熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的装置和方法

本发明涉及火力发电，尤其涉及熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的装置。本发明还涉及熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的方法。

背景技术：

1、

2、风能和太阳能为主的新能源发电具有较强的随机性和较大的波动性缺点，为解决可再生能源并网引起的弃风弃光问题，亟需大幅度提高燃煤发电机组的灵活性，燃煤发电需要适应深度调峰运行，两班制频繁启动运行。

3、然而，现有燃煤发电机组启动时间较长，难以适应两班制运行。例如：锅筒式锅炉：冷态启动约需要6～8h，热态启动时间为1～2h；直流锅炉：时间要短的多，600mw的机组冷态启动时间为5～6h，热态启动时间为1～1.5h。

4、启动是燃煤发电机组重要的操作之一，要在保证机组安全的前提下尽量缩短启动的延续时间，以提高机组运行的经济性。然而，燃煤发电机组启动时间受到各关键环节的惯性制约，大致可分为锅炉侧惯性与循环侧惯性。在机组的启动初期，汽轮机处于冷态，温度不高的蒸汽进入汽轮机后会凝结成水滴，造成叶片的水击，而锅炉侧自身惯性延迟是机组响应速度较慢的主要原因。

5、燃煤机组汽轮机侧启动较快，但机组暖缸不充分，会延迟机组启动时间。此外，还受限于锅炉侧的启动时间。锅炉分为锅侧和炉侧，锅侧流通汽水，主要由厚壁压力容器及换热金属管组成，为避免热应力过大影响锅炉寿命，锅炉点火前需要对进行预热，称为“暖锅”。炉侧流通空气和烟气，为成功点火产生高温烟气，启动时需对进入炉膛的空气进行预热，称为“暖炉”。汽机侧可以提前接入合格蒸汽，提前进行冲转暖机，同时削弱锅炉延迟带来的影响。快速进行“暖锅”、“暖炉”和“冲转暖机”是加快燃煤机组启动、适应两班制频繁启动的关键技术。

6、目前采用蒸汽提前进行“暖炉”、“暖锅”和“冲转暖机”是缩短机组启动时间的主要手段。包括采用近邻机组的热风进行“暖炉”(cn102095196b)，加设电热风装置和小油枪点火系统进行“暖炉”(cn102095196b、cn102506407a、cn206755139u)，采用它源蒸汽加热给水，进行“暖锅”(cn102095196b、cn101140059a、cn103712197b、cn103712197a)，利用它热源产生的蒸汽进行“暖机”(cn109668134a、cn114151777a、cn107120149a、cn111256105a)等。

7、上述的技术方式都存在一定的问题：首先，机组两班制运行时全厂机组同时启停，这导致无法利用近邻机组的热源蒸汽；其次，传统电厂的燃油启动锅炉在机组首次启动后即被拆除，造成资源浪费；当电网下达升负荷指令时，两班制运行的机组需在短时间内快速启动，如果此时还使用采用电加热的方式缩短启动时间，会违反电网调度的原则，经济性降低。

8、因此，亟需发展适合燃煤机组灵活性调峰、两班制运行频繁启动机组的“暖锅”、“暖炉”和“冲转暖机”的新技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的装置。该装置能够实现燃煤机组的快速启动，提升燃煤机组的灵活性，适应机组两班制运行的频繁启动。

2、本发明的目的在于提供一种熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的方法。

3、本发明的目的在于提供一种用于所述耦合储热的机组启动系统的启动方法。

4、为实现上述目的，本发明提供一种熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的装置，包括热力发电系统、熔盐储热/放热系统和燃油锅炉系统；所述熔盐储热/放热系统设有熔盐换热器，所述燃油锅炉系统设有高温烟气换热器和中温烟气换热器；所述热力发电系统的炉膛受热面设有用于将预热阶段产生的蒸汽输入所述熔盐换热器的第一旁路，所述热力发电系统的高压加热器设有用于将给水输入所述熔盐换热器的第二旁路；所述熔盐换热器的蒸汽出口连通所述高温烟气换热器的蒸汽入口，所述高温烟气换热器的蒸汽出口通往所述热力发电系统的汽轮机高压缸；所述热力发电系统的省煤器的给水出口连通所述中温烟气换热器的流体侧入口，所述中温烟气换热器的流体侧出口连通所述炉膛受热面的入口；所述燃油锅炉系统的低温烟气输入所述热力发电系统的炉膛。

