本發(fā)明屬于熱電解耦、儲(chǔ)能、熱電廠調(diào)峰領(lǐng)域，涉及一種熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電、光電等新能源裝機(jī)容量成倍增長(zhǎng)，新能源消納成為突出問(wèn)題。由于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和電力系統(tǒng)峰谷差的加大，熱電機(jī)組在承擔(dān)供熱任務(wù)的同時(shí)，也面臨著深度調(diào)峰的需求。目前由于熱電機(jī)組“以熱定電”的運(yùn)行方式，導(dǎo)致熱電廠機(jī)組的調(diào)峰能力受到極大限制。尤其是冬季嚴(yán)寒期，熱電機(jī)組常處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，造成熱電解耦困難，電網(wǎng)調(diào)峰能力不足。

2、因此為解決棄風(fēng)棄光電資源問(wèn)題，同時(shí)保證冬季供暖需求，熱電機(jī)組采用儲(chǔ)能裝置，將熱電機(jī)組調(diào)峰時(shí)，產(chǎn)生的多余電量?jī)?chǔ)存起來(lái)，轉(zhuǎn)換為熱能直接并入熱網(wǎng)，在一定程度上解耦“以熱定電”的剛性約束，實(shí)現(xiàn)機(jī)組深度調(diào)峰，同時(shí)獲得較好的調(diào)峰補(bǔ)償收益，但是目前熱電廠的調(diào)峰能力有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠提高熱電廠的調(diào)峰能力。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組、電源管理模塊、#1電極鍋爐、#2電極鍋爐、#3電極鍋爐、供熱首站、熱用戶、#1板式換熱器、#2板式換熱器、#3板式換熱器及熱水儲(chǔ)罐；

3、發(fā)電機(jī)組的輸出端經(jīng)電源管理模塊與#1電極鍋爐的電源接口、#2電極鍋爐的電源接口及#3電極鍋爐的電源接口連接；發(fā)電機(jī)組的輸出端與供熱首站的電源接口連接，供熱首站的出口與熱用戶的入口連接，熱用戶的出口與供熱首站的入口連接；

4、#1電極鍋爐與#1板式換熱器的一次側(cè)連接，#2電極鍋爐與#2板式換熱器的一次側(cè)連接；#3電極鍋爐與#3板式換熱器的一次側(cè)連接；熱水儲(chǔ)罐中冷水層的出口與#1板式換熱器的二次側(cè)入口、#2板式換熱器的二次側(cè)入口及#3板式換熱器的二次側(cè)入口連接；熱水儲(chǔ)罐中熱水層的入口與#1板式換熱器的二次側(cè)出口、#2板式換熱器的二次側(cè)出口及#3板式換熱器的二次側(cè)出口連接；熱水儲(chǔ)罐中熱水層的出口與供熱首站的出口連接；熱水儲(chǔ)罐中冷水層的入口與供熱首站的入口連接。

5、進(jìn)一步的，發(fā)電機(jī)組的輸出端經(jīng)升壓變壓器及降壓變壓器與電源管理模塊的輸入端相連。

6、進(jìn)一步的，#1電極鍋爐的出口通過(guò)#1電機(jī)鍋爐循環(huán)泵及#1電機(jī)鍋爐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與#1板式換熱器的一次側(cè)入口連接，#1板式換熱器的一次側(cè)出口與#1電極鍋爐的入口連接。

7、進(jìn)一步的，#2電極鍋爐的出口依次經(jīng)#2電機(jī)鍋爐循環(huán)泵、#2電機(jī)鍋爐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及#2板式換熱器的一次側(cè)與#2電極鍋爐的入口連接。

8、進(jìn)一步的，#3電極鍋爐的出口依次經(jīng)#3電機(jī)鍋爐循環(huán)泵、#3電機(jī)鍋爐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及#3板式換熱器的一次側(cè)與#3電極鍋爐的入口連接。

9、進(jìn)一步的，熱水儲(chǔ)罐中冷水層的出口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥與#1板式換熱器的二次側(cè)入口、#2板式換熱器的二次側(cè)入口及#3板式換熱器的二次側(cè)入口連接。

10、進(jìn)一步的，熱水儲(chǔ)罐中熱水層的入口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥與#1板式換熱器的二次側(cè)出口、#2板式換熱器的二次側(cè)出口及#3板式換熱器的二次側(cè)出口連接。

11、進(jìn)一步的，熱水儲(chǔ)罐中熱水層的出口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥與供熱首站的出口連接。

12、進(jìn)一步的，熱水儲(chǔ)罐中冷水層的入口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐泵及熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥與供熱首站的入口連接。

13、本發(fā)明所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的方法，包括以下步驟；

14、在熱電廠電負(fù)荷較低時(shí)間段，進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存，包括：

15、11)發(fā)電機(jī)組輸出的電能經(jīng)電源管理模塊供給給#1電極鍋爐、#2電極鍋爐及#3電極鍋爐；

16、12)將熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥及熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥保持關(guān)閉狀態(tài)；

17、13)#1電極鍋爐、#2電極鍋爐及#3電極鍋爐將水加熱至所需溫度，再打開熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥，將經(jīng)#1電極鍋爐、#2電極鍋爐及#3電極鍋爐加熱后的水進(jìn)入#1板式換熱器、#2板式換熱器及#3板式換熱器內(nèi)與來(lái)自熱水儲(chǔ)罐中冷水層的冷水進(jìn)行換熱；

