用于燃煤发电机组在低负荷下的稳燃系统及方法与流程

本发明涉及燃煤发电，具体地，涉及用于燃煤发电机组在低负荷下的稳燃系统及方法。

背景技术：

1、在“3060”双碳目标的宏大愿景下，“构建以新能源为主体的新型电力系统”这一具体的电力转型方向进一步明确，以风电和太阳能发电为代表的新能源将逐步成为我国的主体电源。但由于风电和太阳能发电是间歇性的不稳定电源，其电量保证需要有具有调节能力的火电给予支持和保障，这一新形势对于现有煤电形成了前所未有的巨大挑战，这意味着碳排放最高的煤电，不但要转型发展成为低碳电源，而且必须从电量保证型的主体电源转变为调节型电源，这就要求火电机组需要具备深度调峰的能力，因此煤电机组实现低负荷深度调峰灵活性技术改造势在必行。然而，由于锅炉在低负荷运行时，炉膛温度下降，燃烧工况恶化；对于燃烧使用挥发分含量低的煤种，一般煤粉对应的着火点相对较高，炉膛温度下降会导致燃烧不稳定(熄炉)，低负荷稳燃能力降低。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供用于燃煤发电机组在低负荷下的稳燃系统及方法，所述的稳燃系统将高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的空气进行热交换以确保煤粉正常着火所需的着火热和/或将高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的给水进行热交换以提高锅炉的给水温度，实现煤粉燃烧的低负荷稳燃；此外，本发明还提供了一种燃煤发电机组，所述的燃煤发电机组包括上述的稳燃系统。

2、本发明第一方面提供了一种用于燃煤发电机组在低负荷下的稳燃系统，包括：

3、熔盐储热单元，所述熔盐储热单元内储存有高温熔盐；

4、低负荷稳燃单元，所述低负荷稳燃单元被配置为将所述高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的空气和/或给水进行热交换，以提高所述锅炉低负荷的燃烧稳定性及降低所述锅炉的最低稳燃负荷

5、在本发明的一实施方式中，所述熔盐储热单元包括低温熔盐罐、高温熔盐罐和第一换热器，所述低温熔盐罐输出的低温熔盐与所述第一换热器内的换热工质进行热交换，所述低温熔盐经热交换热后变为高温熔盐并储存于所述高温熔盐罐内。

6、在本发明的一实施方式中，所述第一换热器内的换热工质为燃煤发电机组中锅炉输出的蒸汽。

7、在本发明的一实施方式中，所述燃煤发电机组中的锅炉包括空气入口、给水入口；

8、所述低负荷稳燃单元包括第二换热器和第三换热器，所述高温熔盐罐的出口分为两路，一路与所述第二换热器的放热侧入口通过熔盐管道和熔盐阀门连通，另一路与所述第三换热器的放热侧入口通过熔盐管道和熔盐阀门连通；

9、所述第二换热器的吸热侧入口与外部空气输送管道连通，所述第二换热器的吸热侧出口与所述锅炉的空气入口连通；

10、所述第三换热器的吸热侧入口与锅炉给水管道连通，所述第三换热器的吸热侧出口与所述给水入口连通。

11、在本发明的一实施方式中，所述燃煤发电机组中的锅炉包括空气入口、给水入口；

12、所述低负荷稳燃单元包括第二换热器，所述高温熔盐罐的出口与所述第二换热器的放热侧入口通过熔盐管道和熔盐阀门连通；所述第二换热器的吸热侧入口与外部空气输送管道连通，所述第二换热器的吸热侧出口与所述锅炉的空气入口连通；

13、或

14、所述低负荷稳燃单元包括第三换热器，所述高温熔盐罐的出口与所述第三换热器的放热侧入口通过熔盐管道和熔盐阀门连通；所述第三换热器的吸热侧入口与锅炉给水管道连通，所述第三换热器的吸热侧出口与所述给水入口连通。

15、本发明第二方面提供了一种用于燃煤发电机组在低负荷下的稳燃运行方法，该运行方法采用上述用于燃煤发电机组在低负荷下的稳燃系统，包括以下步骤：燃煤发电机组在低负荷下运行时，将高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的空气进行热交换以确保煤粉正常着火所需的着火热和/或将高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的水进行热交换以提高所述锅炉的给水温度，实现煤粉燃烧的低负荷稳燃。

