[发明专利]基于热电机组蒸汽梯级利用的多能联供系统及调节方法

说明书

本发明公开了一种基于热电机组蒸汽梯级利用的多能联供系统及调节方法，主要包括锅炉、汽轮机、凝汽器、冷却塔、循环水泵、旋转隔板、背压机、空气压缩机、空气净化装置、空气冷却装置、空气储能装置、空气加热装置、蒸汽用户和压缩空气用户，汽轮机高参数再热蒸汽先用于生产压缩空气以满足空气能用户需求，再用于满足蒸汽用户需求，同时在低压蒸汽用户侧，回收利用蒸汽能来生产压缩空气能以满足空气能用户需求，然后满足低压蒸汽用户需求，且通过空气储能装置以满足电网调峰要求。本发明通过回收高参数蒸汽能以实现节能、增加机组调峰能力以促进电网消纳新能源等措施，为企业及社会创造了显著的经济效益和减排效益，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种基于热电机组蒸汽梯级利用的多能联供系统及调节方法，尤其适用于进行集中供能的热电联产系统。

背景技术

当前，为提高火电机组的综合能源利用效率，并争取更多的发电利用小时数，纯凝机组改供热得到广泛的发展。但是，对于不同工业蒸汽用户，由于各自的工艺不同，所需的蒸汽压力参数也就不尽相同，而对于热电机组来说，仅有一条对外供蒸汽的母管道，即只能对外供一种压力参数的蒸汽。由此造成当热电机组对外供汽的压力较高时，对于低压蒸汽需求用户来说，造成了余压损失。另外，除了工业蒸汽用户之外，还存在着压缩空气用户。而压缩空气用户为了满足自身的压缩空气需求，大部分自建分散式压缩空气生产装置，相比于利用热电联产系统进行集中供气来说，能耗过高，不符合国家节能减排政策及未来碳中和的战略发展。

针对上述技术难题，本发明创造则是基于能量梯级利用原理，将工业蒸汽的供能流程与压缩空气的供能流程进行有效集成，并结合压缩空气储能装置以满足热电联产机组参与电网调峰要求，而进行的发明创造。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、性能可靠的基于热电机组蒸汽梯级利用的多能联供系统及调节方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于热电机组蒸汽梯级利用的多能联供系统，包括锅炉、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器、冷却塔、循环水泵和旋转隔板，所述锅炉的主蒸汽出口与汽轮机高压缸的蒸汽进口连接，所述汽轮机高压缸的蒸汽出口与锅炉的再热蒸汽进口连接，所述锅炉的再热蒸汽出口与汽轮机中压缸的蒸汽进口连接，且在汽轮机中压缸的蒸汽进口安装有第一阀门，所述汽轮机中压缸的蒸汽出口与汽轮机低压缸的蒸汽进口连接，所述汽轮机低压缸的排汽口与凝汽器的蒸汽侧连接，所述凝汽器的循环水侧通过循环回水管和循环供水管分别与冷却塔的出水口和进水口连接，且在冷却塔的出水口安装有循环水泵，所述汽轮机中压缸还安装有旋转隔板，所述旋转隔板的蒸汽出口与工业蒸汽输送管的蒸汽进口端连接，且在旋转隔板的蒸汽出口安装有第三阀门，其特征在于，还包括第一背压机、第一空气压缩机、第一空气净化装置、空气冷却装置、空气储能装置、空气加热装置、低压蒸汽用户、第一高压蒸汽用户、第二高压蒸汽用户、第一压缩空气用户、第二压缩空气用户、第三压缩空气用户、第二背压机、第二空气净化装置和第二空气压缩机，所述第一背压机的蒸汽进口通过再热抽汽管与锅炉的再热蒸汽出口连接，且在再热抽汽管上安装有第二阀门，所述第一背压机的蒸汽出口与工业蒸汽输送管的蒸汽进口端连接，且在第一背压机的蒸汽出口安装有第四阀门，所述第一背压机驱动第一空气压缩机做功，所述第一空气净化装置的空气出口与第一空气压缩机的空气进口连接，且在第一空气净化装置的空气出口安装有第五阀门，所述第一空气压缩机的压缩空气出口与压缩空气输送管的压缩空气进口端连接，且在压缩空气输送管的压缩空气进口端安装有第六阀门，所述空气冷却装置的压缩空气进口与第一空气压缩机的压缩空气出口连接，且在空气冷却装置的压缩空气进口安装有第七阀门，所述空气冷却装置的压缩空气出口与空气储能装置的压缩空气进口连接，且在空气冷却装置的压缩空气出口安装有第八阀门，所述空气储能装置的压缩空气出口与空气加热装置的压缩空气进口连接，且在空气加热装置的压缩空气进口安装有第九阀门，所述空气加热装置的压缩空气出口与压缩空气输送管连接，且在空气加热装置的压缩空气出口安装有第十阀门，所述工业蒸汽输送管的蒸汽出口端连接有第一高压蒸汽用户和第二高压蒸汽用户，且在第一高压蒸汽用户的蒸汽进口安装有第十八阀门，在第二高压蒸汽用户的蒸汽进口安装有第十九阀门，所述工业蒸汽输送管的蒸汽出口端还连接有低压蒸汽用户，且在低压蒸汽用户的蒸汽进口沿着蒸汽流动方向依次安装有第十四阀门、第二背压机和第十五阀门，所述第二背压机驱动第二空气压缩机做功，所述第二空气压缩机的空气进口与第二空气净化装置的空气出口连接，且在第二空气净化装置的空气出口安装有第十六阀门，所述第二空气压缩机的压缩空气出口与压缩空气输送管连接，且在第二空气压缩机的压缩空气出口安装有第十七阀门，所述压缩空气输送管的压缩空气出口端连接有第一压缩空气用户、第二压缩空气用户和第三压缩空气用户，且在第一压缩空气用户的压缩空气进口安装有第十一阀门，在第二压缩空气用户的压缩空气进口安装有第十二阀门，在第三压缩空气用户的压缩空气进口安装有第十三阀门。