐的熔盐泵。

9、在一些实施例中，燃煤发电机和所述电加热器之间按照电流流通方向依次设置熔盐压力变送器和调功器。

10、在一些实施例中，所述燃煤发电机和所述电极蒸汽锅炉之间设置锅炉变压力变送器。

11、在一些实施例中，所述燃煤发电机还通过主变压器连通电网。

12、根据本申请的第二个方面提出了电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统的运行方法，运行上述任一实施例中的所述的供汽系统，包括：

13、燃煤发电单元以设定电功率运行，低温储罐中的低温盐通过变温组件加热生成高温盐并存储在高温储罐内；当燃煤发电单元需要升负荷时，降低加热低温盐的功率以及低温盐的泵送量；当其需要降负荷时，升高加热低温盐的功率以及低温盐的泵送量；

14、当所述燃煤发电单元需要深度调峰、低负荷供汽时，启动电极蒸汽锅炉并增加所述电极蒸汽锅炉和加热低温盐的功率；同时，增加低温盐的泵送量、所述电极蒸汽锅炉的给水量以及所述电极蒸汽锅炉的过热度，以产生高参数蒸汽进行供给。

15、在一些实施例中，当所述电极蒸汽锅炉电负荷波动时，通过调节电加热器的功率，平抑所述电极蒸汽锅炉的电负荷波动，用以稳定所述电极蒸汽锅炉和所述电加热器的功率。

16、在一些实施例中，来水为所述燃煤发电单元中除氧器输出的除氧水。

17、和现有技术相比较，本申请具备如下优点：

18、本申请通过将电极蒸汽锅炉和熔盐储热单元有机耦合，一方面降低了熔盐储热单元单位规模工程造价，另一方面提高了电极蒸汽锅炉功率、供汽稳定性，解决了电极蒸汽锅炉无法储能和产生过热蒸汽的弊端，进而使得耦合系统可辅助高参数供汽机组调频、调峰及安全供汽。

19、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的供汽系统，其特征在于，所述变温组件包括至少一级的换热器和电加热器，其中所述换热器的热侧两端分别连接所述低温储罐和所述高温储罐，其冷侧入口连接电极蒸汽锅炉的热水出口；所述电加热器与所述燃煤发电机连接，用于加热由所述低温储罐泵送至所述高温储罐的低温盐。

3.根据权利要求2所述的供汽系统，其特征在于，所述变温组件包括串联的过热器和预热蒸发器；其中所述过热器的热侧入口连接高温储罐，其热侧出口连接所述预热蒸发器的热侧入口，所述预热蒸发器的热侧出口连接低温储罐；所述电极蒸汽锅炉的热水出口连接所述过热器的冷侧入口；所述预热蒸发器的冷侧入口通入来水，其冷侧出口连接所述过热器的冷侧入口。

4.根据权利要求1-3任一所述的供汽系统，其特征在于，所述熔盐循环回路上设置有泵送熔盐的熔盐泵。

5.根据权利要求3所述的供汽系统，其特征在于，所述燃煤发电机和所述电加热器之间按照电流流通方向依次设置熔盐压力变送器和调功器。

6.根据权利要求3所述的供汽系统，其特征在于，所述燃煤发电机和所述电极蒸汽锅炉之间设置锅炉变压力变送器。

7.根据权利要求4所述的供汽系统，其特征在于，所述燃煤发电机还通过主变压器连通电网。

8.电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统的运行方法，其特征在于，运行如权利要求1-7中任一所述的供汽系统，包括：

9.根据权利要求8所述的运行方法，其特征在于，当所述电极蒸汽锅炉电负荷波动时，通过调节电加热器的功率，平抑所述电极蒸汽锅炉的电负荷波动，用以稳定所述电极蒸汽锅炉和所述电加热器的功率。

10.根据权利要求8所述的运行方法，其特征在于，来水为所述燃煤发电单元中除氧器输出的除氧水。

技术总结本申请公开了电极蒸汽锅炉联合熔盐储热的供汽系统及运行方法，该供汽系统包括电极蒸汽锅炉单元；其包括与熔盐储热单元换热连接的电极蒸汽锅炉，在电极蒸汽锅炉中通入来水，来水经过与熔盐储热单元换热产生高参数蒸汽；熔盐储热单元；其包括低温储罐、高温储罐、变温组件组成的熔盐循环回路；变温组件与电极蒸汽锅炉换热连接；以及燃煤发电单元，其包括燃煤发电机，燃煤发电机分别向电极蒸汽锅炉和变温组件提供电能。本申请通过将电极蒸汽锅炉和熔盐储热单元有机耦合，一方面降低了熔盐储热单元单位规模工程造价，另一方面提高了电极蒸汽锅炉的电负荷以及供汽稳定性，解决了电极蒸汽锅炉无法储能和产生过热蒸汽的弊端。技术研发人员：雒青,张国龙,常东锋,王伟,张建元,耿如意,张奔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：2024/4/29