一种热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统及方法与流程

本发明属于热电解耦、储能、热电厂调峰领域，涉及一种热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统及方法。

背景技术：

1、风电、光电等新能源装机容量成倍增长，新能源消纳成为突出问题。由于能源消费结构的优化和电力系统峰谷差的加大，热电机组在承担供热任务的同时，也面临着深度调峰的需求。目前由于热电机组“以热定电”的运行方式，导致热电厂机组的调峰能力受到极大限制。尤其是冬季严寒期，热电机组常处于高负荷运行状态，造成热电解耦困难，电网调峰能力不足。

2、因此为解决弃风弃光电资源问题，同时保证冬季供暖需求，热电机组采用储能装置，将热电机组调峰时，产生的多余电量储存起来，转换为热能直接并入热网，在一定程度上解耦“以热定电”的刚性约束，实现机组深度调峰，同时获得较好的调峰补偿收益，但是目前热电厂的调峰能力有待进一步提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统及方法，该系统及方法能够提高热电厂的调峰能力。

2、为达到上述目的，本发明公开了一种热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，包括发电机组、电源管理模块、#1电极锅炉、#2电极锅炉、#3电极锅炉、供热首站、热用户、#1板式换热器、#2板式换热器、#3板式换热器及热水储罐；

3、发电机组的输出端经电源管理模块与#1电极锅炉的电源接口、#2电极锅炉的电源接口及#3电极锅炉的电源接口连接；发电机组的输出端与供热首站的电源接口连接，供热首站的出口与热用户的入口连接，热用户的出口与供热首站的入口连接；

4、#1电极锅炉与#1板式换热器的一次侧连接，#2电极锅炉与#2板式换热器的一次侧连接；#3电极锅炉与#3板式换热器的一次侧连接；热水储罐中冷水层的出口与#1板式换热器的二次侧入口、#2板式换热器的二次侧入口及#3板式换热器的二次侧入口连接；热水储罐中热水层的入口与#1板式换热器的二次侧出口、#2板式换热器的二次侧出口及#3板式换热器的二次侧出口连接；热水储罐中热水层的出口与供热首站的出口连接；热水储罐中冷水层的入口与供热首站的入口连接。

5、进一步的，发电机组的输出端经升压变压器及降压变压器与电源管理模块的输入端相连。

6、进一步的，#1电极锅炉的出口通过#1电机锅炉循环泵及#1电机锅炉电动调节阀与#1板式换热器的一次侧入口连接，#1板式换热器的一次侧出口与#1电极锅炉的入口连接。

7、进一步的，#2电极锅炉的出口依次经#2电机锅炉循环泵、#2电机锅炉电动调节阀及#2板式换热器的一次侧与#2电极锅炉的入口连接。

8、进一步的，#3电极锅炉的出口依次经#3电机锅炉循环泵、#3电机锅炉电动调节阀及#3板式换热器的一次侧与#3电极锅炉的入口连接。

9、进一步的，热水储罐中冷水层的出口通过热水储罐蓄热侧出口电动开关阀与#1板式换热器的二次侧入口、#2板式换热器的二次侧入口及#3板式换热器的二次侧入口连接。

10、进一步的，热水储罐中热水层的入口通过热水储罐蓄热侧入口电动开关阀与#1板式换热器的二次侧出口、#2板式换热器的二次侧出口及#3板式换热器的二次侧出口连接。

11、进一步的，热水储罐中热水层的出口通过热水储罐放热侧出口电动开关阀与供热首站的出口连接。

12、进一步的，热水储罐中冷水层的入口通过热水储罐泵及热水储罐放热侧入口电动开关阀与供热首站的入口连接。

13、本发明所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的方法，包括以下步骤；

14、在热电厂电负荷较低时间段，进行能量储存，包括：

15、11)发电机组输出的电能经电源管理模块供给给#1电极锅炉、#2电极锅炉及#3电极锅炉；

16、12)将热水储罐放热侧出口电动开关阀及热水储罐放热侧入口电动开关阀保持关闭状态；

17、13)#1电极锅炉、#2电极锅炉及#3电极锅炉将水加热至所需温度，再打开热水储罐蓄热侧出口电动开关阀，将经#1电极锅炉、#2电极锅炉及#3电极锅炉加热后的水进入#1板式换热器、#2板式换热器及#3板式换热器内与来自热水储罐中冷水层的冷水进行换热；

