[发明专利]一种火电厂空气分离装置调峰系统及调峰方法

说明书

本发明公开了一种火电厂空气分离装置调峰系统，所述调峰系统包括火电厂发电机组，所述火电厂发电机组包括大汽轮机(2)、发电机(3)及调峰控制模块，所述调峰控制模块接受电网调度中心的调峰指令；所述空气分离装置与发电机(3)和/或火电厂发电机组的蒸汽管道相连通，所述调峰控制模块能够将发电机(3)的电力和/或火电厂组的蒸汽调至空气分离装置，以驱动空气分离装置；本发明有效利用火力发电机组的调峰结余电量、热能满足空气分离装置的设备供能，减少外界补充驱动空气分离装置的能耗，避免资源浪费，提高能源利用率，使现代火力发电厂转型成为电能、热能、压缩空气能以及各种空气分离气体产品的综合性工厂。

技术领域

本发明涉及空气分离和火电调峰技术领域，更具体地说，涉及一种利用火电厂调峰电力或调峰蒸汽给空气分离装置供能的系统及调峰方法。

背景技术

现阶段，我国电力系统中电能产量及容量富裕，燃机、抽水蓄能等可进行调峰，以解决电源稀缺问题；目前电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足。

现有技术中，火电厂调峰工作已成为电网运行中较为突出的矛盾。目前国内火电灵活性调峰改造均是针对冬季供热机组，而如何进行夏季调峰是摆在众多火电厂面前的一个难题，为了满足电网调峰需求，最大程度的降低调峰过程中能源的浪费，以及电厂在激烈竞争中的生存需要，深度进行调峰的改革势在必行。

另外一方面，大型空气分离装置在钢铁、化工和合成氨工业中应用越来越广泛，大型空气分离装置新项目实施越来越多，其能耗所占社会总耗能逐年增加。

空气分离设备是以空气为原料，通过深冷空气分离、变压吸附或膜分离三种方法中的任意一种对空气进行分离。其中应用最为成熟的是深冷空气分离方法，该方法通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏从液态空气中逐步分离出氧气、氮气及氩气等惰性气体的方法。

目前我国生产的空气分离设备的形式、种类繁多。有生产气态氧、气态氮的装置，如制氧机；也有生产液态氧、液态氮的装置。但就其基本流程而言，主要有四种，即高压、中压、高低压和全低压流程。我国空气分离设备的生产规模早期只能生产20m³/h(氧)的制氧机，目前的特大型空气分离设备已具有生产20000m³/h、30000m³/h和50000m³/h(氧)的能力。

从工艺流程来说，空气分离设备可以分为5个基本系统：杂质的净化系统：主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置，净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等。空气冷却和液化系统：主要由空气压缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成，起到使空气深度冷冻的作用。空气精馏系统：主要部件为精馏塔(上塔、下塔)、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节流阀；起到将空气中各种组分分离的作用。加温吹除系统：用加温吹除的方法使净化系统再生。仪表控制系统：通过各种仪表对整个工艺进行控制。综上所述，大型空气分离装置的高耗能成为阻碍空气分离行业发展的重要瓶颈。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种利用调峰电力或调峰蒸汽为空气分离装置供能，并利用空气分离装置的气体产物对外提供冷量、热量、压缩空气和空分终端气体产品的能量利用率高的火电厂空气分离装置调峰系统。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种火电厂空气分离装置调峰系统，所述调峰系统包括火电厂发电机组，所述火电厂发电机组包括大汽轮机、发电机及调峰控制模块，所述调峰控制模块接受电网调度中心的调峰指令；所述空气分离装置与发电机和/或火电厂发电机组的蒸汽管道相连通，所述调峰控制模块能够将发电机的电力和/或火电厂组的蒸汽调至空气分离装置，以驱动空气分离装置。

优选的，所述空气分离装置的驱动蒸汽来自火电厂发电机组大汽轮机的抽汽管道或电厂主蒸汽管道。