16、在本发明的一实施方式中，所述高温熔盐由低温熔盐与锅炉输出的蒸汽进行热交换后而得。

17、本发明第三方面提供了一种燃煤发电系统，包括燃煤发电机组，还包括上述的用于燃煤发电机组在低负荷下的稳燃系统。

18、在本发明的一实施方式中，所述燃煤发电机组包括锅炉和汽轮发电机组；

19、所述熔盐储热单元包括低温熔盐罐、高温熔盐罐和第一换热器；

20、所述锅炉包括主蒸汽管道，所述的主蒸汽管道分为两路，一路与所述汽轮发电机组的蒸汽入口连接，驱动所述汽轮发电机组发电，另一路与所述第一换热器的放热侧入口通过汽水管道和汽水阀门连通；

21、所述低温熔盐罐的出口与所述第一换热器的吸热侧入口通过熔盐管道和冷盐泵连通，所述高温熔盐罐的入口与所述第一换热器的吸热侧出口通过熔盐管道连通；

22、所述高温熔盐罐中的高温熔盐由热盐泵泵出分为两路，一路与第二换热器的放热侧入口通过熔盐管道和熔盐阀门连通，另一路与第三换热器的放热侧入口通过熔盐管道和熔盐阀门连通；

23、所述锅炉还包括空气入口、给水入口；

24、所述第二换热器的吸热侧入口与外部空气输送管道连通，所述第二换热器的吸热侧出口与所述锅炉的空气入口连通；所述第三换热器的吸热侧入口与锅炉给水管道连通，所述第三换热器的吸热侧出口与所述给水入口连通。

25、在本发明的一实施方式中，所述第二换热器的放热侧出口与所述低温熔盐罐的入口通过熔盐管道连通；所述第三换热器的放热侧出口与所述低温熔盐罐的入口通过熔盐管道连通。

26、在本发明的一实施方式中，所述第三换热器的吸热侧入口连接的给水管道与所述汽轮发电机组的乏汽出口之间的汽水管道上设有凝结系统和给水泵。

27、在本发明的一实施方式中，所述第一换热器的放热侧出口与所述给水入口通过汽水管道和给水泵连通。

28、本发明第四方面提供了上述一种燃煤发电系统的运行方法，基于上述的煤发电系统，包括以下步骤：

29、当所述燃煤发电机组高负荷运行时，所述锅炉输出的蒸汽分为两路，一路与所述汽轮发电机组连接，用于驱动所述汽轮发电机组发电，另一路输入至所述第一换热器内的放热侧，与低温熔盐罐输入至第一换热器内的低温熔盐进行热交换，所述低温熔盐热交换后变为高温熔盐储存于高温熔盐罐内；所述汽轮发电机组输出的乏汽、所述第一换热器的放热侧出口输出的水工质作为锅炉给水送入锅炉中；

30、当所述燃煤发电机组低负荷运行时，高温熔盐罐内储存的高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的空气进行热交换以确保煤粉正常着火所需的着火热和/或高温熔盐罐内储存的高温熔盐与汽轮发电机组输出的乏汽经凝结系统凝结后的水进行热交换后以提高所述锅炉的给水温度。

31、其中，本发明中所述的低负荷范围为a～b，其中a＝锅炉额定负荷×20％，b＝锅炉最低稳燃负荷，本发明中的高负荷指的是负荷大于锅炉最低稳燃负荷。

32、与现有技术相比，本发明的实施例具有如下的有益效果：

33、1、本发明实施例提供的稳燃系统，将高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的空气进行热交换以确保煤粉正常着火所需的着火热和/或将高温熔盐与待输送至燃煤发电机组的锅炉中的水进行热交换以提高锅炉的给水温度，实现煤粉燃烧的低负荷稳燃。

34、2、本发明实施例提供的稳燃系统，提高了所述锅炉低负荷的燃烧稳定性，保证了低负荷下锅炉运行的安全。

35、3、现有技术中一般通过燃油、燃气助燃实现锅炉在低负荷下的稳定燃烧，但锅炉助燃的燃油、燃气耗量巨大，增大了燃煤发电厂的运行成本，本发明实施例提供的稳燃系统，解决了锅炉低负荷下的稳燃问题的，同时避免了使用燃油、燃气等不可再生自然资源，节省了购买燃油、燃气等不可再生自然资源的费用，降低运行成本。

36、4、本发明实施例提供的稳燃运行方法中，利用熔盐储能技术，在锅炉低负荷运行时，通过高温熔盐同时加热锅炉送风和锅炉给水，进而实现锅炉低负荷负荷下的稳定燃烧。

37、5、本发明实施例提供的燃煤发电系统，利用燃煤发电机组高负荷运行时输出的蒸汽与熔盐换热，将热量储存于熔盐中，在低负荷需要稳燃时，高温熔盐与与待送入锅炉中的空气和/或给水进行热交换，使得锅炉在低负荷状态仍然能够稳定燃烧，实现燃煤发电机组低负荷深度调峰运行，大大提升了燃煤发电机组深度调峰能力。

38、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。