18、14)來(lái)自熱水儲(chǔ)罐中冷水層的冷水經(jīng)#1板式換熱器、#2板式換熱器及#3板式換熱器換熱升溫后，通過(guò)熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥回到熱水儲(chǔ)罐的熱水層中；

19、在熱電廠熱負(fù)荷較高時(shí)間段，進(jìn)行能量釋放，包括：

20、21)將熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥及熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥保持關(guān)閉狀態(tài)；

21、22)開啟熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥及熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥；

22、23)開啟熱水儲(chǔ)罐泵，熱網(wǎng)回水經(jīng)熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥及熱水儲(chǔ)罐泵，進(jìn)入熱水儲(chǔ)罐中的冷水層中；

23、24)熱水儲(chǔ)罐中熱水層內(nèi)的熱水經(jīng)熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥進(jìn)入熱網(wǎng)供水管道。

24、本發(fā)明具有以下有益效果：

25、本發(fā)明所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)及方法在具體操作時(shí)，在熱電廠電負(fù)荷較低時(shí)間段，通過(guò)#1電極鍋爐、#2電極鍋爐及#3電極鍋爐消納多余的電能加熱給水，并將熱量存儲(chǔ)于熱水儲(chǔ)罐，當(dāng)在熱電廠熱負(fù)荷較高時(shí)間段時(shí)，則將熱水儲(chǔ)罐中的熱水送入熱網(wǎng)供水管道中，實(shí)現(xiàn)熱電解耦，使熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組具有深度調(diào)峰靈活性運(yùn)行的能力，以提高熱電廠的調(diào)峰能力。另外，電極鍋爐對(duì)電壓不穩(wěn)定的電網(wǎng)系統(tǒng)有較強(qiáng)適應(yīng)性，電極鍋爐運(yùn)行安全穩(wěn)定可靠，沒有蒸汽換熱環(huán)節(jié)，不需要鍋爐排污。

技術(shù)特征：

1.一種熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)電機(jī)組(1)、電源管理模塊(4)、#1電極鍋爐(5)、#2電極鍋爐(6)、#3電極鍋爐(7)、供熱首站(11)、熱用戶(14)、#1板式換熱器(8)、#2板式換熱器(9)、#3板式換熱器(10)及熱水儲(chǔ)罐(12)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)電機(jī)組(1)的輸出端經(jīng)升壓變壓器(2)及降壓變壓器(3)與電源管理模塊(4)的輸入端相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，#1電極鍋爐(5)的出口通過(guò)#1電機(jī)鍋爐循環(huán)泵(501)及#1電機(jī)鍋爐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(502)與#1板式換熱器(8)的一次側(cè)入口連接，#1板式換熱器(8)的一次側(cè)出口與#1電極鍋爐(5)的入口連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，#2電極鍋爐(6)的出口依次經(jīng)#2電機(jī)鍋爐循環(huán)泵(601)、#2電機(jī)鍋爐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(602)及#2板式換熱器(9)的一次側(cè)與#2電極鍋爐(6)的入口連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，#3電極鍋爐(7)的出口依次經(jīng)#3電機(jī)鍋爐循環(huán)泵(701)、#3電機(jī)鍋爐電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(702)及#3板式換熱器(10)的一次側(cè)與#3電極鍋爐(7)的入口連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，熱水儲(chǔ)罐(12)中冷水層的出口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥(16)與#1板式換熱器(8)的二次側(cè)入口、#2板式換熱器(9)的二次側(cè)入口及#3板式換熱器(10)的二次側(cè)入口連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，熱水儲(chǔ)罐(12)中熱水層的入口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐蓄熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥(15)與#1板式換熱器(8)的二次側(cè)出口、#2板式換熱器(9)的二次側(cè)出口及#3板式換熱器(10)的二次側(cè)出口連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，熱水儲(chǔ)罐(12)中熱水層的出口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)出口電動(dòng)開關(guān)閥(17)與供熱首站(11)的出口連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)，其特征在于，熱水儲(chǔ)罐(12)中冷水層的入口通過(guò)熱水儲(chǔ)罐泵(13)及熱水儲(chǔ)罐放熱側(cè)入口電動(dòng)開關(guān)閥(18)與供熱首站(11)的入口連接。

10.一種熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的方法，其特征在于，包括以下步驟；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種熱電廠熱水儲(chǔ)熱與電極鍋爐耦合調(diào)峰的系統(tǒng)及方法，#1電極鍋爐與#1板式換熱器的一次側(cè)連接，#2電極鍋爐與#2板式換熱器的一次側(cè)連接；#3電極鍋爐與#3板式換熱器的一次側(cè)連接；熱水儲(chǔ)罐中冷水層的出口與#1板式換熱器的二次側(cè)入口、#2板式換熱器的二次側(cè)入口及#3板式換熱器的二次側(cè)入口連接；熱水儲(chǔ)罐中熱水層的入口與#1板式換熱器的二次側(cè)出口、#2板式換熱器的二次側(cè)出口及#3板式換熱器的二次側(cè)出口連接；熱水儲(chǔ)罐中熱水層的出口與供熱首站的出口連接；熱水儲(chǔ)罐中冷水層的入口與供熱首站的入口連接，該系統(tǒng)及方法能夠提高熱電廠的調(diào)峰能力。

技術(shù)研發(fā)人員：續(xù)開新,王海濤,肖海豐,蒙毅,岳佳全,呂晨峰,殷結(jié)峰,安磊,韓友超,秦鑫宇,黃晶晶,李文杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安西熱鍋爐環(huán)保工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23