5、可选地，所述高压加热器的前端与除氧器下游的给水泵相连，所述高压加热器的后端分为两路，其中一路为所述第二旁路，所述第二旁路设有第一控制阀，所述高压加热器、熔盐换热器、高温烟气换热器、汽轮机高压缸通过管路依次连接；另一路通过第二控制阀与省煤器连通，所述高压加热器、省煤器、中温烟气加热器、炉膛受热面通过管路依次连接。

6、可选地，所述第一旁路设有第三控制阀，所述炉膛受热面、熔盐换热器、高温烟气换热器、汽轮机高压缸通过管路依次连接。

7、可选地，所述炉膛受热面通往过热器的管路上设有第四控制阀。

8、可选地，所述高温熔盐储罐的出口与高温熔盐泵的入口连通，所述高温熔盐泵的出口与熔盐换热器的熔盐侧入口连通并设有第五控制阀，所述熔盐换热器的熔盐侧出口与低温熔盐储罐连通，所述低温熔盐储罐的出口与低温熔盐泵的入口连通，所述低温熔盐泵与熔盐加热器的熔盐侧入口连通并设有第六控制阀。

9、可选地，所述熔盐加热器加热熔盐的外热源为蒸汽、烟气或电能。

10、可选地，所述省煤器的出口与中温烟气换热器的流体侧入口在a点连通并设有第七控制阀，所述中温烟气换热器的流体侧出口与炉膛受热面在b点连通。

11、可选地，所述燃油锅炉系统的储油罐的输出管路设有第八控制阀，其输出的燃油与空气混合后送入燃烧器，所述燃油锅炉系统输出的低温烟气与锅炉的炉膛在c点相连通。

12、可选地，所述汽轮机低压缸的排汽与凝汽器的入口连通，所述凝汽器的出口与凝结水泵的入口连通，所述凝结水泵的出口与低压加热器的入口连通，所述低压加热器的出口与除氧器的入口连通，所述除氧器的出口与给水泵的入口连通。

13、为实现上述另一目的，本发明还提供一种熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的方法，用于上述任一项技术方案所述的熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的装置，包括：

14、当机组停机后首次启动时，所述熔盐储热/放热系统和燃油锅炉系统启动，由高温熔盐通过熔盐换热器加热锅炉启动初期的蒸汽，并利用高温烟气换热器将蒸汽继续加热，然后将蒸汽送入汽轮机的高压缸，进行冲转暖机，实现机组快速启动；

15、当汽轮机有乏汽产生后，所述高压加热器输出的给水一路送入熔盐换热器加热成蒸汽，然后进入所述高温烟气换热器进一步加热，将加热完成后的蒸汽送入汽轮机的高压缸，进行冲转暖机，实现机组快速启动；

16、当机组启动时，将省煤器输出的锅炉给水送入所述中温烟气换热器加热，将加热后的水输入炉膛受热面，起到暖锅作用，以缩短锅炉的启动时间，实现机组的快速启动；

17、当机组启动时，将燃油锅炉产生的低温烟气作为二次风送入锅炉的炉膛，起到暖炉作用，以缩短锅炉的启动时间，实现机组快速启动；

18、当机组满足负荷调度要求，完成启动时，所述热力发电系统正常工作，所述熔盐储热/放热系统及燃油锅炉系统退出运行。

19、本发明所提供的熔盐储热-燃油锅炉联合启动燃煤机组的装置和方法，具有热力发电系统、熔盐储热/放热系统及燃油锅炉系统，通过熔盐储热/放热系统和燃油锅炉系统的耦合，可以达到机组快速启动，满足机组灵活调峰，两班制运行频繁启动的要求。当机组需要启动时，可以将锅炉预热阶段产生的蒸汽和高加后给水的一部分旁路到熔盐换热器中，再将熔盐加热产生的蒸汽送到燃油锅炉的高温烟气换热器中，产生的高温蒸汽直接送入汽轮机高压缸，实现汽轮机冲转暖机的作用，削弱炉侧大惯性带来的延迟。

20、此外，可将省煤器后的锅炉给水经过燃油锅炉中温烟气中加热后再送入炉膛，起到暖锅的作用，将燃油锅炉的低温烟气作为锅炉的二次风直接送入炉膛，起到暖炉的作用。

21、与其它现有技术相比，本发明提出的联合启动燃煤机组的装置和方法，具有快速灵敏的特点，对于燃煤机组两班制运行频繁启动具有重要意义。