电极锅炉与蓄热水罐联合调峰装置的制作方法

本实用新型涉及电力调峰技术领域，是一种电极锅炉与蓄热水罐联合调峰装置。

背景技术：

近年来，我国新疆地区电力市场火电机组装机容量过剩，尤其是冬季供暖期，为了保证民生，保证市区集中供热的顺利，热电联产火力发电机组必须按照电网核定的最小运行工况带电负荷和热负荷，在保证机组供热的前提下，热电联产机组无法降低电负荷，电网的负荷调整空间受限，导致光伏、风电等新能源出现弃风、弃光现象，尤其在我国东北、西北地区尤其明显，无论是热电联产机组还是纯凝机组，受限于锅炉稳燃和火电脱硫脱硝工况，以及现有机组不能随时满足电网深度调峰要求，以致火力发电机组陷入无法实现深度调峰的困境。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种电极锅炉与蓄热水罐联合调峰装置，克服了上述现有技术之不足，其引入电极锅炉参与深度调峰，提高火电机组给水温度，减少抽汽量，提高火电机组做功能力，既能有效参与电网深度调峰，又能节约原煤使用量。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种电极锅炉与蓄热水罐联合调峰装置，包括电极锅炉、第一板式换热器、第二板式换热器、汽轮机低压缸、5号低压加热器、6号低压加热器、7号低压加热器和凝汽器，汽轮机低压缸的蒸汽出口与7号低压加热器的汽侧通道进口连通，7号低压加热器的汽侧通道出口与凝汽器的进口连通，凝汽器的出口与7号低压加热器的水侧通道进口通过第一管线连通，7号低压加热器的水侧通道出口与6号低压加热器的水侧通道进口连通，6号低压加热器的水侧通道出口与5号低压加热器的水侧通道进口连通；电极锅炉下部出水口与第一板式换热器一次侧通道进口连通，电极锅炉上部回水口与第一板式换热器一次侧通道出口连通，第一板式换热器二次侧通道出口与第二板式换热器的一次侧通道进口通过第一进水管线连通，第二板式换热器的一次侧通道出口与第一板式换热器二次侧通道进口通过第一回水管线连通，在第二板式换热器二次侧通道出口与第一管线之间连通有第二回水管线，在第二板式换热器二次侧通道进口与第一管线之间连通有第二进水管线，在第二进水管线与第二回水管线之间的第一管线上串接有阀门，在第二回水管线与7号低压加热器的水侧通道进口之间的第一管线与6号低压加热器的水侧通道进口之间连通有第一支管线，在第一支管线、第二进水管线和第二回水管线上均串接有阀门，在第一支管线与7号低压加热器的水侧通道进口之间的第一管线上串接有阀门。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述还包括第三板式换热器和冷-热水混合器，第三板式换热器的一次侧通道进口与第一进水管线通过第三进水管线连通，第三板式换热器的一次侧通道出口与第一回水管线通过第三回水管线连通，第三板式换热器的二次侧通道出口与冷-热水混合器的第一进出口通过第四进水管线连通，第三板式换热器的二次侧通道进口与第一回水管线通过第一热水管线连通，第一进水管线与冷-热水混合器的第二进出口通过第二热水管线连通，第四进水管线、第一热水管线和第二热水管线上均串接有阀门。

上述还包括蓄热水罐，冷-热水混合器的第三进出口与蓄热水罐下部进水口通过蓄热管线连通，在蓄热管线上串接有循环泵，在循环泵与蓄热水罐下部进水口之间的蓄热管线上串接有第一阀门，在循环泵出水口与第一阀门的蓄热管线与蓄热水罐上部出水口之间连通有放热管线，放热管线上串接有阀门，冷-热水混合器的第三进出口与循环泵的进水口之间的蓄热管线上串接有阀门。

上述第二进水管线与凝汽器的出口的第一管线上串接有凝结水泵。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在电网有调峰需求时，电极锅炉1通过第二板式换热器加热凝结水，升温后的凝结水不进入7号低压加热器，不再与汽轮机低压缸排汽进行换热，而是进入6号低压加热器水侧通道，同时6号低压加热器汽侧通道的抽汽阀关闭，不再抽汽，即不对6号低压加热器水侧通道进行加热，6号低压加热器水侧通道不是换热通道，其仅起到管道输送凝结水的作用，然后升温后的凝结水再按正常的流程进入5号低压加热器水侧通道进入除氧器进行除氧和加热，整个流程节省了6号低压加热器的蒸汽；其在调峰需求结束后，蓄水水罐放热以提升凝结水温度。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的工艺流程图。

