[发明专利]一种具有自调节功能的锅炉系统

说明书

本发明公开了一种具有自调节功能的锅炉系统，包括锅炉本体、储能模块、调节循环管路和供能循环管路，调节循环管路中连接载热介质动力驱动装置，调节循环管路一端设置在锅炉炉膛内，另一端与储能模块连通，调节循环管路内部填充载热介质，所述载热介质为在至少450℃条件下不发生物理或化学反应的气体，载热介质由载热介质动力驱动装置驱动流转，并分别在锅炉炉膛和储能模块中形成两次换热；储能模块包括封装组件、储能材料和外周设置的保温绝热层；供能循环管路将储能模块与外界负荷侧管路连通。本发明通过调节循环管路中的载热介质实现炉膛内热能与储能模块间的储能，满足锅炉按需调节运行的要求，提高锅炉本体燃烧控制的灵活性。

技术领域

本发明涉及锅炉供暖技术领域，具体涉及一种具有自调节功能的锅炉系统。

背景技术

在实际运行中，锅炉燃烧的稳定性、用户端负荷的稳定性对锅炉机组及整个发电厂运行的安全、经济都有极大的影响。在安全方面，燃烧过程不稳定将引起参数波动；炉膛温度过低将影响燃料的正常燃烧，容易引起炉膛灭火；炉膛温度过高可能引起水冷壁结渣或烧损设备，因此燃烧调节得当则是锅炉安全可靠运行的必要条件。在经济方面，锅炉燃烧的好坏直接影响锅炉运行的经济性，燃烧过程的经济性要求合理的风、料配合，一、二次风配比合理。在环保方面，因锅炉燃烧不稳定，环保系统无法正常运行，易造成二氧化硫、氮氧化物等排放指标难以达到环保要求。因此，无论在正常稳定工况还是在变工况运行时，对燃烧调节得当，就可以减少锅炉各项热损失，提高锅炉效率。避免用户端负荷的波动，影响整个锅炉运行。

目前锅炉燃烧调节主要通过调节燃料量、送风量及一、二次风配比的手段进行，当锅炉负荷波动时，由于锅炉本体的热惯性及燃烧惯性大，调节燃料量、送风量及配比的方式存在一定的滞后性，锅炉炉温不能瞬间提高或降低，其响应速度远远滞后于外界负荷的变化速度。其次，如果外界负荷低于锅炉燃烧要求的最低负荷时，锅炉参数将无法保证，且锅炉效率很低。

现有取能储能系统多为低谷电、锅炉尾部烟气等余热取能，储能多为通过相变材料、熔融盐等进行储能放能。其作用主要为对余热进行储存，需要时再释放，而不考虑锅炉本身性能的提高和储能对整体系统的调节。

发明内容

针对现有技术存在问题，本发明提供一种具备运行具有自调节功能的锅炉系统，可以解决锅炉燃烧不稳定和用户端负荷波动对全系统安全性和经济性的影响。

本发明为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：

一种具有自调节功能的锅炉系统，包括锅炉本体、储能模块、调节循环管路和供能循环管路，调节循环管路中连接载热介质动力驱动装置，调节循环管路一端设置在锅炉炉膛内，另一端与储能模块连通，调节循环管路内部填充载热介质，所述载热介质为在至少450℃条件下不发生物理或化学反应的气体，载热介质由载热介质动力驱动装置驱动流转，并分别在锅炉炉膛和储能模块中形成两次换热；储能模块包括封装组件、封装组件内部填充的储能材料、以及封装组件外周设置的保温绝热层；供能循环管路将储能模块与外界负荷侧管路连通。

进一步地，所述载热介质为耐温至少600℃的高温空气、蒸汽或二氧化碳气体。采用耐600℃以上的高温空气、蒸汽或二氧化碳等可载高品质热的稳定气体(不发生物理或化学反应)，可在实现600℃以上长期、稳定工作。

进一步地，所述储能材料的耐温至少1500℃，热系数不小于0.5℃/m·K。

进一步地，调节循环管路通过与之连通的过热器与锅炉炉膛进行换热。

进一步地，锅炉系统的调节方式：当外界负荷大于锅炉稳定负荷时，热量由锅炉本体和储能模块同时提供；当外界负荷小于锅炉稳定负荷时，锅炉本体通过向储能模块供热并储能。