电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰系统及方法与流程

本发明属于火电厂深度调峰领域，涉及一种电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰系统及方法。

背景技术：

随着近几年国家电力政策的变化，火电厂主要职能也同时发生转变，由供电主力转变为参与配合电网进行深度调峰。同时国家出台深度调峰电价补贴政策，大大刺激火电厂进行机组深度调峰改造的积极性。当前火电面临产能结构性过剩的风险，新能源面临极大的消纳压力。火电势必为了给新能源发展让路。火电机组面临着深度调峰。对于“三北”地区来说，供暖期的风火矛盾尤为突出，风力资源最好的时期正值冬季供暖期，加之部分省区热电机组占比过高、其他类别调峰电源相对匮乏，不断增长的供热需求和持续增加的清洁能源装机，造成调峰空间非常有限。特别是东北地区，火电绝大部分为热电联产机组，调峰能力仅为10％，影响新能源存量消纳和新能源增量发展，调峰容量的硬缺口造成部分区域新能源限电严重，致使热电机组唯有通过改造实现深度调峰。

目前，参与深度调峰的机组长时间偏离设计值运行，造成机组安全性经济性下降。从采取的技术和改造的实践来看，改造后的机组不同程度地存在锅炉低负荷稳燃和水动力循环的安全性问题、脱硝装置全负荷投入和汽轮机低负荷冷却问题、长期低负荷和快速变负荷时控制系统的灵活性问题、设备运行周期和寿命衰减的问题以及供热机组热电解耦等问题，都需要进一步攻关、优化解决。亟需设计一种适用于电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰系统及方法，系统简单、投资小、深度调峰潜力大等优点，来实现火电厂机组深度调峰。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰系统及方法，该系统及方法满足火电厂机组灵活深度调峰的要求，且具有系统简单、投资成本低及深度调峰潜力大的特点。

为达到上述目的，本发明所述的电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰系统包括锅炉、低温熔盐罐、熔盐再热蒸汽换热器、高温熔盐罐、热网回水管道、热网供水管道、低温再热蒸汽输入管道、低温再热器入口集箱、汽轮机及发电机；

锅炉内沿烟气流动方向依次布置有墙式低温再热器、中温再热器、高温再热器、熔盐高温烟气换热器、低温过热器、省煤器及空气预热器；

低温熔盐罐的出口经熔盐高温烟气换热器及熔盐再热蒸汽换热器的吸热侧与高温熔盐罐的放热侧入口相连通，高温熔盐罐的放热侧出口与低温熔盐罐的入口相连通；

热网回水管道的出口与高温熔盐罐的吸热侧入口相连通，高温熔盐罐的吸热侧出口与热网供水管道相连通；

低温再热蒸汽输入管道与低温再热器入口集箱相连通，低温再热器入口集箱的出口经墙式低温再热器、中温再热器及高温再热器后分为两路，其中一路与汽轮机相连通，另一路经熔盐再热蒸汽换热器的放热侧与低温再热器入口集箱的入口相连通，汽轮机与发电机相连接。

低温熔盐罐的出口经第一循环泵、第一调节阀、熔盐高温烟气换热器、第二调节阀、熔盐再热蒸汽换热器的吸热侧、第二循环泵、高温熔盐罐、第三调节阀及第三循环泵与低温熔盐罐的入口相连通。

高温再热器的出口分为两路，其中一路经第四调节阀与汽轮机相连通，另一路经第五调节阀与熔盐再热蒸汽换热器的放热侧相连通。

热网回水管道上设置有第六调节阀，热网供水管道上设置有第七调节阀。

还包括锅炉给水管道以及设置于锅炉给水管道上的第八调节阀，其中，锅炉给水管道与高温熔盐罐的吸热侧入口相连通。

还包括省煤器入口管道以及设置于省煤器入口管道上的第九调节阀，其中，省煤器入口管道与高温熔盐罐的吸热侧出口相连通。

一种电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰方法包括以下步骤：

当火电机组需要深度调峰时，打开第二调节阀及第一调节阀，低温熔盐罐内的熔盐通过第一循环泵进入到熔盐高温烟气换热器内吸收高温烟气的热量，然后通过第二循环泵送入到高温熔盐罐内储热，与此同时，打开第四调节阀和第五调节阀，高温再热器输出的蒸汽分为两路，其中一路送入到汽轮机中，以带动发电机发电；另一路送入熔盐再热蒸汽换热器内与熔盐进行换热，换热后的再热蒸汽送入到低温再热器入口集箱中，与低温再热蒸汽混合，然后再进入到墙式低温再热器、中温再热器及高温再热器中进行吸热升温；

