基于绿电储能的高、中、低压蒸汽综合供应系统

本发明涉及热泵节能，尤其是涉及一种基于绿电储能的高、中、低压蒸汽综合供应系统及其方法。

背景技术：

1、蒸汽锅炉可以提供高温高压蒸汽，被广泛用于工业和日常生活的各个工艺流程中。现有的锅炉主要是燃煤锅炉、燃气锅炉等燃料锅炉，或是电热锅炉。燃料锅炉使直接利用燃料的燃烧热产生蒸汽，运行成本往往比较低。然而在燃烧过程中，由于燃料存在杂质，将产生诸如氮氧化物之类的污染物和二氧化碳等温室气体。其中，由于燃煤锅炉在运行过程中将产生大量污染，近年来随着国家环保力度的不断加大，燃煤锅炉不断被取缔和改造。即使是更清洁的燃气锅炉，它们也会在燃烧过程中排放大量的二氧化碳。而且，燃气锅炉也面临着“气荒”即天然气供应不足的问题，尤其是在供暖需求旺盛的冬季。

2、相比而言，电热锅炉具有更为广泛的适应性。电热锅炉可以直接将电能转化为热能用于生成蒸汽，与燃料锅炉相比，电热锅炉不仅具有环保性，还具有更为灵活的调节能力。然而现有技术中的电热锅炉对热源条件以及环境依赖性强；运行不稳定，性能较差；系统使用方式有限；运行耗电量大，峰电时运行成本高；储能物质材料价格昂贵。因此，上述技术存在改进空间。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于绿电储能的高、中、低压蒸汽综合供应系统，所述基于绿电储能的高、中、低压蒸汽综合供应系统具有应用范围广、运行成本低、系统能耗低等优势。

2、根据本发明实施例的基于绿电储能的高、中、低压蒸汽综合供应系统包括：

3、热泵储能系统，所述热泵储能系统包括：热泵生热装置和热泵储热装置，所述热泵生热装置用于对所述热泵储热装置中储热介质进行加热以实现第一级储热；

4、绿电储能系统，所述绿电储能系统包括：供能装置、蓄电装置和绿电储热装置，所述蓄电装置分别与所述供能装置、所述绿电储热装置电连接，所述供能装置将产生的电能存储在所述蓄电装置中，所述蓄电装置用于对所述绿电储热装置中储热介质进行加热以实现第二级储热；

5、低温闪蒸系统，所述低温闪蒸系统包括：低温闪蒸罐和低温闪蒸管路，所述低温闪蒸罐通过所述低温闪蒸管路与所述热泵储热装置连接，所述低温闪蒸罐用于对所述热泵储热装置中储热介质进行低温闪蒸处理；

6、高温闪蒸系统，所述高温闪蒸系统包括：高温闪蒸罐和高温闪蒸管路，所述高温闪蒸罐通过所述高温闪蒸管路与所述绿电储热装置连接，所述高温闪蒸罐用于对所述绿电储热装置中储热介质进行高温闪蒸处理；

7、供气系统，所述供气系统包括：引射罐、引射泵和引射管路，所述引射罐通过所述引射管路分别与所述低温闪蒸罐、所述高温闪蒸罐连接；所述供气系统的工作模式包括低温供应模式、中温供应模式和高温供应模式，在所述低温供应模式时，所述低温闪蒸系统单独运行，并将经过所述低温闪蒸处理的储热介质输送至所述引射罐中生成100℃的低温蒸汽；在所述高温供应模式时，所述高温闪蒸系统单独运行，并将经过所述高温闪蒸处理的储热介质输送至所述引射罐中生成200℃的高温蒸汽；在所述中温供应模式时，所述低温闪蒸系统和所述高温闪蒸系统共同运行，并将所述低温闪蒸处理的储热介质、所述高温闪蒸处理的储热介质经过所述引射泵引射至所述引射罐中生成100-200℃的中温蒸汽。