附图中的编码分别为：1为电极锅炉，2为第一板式换热器，3为第二板式换热器，4为汽轮机低压缸，5为5号低压加热器，6为6号低压加热器，7为7号低压加热器，8为凝汽器，9为第一管线，10为第一进水管线，11为第一回水管线，12为第二回水管线，13为第二进水管线，14为阀门，15为第一支管线，16为除氧器，17为第三板式换热器，18为冷-热水混合器，19为第三进水管线，20为第三回水管线，21为第四进水管线，22为第一热水管线，23为第二热水管线，24为蓄热水罐，25为蓄热管线，26为循环泵，27为第一阀门，28为放热管线，29为凝结水泵。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该电极锅炉与蓄热水罐联合调峰装置包括电极锅炉1、第一板式换热器2、第二板式换热器3、汽轮机低压缸4、5号低压加热器5、6号低压加热器6、7号低压加热器7和凝汽器8，汽轮机低压缸4的蒸汽出口与7号低压加热器7的汽侧通道进口连通，7号低压加热器7的汽侧通道出口与凝汽器8的进口连通，凝汽器8的出口与7号低压加热器7的水侧通道进口通过第一管线9连通，7号低压加热器7的水侧通道出口与6号低压加热器6的水侧通道进口连通，6号低压加热器6的水侧通道出口与5号低压加热器5的水侧通道进口连通；电极锅炉1下部出水口与第一板式换热器2一次侧通道进口连通，电极锅炉1上部回水口与第一板式换热器2一次侧通道出口连通，第一板式换热器2二次侧通道出口与第二板式换热器3的一次侧通道进口通过第一进水管线10连通，第二板式换热器3的一次侧通道出口与第一板式换热器2二次侧通道进口通过第一回水管线11连通，在第二板式换热器3二次侧通道出口与第一管线9之间连通有第二回水管线12，在第二板式换热器3二次侧通道进口与第一管线9之间连通有第二进水管线13，在第二进水管线13与第二回水管线12之间的第一管线9上串接有阀门14，在第二回水管线12与7号低压加热器7的水侧通道进口之间的第一管线9与6号低压加热器6的水侧通道进口之间连通有第一支管线15，在第一支管线15、第二进水管线13和第二回水管线12上均串接有阀门14，在第一支管线15与7号低压加热器7的水侧通道进口之间的第一管线9上串接有阀门14。

现有火力发电机组凝结水的工作流程：汽轮机的蒸汽在汽轮机低压缸4内做完功后，通过7号低压加热器7的换热冷却，再进入凝汽器8冷凝成凝结水，凝结水通过凝结水泵29打循环至7号低压加热器7的水侧通道进行加热，再进入6号低压加热器6进行二次加热（水-汽换热），之后再进入5号低压加热器5进行换热（水-汽换热），加热至额定温度的水进入除氧器16进行除氧和加热，最后进入另外一级的加热系统。

本实用新型针对火力发电机组凝结水由凝结水泵29至除氧器16这一段工艺流程进行改造，在电网有调峰需求时（例如电网用电低谷时段），电极锅炉1通过第二板式换热器3加热凝结水，升温后的凝结水不进入7号低压加热器7，不再与汽轮机低压缸4排汽进行换热，因为此时的凝结水温度已达到100多度，而是通过第一支管线15进入6号低压加热器6水侧通道，同时6号低压加热器6汽侧通道的抽汽阀关闭，不再抽汽，即不对6号低压加热器6水侧通道进行加热，6号低压加热器6水侧通道不是换热通道，而是仅起到管道输送凝结水的作用，然后升温后的凝结水再按正常的流程进入5号低压加热器5水侧通道进入除氧器16进行除氧和加热，整个流程节省了6号低压加热器6的蒸汽。

如此操作，引入电极锅炉1参与深度调峰，不仅能够提高火力发电机组（后续简称为机组）的给水温度，减少抽汽量，让更多的蒸汽能够用于机组做功，提高机组做功能力，有效达到电网深度调峰的目的，而且节约机组原煤使用量，达到节能、环保的目的。

具体的，在调峰过程中，当电网有调峰需求时，电极锅炉1启动，电极锅炉1内部一次水与其外部的二次水通过第一板式换热器2进行换热，使第一板式换热器2的出水温度达到额定温度，第一板式换热器2的热水再与第二板式换热器3进行换热，电极锅炉1的热能通过第二板式换热器3进入机组进行实时消纳，提高机组给水温度。

本实用新型的使用，不仅可以使机组进行深度调峰，有效缓解西北地区因电力过剩而产生的弃风、弃光现象，为清洁能源上网提供辅助服务；而且有效解决现有在非供暖期热电机组或纯凝机组不能进行深度调峰的技术难题；另外，本实用新型的使用，明确设计出了一种深度调峰的解决方案，详细说明了解决的工艺流程，比现有的通过电极锅炉1进行调峰的方案更加清晰、明确，具有可操作性。

