本發(fā)明屬于火電廠機(jī)組靈活性提升領(lǐng)域，具體涉及一種提高熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，尤其適用于深度調(diào)峰的熱電機(jī)組。

背景技術(shù)：

目前，我國政策逐漸重視新能源的推廣，降低火電機(jī)組的比例。截止2012年底，我國已有44.8GW的風(fēng)電裝機(jī)容量。但是風(fēng)電具有很強(qiáng)的隨機(jī)性、間歇性、不可控性及反調(diào)峰特性，這就逐漸增大了火電機(jī)組進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)峰的難度。為了能有效的消納新能源資源，國家逐漸加大了火電機(jī)組調(diào)峰的政策性要求，如國家能源局東北監(jiān)管局關(guān)于印發(fā)《東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場監(jiān)管辦法（試行）》及其補(bǔ)充規(guī)定要求要提升清潔能源消納空間，同時(shí)規(guī)定了“階梯式”補(bǔ)償機(jī)制，根據(jù)調(diào)峰率分三檔補(bǔ)償價(jià)格，即第一檔：48%<火電廠調(diào)峰率≤55%，補(bǔ)償價(jià)為0.4元/kWh；第二檔：55%<火電廠調(diào)峰率≤60%，補(bǔ)償價(jià)為0.4～0.6元/kWh；第三檔：火電廠調(diào)峰率>60%，補(bǔ)償價(jià)為0.6～0.8元/kWh。

由此可見，國家政策正逐步加大對火電機(jī)組調(diào)峰能力的補(bǔ)償力度。對于熱電機(jī)組，挖掘其機(jī)組調(diào)峰潛力，提升機(jī)組靈活性，對電網(wǎng)消納風(fēng)電等新能源起到至關(guān)重要的作用。因此，如何采取有效措施提升熱電機(jī)組的調(diào)峰能力，成為了人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。公開日為2011年01月19日，公開號為CN101950964A的中國專利中，公開的一種包含熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和純凝汽式火電機(jī)組的系統(tǒng)及調(diào)度方法，也沒能真正實(shí)現(xiàn)提升機(jī)組靈活性的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種設(shè)計(jì)合理，性能可靠，有利于實(shí)現(xiàn)熱電機(jī)組負(fù)荷調(diào)峰的提高熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該提高熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、電爐子、熱用戶、電流電壓調(diào)節(jié)裝置、主蒸汽管、熱再熱蒸汽管、冷再熱蒸汽管和供熱抽汽管，所述鍋爐通過主蒸汽管和熱再熱蒸汽管與汽輪機(jī)連接，所述汽輪機(jī)通過冷再熱蒸汽管與鍋爐連接，所述汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、電流電壓調(diào)節(jié)裝置、電爐子和熱用戶依次連接，所述發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)連接，所述凝汽器和汽輪機(jī)連接，所述汽輪機(jī)通過供熱抽汽管與熱用戶連接，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于：還包括減溫減壓裝置、主蒸汽支路、熱再熱蒸汽支路、閥門B、閥門D、閥門G、閥門H和冷再熱蒸汽支路，所述熱再熱蒸汽管通過熱再熱蒸汽支路與減溫減壓裝置連接，所述閥門D安裝在熱再熱蒸汽支路上，所述主蒸汽管通過主蒸汽支路與減溫減壓裝置連接，所述閥門B安裝在主蒸汽支路上，所述冷再熱蒸汽支路的一端連接在冷再熱蒸汽管上，該冷再熱蒸汽支路的另一端連接在減溫減壓裝置上，所述閥門G安裝在冷再熱蒸汽支路上，所述減溫減壓裝置通過管路和熱用戶連接，所述閥門H安裝在用于連接減溫減壓裝置和熱用戶的管路上。

作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括閥門A，所述閥門A安裝在主蒸汽管上。

作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括閥門C，所述閥門C安裝在熱再熱蒸汽管上。

作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括閥門E和閥門F，所述閥門E和閥門F均安裝在冷再熱蒸汽管上，該閥門E和閥門F分別位于冷再熱蒸汽支路的一端的兩側(cè)。

