[发明专利]基于固体储热的热电解耦系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于固体储热的热电解耦系统，包括固体储热系统，固体储热系统用于储存热电机组的蒸汽热量，并能将热量释放给热用户；固体储热系统连接有以下管路：用于导入热电机组蒸汽热量的热源导入管路；用于排放疏水的有疏水排放管路；热网水导入管路，该管路用于导入热用户排放的低温水至固体储热系统中进行换热升温；热网水导出管路，该管路用于将升温后的水输送至热用户。解决了现有解耦技术供热经济性较差、改造投资较大或储热罐占地面积大的问题。

【技术领域】

本发明属于燃煤发电热电联产技术领域，具体涉及基于固体储热的热电解耦系统及其工作方法。

【背景技术】

当前，供热的电厂机组多为带有凝汽器的抽汽式机组，非采暖季以供电为主，采暖季通过抽取一部分汽轮机乏汽满足采暖负荷，绝大多数供热机组均采取汽轮机中压缸排汽供热方式，而受汽轮机低压缸最小冷却流量的限制，在机组供热量一定的情况下，机组发电负荷不能低于某一限值，这种“以热定电”的模式限制了供热机组在供热期的深度调峰能力，这也是我国三北地区供暖期调峰困难、弃风弃光现象严重的重要原因。由于供热季热电联产机组的电力负荷调节能力下降，出现了电负荷调节与热负荷调节矛盾，为了解决这一矛盾，需要打破热电联产机组热—电刚性耦合关系，实现热—电灵活调节。目前主要的解耦技术有：汽轮机旁路供热，切除低压缸供热，热水罐储热供热，电锅炉或电热泵供热技术。

汽轮机旁路技术方案能最大程度地实现热电解耦，可达到“停机不停炉”的效果。不足之处在于供热经济性较差。此外，在方案设计中需要对各路蒸汽流量进行精确的匹配，保持汽轮机转子的推力平衡，确保高压缸末级叶片的运行安全性，防止受热面超温，并且还应确保旁路供热时的运行安全性，对设计和运营要求高。

切除低压缸技术能使机组在原供热能力的基础上增加20％左右的供热能力，由于减少了低压缸排汽的冷源损失热经济性好，但该项技术调节能力有限，目前技术手段还不太成熟，无法准确预估出汽轮机低压缸长期“空转”对机组的影响。

热水罐储热技术是通过设置热水罐存储热量，作为电网负荷较低时机组供热抽汽的补充或热量的存储，间接实现热电解耦。储热罐供热技术对机组原热力系统的改造少，供热经济性较好，不足之处在于改造投资较大，储热罐占地面积大，且不适用于长期连续调峰。

电锅炉或电热泵供热技术是指在电源侧设置电锅炉、电热泵等，在低负荷抽汽供热不足时，通过电热或电蓄热的方式将电能转换为热能，补充供热所需，从而实现热电解耦。该技术改造投资大，且机组热经济性较差。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种基于固体储热的热电解耦系统及其工作方法，以解决现有解耦技术供热经济性较差、改造投资较大或储热罐占地面积大的问题。

本发明所采取的技术方案是：基于固体储热的热电解耦系统，包括固体储热系统，固体储热系统用于储存热电机组的蒸汽热量，并能将热量释放给热用户；

固体储热系统连接有以下管路：用于导入热电机组蒸汽热量的热源导入管路；用于排放疏水的有疏水排放管路；热网水导入管路，该管路用于导入热用户排放的低温水至固体储热系统中进行换热升温；热网水导出管路，该管路用于将升温后的水输送至热用户。

进一步的，还包括水加热换热系统，水加热换热系统分别通过水加热换热系统出水管和热网回水母管连接至热用户，并形成回路；水加热换热系统还连接有导入热电机组蒸汽热量的管道、以及用于排放疏水的管道。

进一步的，固体储热系统包括串联或并联的若干个储热模块。

进一步的，储热模块为无机非金属类固体储热材料，每个储热模块外设置有多组换热管，储热模块和换热管外层均包裹有保温层。

进一步的，还包括热电机组，热电机组通过抽汽供热母管与热源导入管路相连接，热电机组通过抽汽供热母管与水加热换热系统相连接。