18、14)来自热水储罐中冷水层的冷水经#1板式换热器、#2板式换热器及#3板式换热器换热升温后，通过热水储罐蓄热侧入口电动开关阀回到热水储罐的热水层中；

19、在热电厂热负荷较高时间段，进行能量释放，包括：

20、21)将热水储罐蓄热侧入口电动开关阀及热水储罐蓄热侧出口电动开关阀保持关闭状态；

21、22)开启热水储罐放热侧出口电动开关阀及热水储罐放热侧入口电动开关阀；

22、23)开启热水储罐泵，热网回水经热水储罐放热侧入口电动开关阀及热水储罐泵，进入热水储罐中的冷水层中；

23、24)热水储罐中热水层内的热水经热水储罐放热侧出口电动开关阀进入热网供水管道。

24、本发明具有以下有益效果：

25、本发明所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统及方法在具体操作时，在热电厂电负荷较低时间段，通过#1电极锅炉、#2电极锅炉及#3电极锅炉消纳多余的电能加热给水，并将热量存储于热水储罐，当在热电厂热负荷较高时间段时，则将热水储罐中的热水送入热网供水管道中，实现热电解耦，使热电联产机组具有深度调峰灵活性运行的能力，以提高热电厂的调峰能力。另外，电极锅炉对电压不稳定的电网系统有较强适应性，电极锅炉运行安全稳定可靠，没有蒸汽换热环节，不需要锅炉排污。

技术特征：

1.一种热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，包括发电机组(1)、电源管理模块(4)、#1电极锅炉(5)、#2电极锅炉(6)、#3电极锅炉(7)、供热首站(11)、热用户(14)、#1板式换热器(8)、#2板式换热器(9)、#3板式换热器(10)及热水储罐(12)；

2.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，发电机组(1)的输出端经升压变压器(2)及降压变压器(3)与电源管理模块(4)的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，#1电极锅炉(5)的出口通过#1电机锅炉循环泵(501)及#1电机锅炉电动调节阀(502)与#1板式换热器(8)的一次侧入口连接，#1板式换热器(8)的一次侧出口与#1电极锅炉(5)的入口连接。

4.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，#2电极锅炉(6)的出口依次经#2电机锅炉循环泵(601)、#2电机锅炉电动调节阀(602)及#2板式换热器(9)的一次侧与#2电极锅炉(6)的入口连接。

5.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，#3电极锅炉(7)的出口依次经#3电机锅炉循环泵(701)、#3电机锅炉电动调节阀(702)及#3板式换热器(10)的一次侧与#3电极锅炉(7)的入口连接。

6.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，热水储罐(12)中冷水层的出口通过热水储罐蓄热侧出口电动开关阀(16)与#1板式换热器(8)的二次侧入口、#2板式换热器(9)的二次侧入口及#3板式换热器(10)的二次侧入口连接。

7.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，热水储罐(12)中热水层的入口通过热水储罐蓄热侧入口电动开关阀(15)与#1板式换热器(8)的二次侧出口、#2板式换热器(9)的二次侧出口及#3板式换热器(10)的二次侧出口连接。

8.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，热水储罐(12)中热水层的出口通过热水储罐放热侧出口电动开关阀(17)与供热首站(11)的出口连接。

9.根据权利要求1所述的热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统，其特征在于，热水储罐(12)中冷水层的入口通过热水储罐泵(13)及热水储罐放热侧入口电动开关阀(18)与供热首站(11)的入口连接。

10.一种热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的方法，其特征在于，包括以下步骤；

技术总结本发明公开了一种热电厂热水储热与电极锅炉耦合调峰的系统及方法，#1电极锅炉与#1板式换热器的一次侧连接，#2电极锅炉与#2板式换热器的一次侧连接；#3电极锅炉与#3板式换热器的一次侧连接；热水储罐中冷水层的出口与#1板式换热器的二次侧入口、#2板式换热器的二次侧入口及#3板式换热器的二次侧入口连接；热水储罐中热水层的入口与#1板式换热器的二次侧出口、#2板式换热器的二次侧出口及#3板式换热器的二次侧出口连接；热水储罐中热水层的出口与供热首站的出口连接；热水储罐中冷水层的入口与供热首站的入口连接，该系统及方法能够提高热电厂的调峰能力。技术研发人员：续开新,王海涛,肖海丰,蒙毅,岳佳全,吕晨峰,殷结峰,安磊,韩友超,秦鑫宇,黄晶晶,李文杰受保护的技术使用者：西安西热锅炉环保工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23