作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括閥門K，所述閥門K安裝在供熱抽汽管上。

作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括閥門J和蓄熱裝置，所述蓄熱裝置通過管路和熱用戶連接，所述閥門J安裝在用于連接蓄熱裝置和熱用戶的管路上。此時(shí)的熱用戶通常是工業(yè)用戶。

作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括換熱站、蓄熱裝置和閥門M，所述汽輪機(jī)、電爐子和減溫減壓裝置均先與換熱站連接，所述換熱站與熱用戶連接，所述蓄熱裝置通過管路和熱用戶連接，所述閥門M安裝在用于連接蓄熱裝置和熱用戶的管路上。此時(shí)的熱用戶通常是居民采暖用戶。

一種所述的提高熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特點(diǎn)在于：所述運(yùn)行方法的步驟如下：當(dāng)熱電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)，首先發(fā)揮熱電機(jī)組自身調(diào)峰能力，即降低鍋爐的蒸發(fā)量，減少進(jìn)入汽輪機(jī)的主蒸汽流量，從而降低機(jī)組負(fù)荷，并利用蓄熱裝置平衡機(jī)組電負(fù)荷與供熱負(fù)荷之間的匹配關(guān)系；當(dāng)熱電機(jī)組自身調(diào)峰能力有限或熱負(fù)荷較大但電負(fù)荷較小產(chǎn)生熱電矛盾時(shí)，依次通過增大供熱抽汽管的流量、增大冷再熱蒸汽支路的蒸汽流量、增大熱再熱蒸汽支路的蒸汽流量和增大主蒸汽支路的蒸汽流量，從而降低機(jī)組發(fā)電負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)峰，此時(shí)若供熱抽汽負(fù)荷大于供熱負(fù)荷，利用蓄熱裝置將多余的熱量蓄存起來，在供熱負(fù)荷高峰時(shí)進(jìn)行釋放來供熱；當(dāng)上述方法仍無法滿足機(jī)組調(diào)峰需求時(shí)，通過電爐子以電加熱的方式生產(chǎn)蒸汽或高溫?zé)崴蚱渌邷毓べ|(zhì)，用于供熱，從而降低機(jī)組的上網(wǎng)電量，實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)峰，當(dāng)供熱量大于外界需求的熱量時(shí)，通過蓄熱裝置將多余的熱量蓄存起來，在供熱負(fù)荷高峰時(shí)進(jìn)行釋放來供熱。

作為優(yōu)選，本發(fā)明利用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行電負(fù)荷調(diào)峰時(shí)，調(diào)峰優(yōu)先順序依次如下：優(yōu)先選擇機(jī)組自身調(diào)峰能力進(jìn)行調(diào)峰，其次為增大供熱抽汽管的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，再次為增大冷再熱蒸汽支路的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，再次為增大熱再熱蒸汽支路的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，再次為增大主蒸汽支路的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，最后為利用電爐子消耗電量進(jìn)行調(diào)峰。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述熱用戶是居民采暖用戶和/或工業(yè)用戶；當(dāng)熱用戶是工業(yè)用戶時(shí)，汽輪機(jī)的供熱抽汽為工業(yè)抽汽，電爐子為蒸汽電爐子；當(dāng)熱用戶為居民采暖用戶時(shí)，汽輪機(jī)的供熱抽汽為采暖抽汽，電爐子為蒸汽電爐子或熱水電爐子。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，性能可靠，通過合理的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰；運(yùn)用了本發(fā)明之后，可以實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組的深度調(diào)峰能力，切實(shí)滿足電網(wǎng)對機(jī)組調(diào)峰的需求，具有較高的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的提高熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)熱用戶為工業(yè)用戶時(shí)的供熱系統(tǒng)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中當(dāng)熱用戶為居民采暖用戶時(shí)的供熱系統(tǒng)示意圖。