8、根据本发明的基于绿电储能的高、中、低压蒸汽综合供应系统具有应用范围广、运行成本低、系统能耗低等优势。

9、在一些实施例中，所述绿电储能系统还包括：第一输送装置，当所述储热介质在所述热泵储热装置中完成所述第一级储热后，所述储热介质经过所述第一输送装置输送至所述绿电储热装置中。

10、在一些实施例中，所述绿电储能系统还包括：绿电加热器，所述绿电加热器设于所述绿电储热装置内用于加热所述储热介质；所述热泵生热装置还包括：热泵压缩机，所述热泵压缩机和所述绿电加热器由所述蓄电装置供应电能。

11、在一些实施例中，所述热泵储能系统还包括：第二输送装置，所述低温闪蒸罐通过所述第二输送装置和所述引射罐连接；在所述中温供应模式时，所述低温闪蒸罐中经过所述第一级储热的储热介质通过所述第二输送装置引入到所述引射罐用以调节所述中温蒸汽。

12、在一些实施例中，所述热泵储能系统还包括：第三输送装置，所述第三输送装置和所述热泵储热装置连接，所述热泵储热装置通过所述第三输送装置补充所述储热介质。

13、在一些实施例中，所述低温闪蒸系统还包括：第一回流管路，所述第一回流管路中设有低温闪蒸回水泵，所述低温闪蒸回水泵用于将所述低温闪蒸罐中闪蒸后的所述储热介质通过所述第一回流管路回流至所述热泵储热装置。

14、在一些实施例中，所述高温闪蒸系统还包括：第二回流管路，所述第二回流管路中设有高温闪蒸回水泵，所述高温闪蒸回水泵用于将所述高温闪蒸罐中闪蒸后的所述储热介质通过所述第二回流管路回流至所述绿电储热装置。

15、在一些实施例中，所述供气系统还包括：第三回流管路，所述第三回流管路和所述第一回流管路连接，所述引射罐中的所述储热介质通过所述第三回流管路、所述第一回流管路回流至所述热泵储热装置。

16、在一些实施例中，所述储热介质为水工质。

17、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

18、第一，通过热泵储能系统可以采用空气源热泵的原理进行储热，先将热泵储热水箱30内热水加热到100℃以上，实现第一级低温储热，可以有效地利用空气源热泵的性能优势，减少电能的消耗，降低运行成本和费用，另外，空气源是一种普遍存在的热源，有效地解决了应用生产场地对热源的依赖；

19、第二，通过使用谷电直接电加热进行储热，在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存热能，先将绿电储热水箱50内热水加热到200℃以上，有效地解决了应用生产场地对热源的依赖，在众多的无热源的应用场景下也可以直接使用；

20、第三，在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存大量的高温热能，并通过闪蒸的方式来产生高温高压蒸汽，避免巨大耗电量，降低了运行的成本，提高蒸汽产生的经济性；

21、第四，通过使用100℃和200℃以上的高温高压热水进行储热，水工质价格便宜，使用成本低，并对水箱无腐蚀，有效地避免了熔盐储热的高额使用成本；并且通过直将100℃和200℃以上的高温高压热水进行闪蒸的方式，来产生低温和高温蒸汽，有效地避免熔盐储热需要的换热温度和换热系统，提高了换热效率也降低了设备成本；

22、第五，通过单独的闪蒸可以满足200℃以上的高温蒸汽以及100℃附近低温蒸汽的需求，同时耦合引射的方式，还可以满足100-200℃的中温蒸汽的需求，可以满足工业供热范围内的蒸汽需求；

23、第六，蒸汽综合供应系统中耦合太阳能发电板90和风力发电机92，不仅可以使用清洁的太阳能和风能进行发电，供给白天的用电设备工作使用，还可以储存在蓄电池96中供夜晚热泵压缩机和电加热器使用，有效地使用了清洁的太阳能和风能，降低整体的系统能耗。

24、本发明的附加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，或通过本发明的实践了解到。