当火电机组发电供电需求增加时，则关闭第五调节阀、第二调节阀及第一调节阀，打开第三调节阀、第六调节阀及第七调节阀，热网回水进入到高温熔盐罐内进行换热升温，然后进行供热，此时，锅炉产生的热量全部用于加热工质水，产生的蒸汽全部进入汽轮机内，以带动发电机发电，提高发电机的发电量。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰系统及方法在具体操作时，当机组需要深度调峰时，则将低温熔盐罐内的熔盐送入熔盐高温烟气换热器中吸收高温烟气的热量，然后存储到高温熔盐罐内，同时将高温再热器输出蒸汽的一部分送入到熔盐再热蒸汽换热器中放热，以减少进入到汽轮机中的蒸汽量，继而减少发电机的发电量；当火电机组发电供电需求增加时，则将锅炉产生的热量全部用于加热工质水，产生的蒸汽全部进入汽轮机内，以带动发电机发电，提高发电机的发电量，同时利用高温熔盐罐内的高温熔盐对热网回水进行加热，以满足供热需要求，同时满足火电厂机组灵活深度调峰的要求，且具有系统简单、投资成本低及深度调峰潜力大的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为锅炉、2为墙式低温再热器、3为中温再热器、4为高温再热器、5为低温过热器、6为省煤器、7为空气预热器、8为汽轮机、9为发电机、10为低温再热器入口集箱、11为熔盐高温烟气换热器、12为熔盐再热蒸汽换热器、13为第二循环泵、14为高温熔盐罐、15为第三循环泵、16为低温熔盐罐、17为第一循环泵、18为第四调节阀、19为第五调节阀、20为第二调节阀、21为第一调节阀、22为第三调节阀、23为第八调节阀、24为第六调节阀、25为第七调节阀、26为第九调节阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰系统包括锅炉1、低温熔盐罐16、熔盐再热蒸汽换热器12、高温熔盐罐14、热网回水管道、热网供水管道、低温再热蒸汽输入管道、低温再热器入口集箱10、汽轮机8及发电机9；锅炉1内沿烟气流动方向依次布置有墙式低温再热器2、中温再热器3、高温再热器4、熔盐高温烟气换热器11、低温过热器5、省煤器6及空气预热器7；低温熔盐罐16的出口经熔盐高温烟气换热器11及熔盐再热蒸汽换热器12的吸热侧与高温熔盐罐14的放热侧入口相连通，高温熔盐罐14的放热侧出口与低温熔盐罐16的入口相连通；热网回水管道的出口与高温熔盐罐14的吸热侧入口相连通，高温熔盐罐14的吸热侧出口与热网供水管道相连通；低温再热蒸汽输入管道与低温再热器入口集箱10相连通，低温再热器入口集箱10的出口经墙式低温再热器2、中温再热器3及高温再热器4后分为两路，其中一路与汽轮机8相连通，另一路经熔盐再热蒸汽换热器12的放热侧与低温再热器入口集箱10的入口相连通，汽轮机8与发电机9相连接。

低温熔盐罐16的出口经第一循环泵17、第一调节阀21、熔盐高温烟气换热器11、第二调节阀20、熔盐再热蒸汽换热器12的吸热侧、第二循环泵13、高温熔盐罐14、第三调节阀22及第三循环泵15与低温熔盐罐16的入口相连通。

高温再热器4的出口分为两路，其中一路经第四调节阀18与汽轮机8相连通，另一路经第五调节阀19与熔盐再热蒸汽换热器12的放热侧相连通。

热网回水管道上设置有第六调节阀24，热网供水管道上设置有第七调节阀25；本发明还包括锅炉给水管道以及设置于锅炉给水管道上的第八调节阀23，其中，锅炉给水管道与高温熔盐罐14的吸热侧入口相连通；本发明还包括省煤器入口管道以及设置于省煤器入口管道上的第九调节阀26，其中，省煤器入口管道与高温熔盐罐14的吸热侧出口相连通。

本发明所述的电站锅炉高温烟气耦合再热蒸汽储热深度调峰方法包括以下步骤：

当火电机组需要深度调峰时，打开第二调节阀20及第一调节阀21，低温熔盐罐16内的熔盐(180℃～200℃)通过第一循环泵17进入到熔盐高温烟气换热器11内吸收高温烟气(烟气温度550～600℃)热量，使低温熔盐加热到400℃，然后通过第二循环泵13送入到高温熔盐罐14内储热，以减少锅炉1尾部低温过热器5、省煤器6及空气预热器7的吸热量，减少锅炉主蒸汽的流量，减少发电量。

同时在此基础上，打开第四调节阀18和第五调节阀19，高温再热器4输出的蒸汽(540℃、1.3mpa)一部分送入到汽轮机8中，以带动发电机9发电；另一部分送入熔盐再热蒸汽换热器12内与400℃的熔盐进行换热，将熔盐加热到480～500℃，换热后的再热蒸汽温度为280～300℃，然后送入到低温再热器入口集箱10中，与低温再热蒸汽混合，然后再进入到墙式低温再热器2、中温再热器3及高温再热器4中进行吸热升温。

当火电机组发电供电需求大时，则关闭第五调节阀19、第二调节阀20及第一调节阀21，打开第三调节阀22、第八调节阀23或者第六调节阀24、第九调节阀26或者第七调节阀25，热网回水(50℃)进入到高温熔盐罐14内进行换热，将热网水加热到100℃后进行供热，以减少汽轮机8的抽气量，提高发电机9的发电量，或将锅炉1给水(150℃)送入到高温熔盐罐14内进行换热，将锅炉1给水加热到200℃后送入到省煤器6中，减少汽轮机8的抽气，提高发电机9的发电量。

此时，锅炉1产生的热量全部用于加热工质水，产生的蒸汽全部进入汽轮机8内，以带动发电机9发电，提高发电机9的发电量。

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