圖中：1—鍋爐、2—汽輪機(jī)、3—發(fā)電機(jī)、4—凝汽器、5—電爐子、6—減溫減壓裝置、7—熱用戶、8—電流電壓調(diào)節(jié)裝置、9—主蒸汽管、10—熱再熱蒸汽管、11—冷再熱蒸汽管、12—供熱抽汽管、13—主蒸汽支路、14—熱再熱蒸汽支路、15—閥門A、16—閥門B、17—閥門C、18—閥門D、19—閥門E、20—閥門F、21—閥門G、22—閥門H、23—閥門K、24—冷再熱蒸汽支路、25—換熱站、26—閥門J、27—蓄熱裝置、28—閥門M。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例。

參見圖1至圖3，本實(shí)施例中的提高熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)包括鍋爐1、汽輪機(jī)2、發(fā)電機(jī)3、凝汽器4、電爐子5、減溫減壓裝置6、熱用戶7、電流電壓調(diào)節(jié)裝置8、主蒸汽管9、熱再熱蒸汽管10、冷再熱蒸汽管11、供熱抽汽管12、主蒸汽支路13、熱再熱蒸汽支路14、閥門A15、閥門B16、閥門C17、閥門D18、閥門E19、閥門F20、閥門G21、閥門H22、閥門K23和冷再熱蒸汽支路24。

本實(shí)施例中的鍋爐1通過主蒸汽管9和熱再熱蒸汽管10與汽輪機(jī)2連接，汽輪機(jī)2通過冷再熱蒸汽管11與鍋爐1連接，汽輪機(jī)2、發(fā)電機(jī)3、電流電壓調(diào)節(jié)裝置8、電爐子5和熱用戶7依次連接，發(fā)電機(jī)3和電網(wǎng)連接，凝汽器4和汽輪機(jī)2連接，汽輪機(jī)2通過供熱抽汽管12與熱用戶7連接。

本實(shí)施例中的熱再熱蒸汽管10通過熱再熱蒸汽支路14與減溫減壓裝置6連接，閥門D18安裝在熱再熱蒸汽支路14上，主蒸汽管9通過主蒸汽支路13與減溫減壓裝置6連接，閥門B16安裝在主蒸汽支路13上，冷再熱蒸汽支路24的一端連接在冷再熱蒸汽管11上，該冷再熱蒸汽支路24的另一端連接在減溫減壓裝置6上，閥門G21安裝在冷再熱蒸汽支路24上，減溫減壓裝置6通過管路和熱用戶7連接，閥門H22安裝在用于連接減溫減壓裝置6和熱用戶7的管路上。主蒸汽支路13也可以稱為旁路。

本實(shí)施例中的閥門A15安裝在主蒸汽管9上。閥門C17安裝在熱再熱蒸汽管10上。閥門E19和閥門F20均安裝在冷再熱蒸汽管11上，該閥門E19和閥門F20分別位于冷再熱蒸汽支路24的一端的兩側(cè)。閥門K23安裝在供熱抽汽管12上。

本實(shí)施例中的熱用戶7可以是居民采暖用戶和/或工業(yè)用戶。當(dāng)熱用戶7為工業(yè)用戶時(shí)，本實(shí)施例中的梯級調(diào)峰系統(tǒng)還可以包括閥門J26和蓄熱裝置27，蓄熱裝置27通過管路和熱用戶7連接，閥門J26安裝在用于連接蓄熱裝置27和熱用戶7的管路上。當(dāng)熱用戶7是居民采暖用戶時(shí)，本實(shí)施例中的梯級調(diào)峰系統(tǒng)還可以包括換熱站25、蓄熱裝置27和閥門M28，汽輪機(jī)2、電爐子5和減溫減壓裝置6均先與換熱站25連接，換熱站25與熱用戶7連接，蓄熱裝置27通過管路和熱用戶7連接，閥門M28安裝在用于連接蓄熱裝置27和熱用戶7的管路上。