可根据实际需要，对上述电极锅炉与蓄热水罐联合调峰装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，还包括第三板式换热器17和冷-热水混合器18，第三板式换热器17的一次侧通道进口与第一进水管线10通过第三进水管线19连通，第三板式换热器17的一次侧通道出口与第一回水管线11通过第三回水管线20连通，第三板式换热器17的二次侧通道出口与冷-热水混合器18的第一进出口通过第四进水管线21连通，第三板式换热器17的二次侧通道进口与第一回水管线11通过第一热水管线22连通，第一进水管线10与冷-热水混合器18的第二进出口通过第二热水管线23连通，第四进水管线21、第一热水管线22和第二热水管线23上均串接有阀门14。

增加第三板式换热器17后，电极锅炉1的一部分热能通过第二板式换热器3进入机组进行实时消纳，消纳不了的另一部分热能经第三板式换热器17与第二板式换热器3的回水换热后，进入冷-热水混合器18与第二板式换热器3的出水进行混合，混合成额定温度的热水并进行储存，当调峰结束后，可利用这部分热水提高机组凝结水温度，将热水依序经冷-热水混合器18、第二热水管线23送入第二板式换热器3的一次侧通道与机组凝结水换热，不仅提高机组的给水温度，而且充分回收利用电极锅炉1多余热能。

如附图1所示，还包括蓄热水罐24，冷-热水混合器18的第三进出口与蓄热水罐24下部进水口通过蓄热管线25连通，在蓄热管线25上串接有循环泵26，在循环泵26与蓄热水罐24下部进水口之间的蓄热管线25上串接有第一阀门27，在循环泵26出水口与第一阀门27的蓄热管线25与蓄热水罐24上部出水口之间连通有放热管线28，放热管线28上串接有阀门14，冷-热水混合器18的第三进出口与循环泵26的进水口之间的蓄热管线25上串接有阀门14。

将第三板式换热器17二次水与第二板式换热器3一次回水在冷-热水混合器18混合成为额定温度不高于95℃的热水（温度过高，会破坏蓄热水罐24内涂层），再通过循环泵26将热水打至蓄热水罐24进行热量的储存。

当调峰结束后，蓄热水罐24放热水，将蓄热水罐24内的热水经第二热水管线23打入第二板式换热器3一次侧通道，继续与机组凝结水换热，直至将蓄热水罐24的热水换热至与机组凝结水温度相同后，停止蓄热水罐24放热操作。

本实用新型通过引入电极锅炉1参与深度调峰，将产生的多余热能通过水-水换热的方式进行回收利用（利用蓄热水罐24蓄热），不仅提高机组给水温度，减少抽汽量，提高机组做功能力，既能有效参与电网深度调峰，又能节约原煤使用量，达到节能、环保的目的。

如附图1所示，在第二进水管线13与凝汽器8的出口的第一管线9上串接有凝结水泵29。

综上所述，本实用新型基于电极锅炉1与蓄热水罐24相结合，提高火力发电机组深度调峰能力，同时利用电极锅炉1和蓄热水罐24储存的热能通过水-水换热的方法，加热凝结水，提高凝结水温度，减少机组抽汽，从而节约燃煤使用量，使本实用新型既节约了燃煤使用量，又配合电网完成了深度调峰工作，为电网的安全和新能源有效上网提供了技术支持。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：

当需要调峰时，电极锅炉1启动，关闭第二进水管线13与第二回水管线12的阀门14，汽轮机的蒸汽在汽轮机低压缸4内做完功后，通过7号低压加热器7的换热冷却，再进入凝汽器8冷凝成凝结水，电极锅炉1内部一次水与其外部的二次水通过第一板式换热器2进行换热，第一板式换热器2的热水再与第二板式换热器3进行换热，电极锅炉1的一部分热能经第二板式换热器3与凝结水换热，即从凝汽器8出来的凝结水经第二进水管线13进入第二板式换热器3二次侧通道进行换热，换热后的凝结水再依序经第二回水管线12、第一支管线15进入6号低压加热器6的水侧通道，这时6号低压加热器6的汽侧通道连通的蒸汽管线上的抽汽阀关闭，不再抽汽，之后凝结水再按正常的流程进入5号低压加热器5和除氧器16；

电极锅炉1的另一部分热能经第三板式换热器17与第二板式换热器3的一次侧回水换热后，进入冷-热水混合器18与第二板式换热器3的一次侧出水进行混合，混合成额定温度的热水后，再通过循环泵26将热水经蓄热管线25从蓄热水罐24下部打入蓄热水罐24内进行热量储存；

当调峰结束后，可利用这部分热水提高机组凝结水温度，将热水依序经冷-热水混合器18、第二热水管线23送入第二板式换热器3的一次侧通道与机组凝结水换热，不仅提高机组的给水温度，而且充分回收利用电极锅炉1多余热能；

蓄热水罐24放热水时，将蓄热水罐24内的热水依序经放热管线28、第二热水管线23打入第二板式换热器3一次侧通道，与凝结水换热，直至将蓄热水罐24的热水换热至与凝结水温度相同后，停止蓄热水罐24放热操作。

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