電爐子5生產(chǎn)蒸汽或高溫?zé)崴ㄟ^供熱管輸送給熱用戶7，熱用戶7可以是居民采暖用戶，也可以是工業(yè)用戶；當(dāng)熱用戶7是工業(yè)用戶時(shí)，汽輪機(jī)2的供熱抽汽為工業(yè)抽汽，電爐子5為蒸汽電爐子；當(dāng)熱用戶7為居民采暖用戶時(shí)，汽輪機(jī)2的供熱抽汽為采暖抽汽，電爐子5為蒸汽電爐子或熱水電爐子，經(jīng)減溫減壓裝置6、供熱抽汽管12和電爐子5輸送出的蒸汽或高溫?zé)崴苯虞斔徒o熱用戶7或先進(jìn)入換熱站25進(jìn)行換熱后，產(chǎn)生低溫?zé)崴斔徒o熱用戶7；當(dāng)熱用戶7為工業(yè)用戶時(shí)，蓄熱裝置27為蒸汽蓄熱裝置或其他蓄熱裝置，經(jīng)蒸汽管支路分別與電爐子5、供熱抽汽管12和減溫減壓裝置6連接；當(dāng)熱用戶7為居民采暖用戶時(shí)，蓄熱裝置27為熱水蓄熱裝置或其他蓄熱裝置，經(jīng)熱水管支路與換熱站25或熱用戶7連接。

本實(shí)施例中的提高熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)的運(yùn)行方法的步驟如下：當(dāng)熱電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)，首先發(fā)揮熱電機(jī)組自身調(diào)峰能力，即降低鍋爐1的蒸發(fā)量，減少進(jìn)入汽輪機(jī)2的主蒸汽流量，從而降低機(jī)組負(fù)荷，并利用蓄熱裝置27平衡機(jī)組電負(fù)荷與供熱負(fù)荷之間的匹配關(guān)系；當(dāng)熱電機(jī)組自身調(diào)峰能力有限或熱負(fù)荷較大但電負(fù)荷較小產(chǎn)生熱電矛盾時(shí)，依次通過增大供熱抽汽管12的流量、增大冷再熱蒸汽支路24的蒸汽流量、增大熱再熱蒸汽支路14的蒸汽流量和增大主蒸汽支路13的蒸汽流量，從而降低機(jī)組發(fā)電負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)峰，此時(shí)若供熱抽汽負(fù)荷大于供熱負(fù)荷，利用蓄熱裝置27將多余的熱量蓄存起來，在供熱負(fù)荷高峰時(shí)進(jìn)行釋放來供熱；當(dāng)上述方法仍無法滿足機(jī)組調(diào)峰需求時(shí)，通過電爐子5以電加熱的方式生產(chǎn)蒸汽或高溫?zé)崴蚱渌邷毓べ|(zhì)，用于供熱，從而降低機(jī)組的上網(wǎng)電量，實(shí)現(xiàn)機(jī)組調(diào)峰，當(dāng)供熱量大于外界需求的熱量時(shí)，通過蓄熱裝置27將多余的熱量蓄存起來，在供熱負(fù)荷高峰時(shí)進(jìn)行釋放來供熱。

本實(shí)施例中利用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行電負(fù)荷調(diào)峰時(shí)，調(diào)峰優(yōu)先順序依次如下：優(yōu)先選擇機(jī)組自身調(diào)峰能力進(jìn)行調(diào)峰，其次為增大供熱抽汽管12的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，再次為增大冷再熱蒸汽支路24的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，再次為增大熱再熱蒸汽支路14的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，再次為增大主蒸汽支路13的蒸汽流量進(jìn)行調(diào)峰，最后為利用電爐子5消耗電量進(jìn)行調(diào)峰。

本發(fā)明合理設(shè)計(jì)了提升熱電機(jī)組火電靈活性的梯級調(diào)峰系統(tǒng)及操作方法，運(yùn)用本發(fā)明后，可以充分發(fā)揮熱電機(jī)組的調(diào)峰能力，增強(qiáng)機(jī)組對電網(wǎng)負(fù)荷的響應(yīng)，為電網(wǎng)消納風(fēng)電等新能源提供的廣闊的空間，因此，具有較高的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。