本發(fā)明涉及火電機組靈活性調峰領域，具體涉及一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法。

背景技術：

1、目前，風光裝機占比和電量占比快速上升，伴隨著新能源入網(wǎng)比例提高，電力系統(tǒng)靈活性不足的問題逐漸顯現(xiàn)。提高火電機組的深度調峰能力，可有效促進新能源電力消納，助力能源系統(tǒng)低碳轉型。

2、目前，火電機組儲熱型靈活性改造技術路線較多，主流儲熱技術有熔鹽儲熱、電鍋爐水儲熱、固體儲熱等。其中，熔鹽儲熱技術被認為是提高火電機組調峰能力最為經(jīng)濟、可行的技術路線。

3、在當前電力現(xiàn)貨市場背景下，上網(wǎng)電價分為“峰/平/谷”電價。低谷電價時段普遍存在電價倒掛問題，機組上網(wǎng)電量越多則虧損越大。

4、熔鹽儲熱技術通常采用“低儲高放”的調峰方法，即在電價低谷時段進行儲能從而降低機組發(fā)電負荷，在電價高峰進行釋能從而增加機組發(fā)電負荷，使機組發(fā)電負荷變化趨勢跟上網(wǎng)電價變化趨勢保持一致，從而提升火電機組的靈活性，提高機組的盈利能力。該種調峰方法在純凝發(fā)電機組中被普遍應用。

5、抽背壓機組是一種熱電聯(lián)產(chǎn)機組，采用“以熱定電”運行模式，根據(jù)供熱負荷的大小來確定發(fā)電量，當供熱負荷恒定時，機組的發(fā)電負荷也是確定的。為了保證熱力供應，抽背壓機組不得不維持在高負荷水平，受當前電力現(xiàn)貨政策影響，在低谷電價時段的發(fā)電虧損問題特別突出。受“以熱定電”運行模式限制，常規(guī)的熔鹽儲熱型“低儲高放”調峰方法不適用于抽背壓機組。

6、上述問題限制了抽背壓機組在電力現(xiàn)貨背景下的市場應用，需要提出一種新的、改進型技術解決方案，提升抽背壓機組的靈活性，適應電力現(xiàn)貨市場情況，減少機組低谷電價時段的發(fā)電虧損。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，在不破壞抽背壓機組“以熱定電”運行模式、不改變背壓參數(shù)的前提下，通過在鍋爐-汽輪機之間耦合蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)的方法，增加抽背壓機組的低負荷運行能力，實現(xiàn)抽背壓機組的深度調峰功能，減少抽背壓機組在低谷電價時段的發(fā)電虧損。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，抽背壓機組中耦合包括熔鹽儲熱系統(tǒng)的蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)，在熔鹽儲熱過程中，部分主蒸汽走高壓旁路蒸汽管道，經(jīng)過儲熱/調制后作為中壓工業(yè)蒸汽使用，部分替代中間調節(jié)抽汽，改變中壓工業(yè)蒸汽對抽背壓機組的限制條件；在主蒸汽流量恒定的前提下，部分主蒸汽被抽去進行儲熱，導致進入汽輪機做功的主蒸汽流量減少，機組的發(fā)電負荷減小，即抽背壓機組在熔鹽儲熱過程中以更低的負荷運行，從而實現(xiàn)機組深度調峰功能；在熔鹽釋熱過程中，釋熱調制新蒸汽部分替代中間調節(jié)抽汽，以二者合供的方式使中間調節(jié)抽汽量減小，即釋熱過程的介入改變抽背壓機組熱電耦合約束條件，從而獲得降低主蒸汽流量的變工況運行方式，更少的主蒸汽流量進入汽輪機做功，則機組發(fā)電負荷減少，即釋熱過程實現(xiàn)抽背壓機組深度調峰。

4、進一步地，所述蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)包括熔鹽儲熱系統(tǒng)、蒸汽加熱系統(tǒng)及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)；所述熔鹽儲熱系統(tǒng)包括高溫熔鹽儲罐、高溫熔鹽泵、低溫熔鹽儲罐、低溫熔鹽泵、熔鹽管道及閥門；蒸汽加熱系統(tǒng)包括蒸汽/熔鹽換熱器及其控制系統(tǒng)、減溫減壓閥、蒸汽管道及閥門；蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括低壓給水泵、預熱器、蒸發(fā)器、蒸汽發(fā)生器、給水管道及閥門、蒸汽管道及閥門。

5、進一步地，所述蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)的儲熱過程包括：

6、在主蒸汽管路上設抽汽孔和高壓旁路蒸汽管道，抽取部分主蒸汽去蒸汽/熔鹽換熱器；蒸汽/熔鹽換熱器為管殼式換熱器，主蒸汽抽汽作為高溫介質走管程，熔鹽作為低溫介質走殼程，兩種介質逆流換熱；主蒸汽抽汽在蒸汽/熔鹽換熱器中將部分熱量傳遞給低溫熔鹽；蒸汽/熔鹽換熱器的管程出口的主蒸汽抽汽通過蒸汽管道來到減溫減壓器，在減溫減壓器中進行溫度、壓力調制后通過蒸汽管道引入中壓工業(yè)蒸汽母管，作為中壓工業(yè)蒸汽使用，這部分蒸汽被稱為儲熱抽汽調制蒸汽。

7、進一步地，在熔鹽儲熱過程中，儲存于低溫熔鹽儲罐中的低溫熔鹽，在低溫熔鹽泵的作用下，通過熔鹽管道進入蒸汽/熔鹽換熱器；低溫熔鹽在蒸汽/熔鹽換熱器中被主蒸汽抽汽加熱，變?yōu)楦邷厝埯}，通過熔鹽管道流入并儲存于高溫熔鹽儲罐中，實現(xiàn)熱量儲存。

8、進一步地，在熔鹽儲熱過程中，保持熔鹽儲熱過程的主蒸汽流量及背壓排汽量恒定；中壓工業(yè)蒸汽由中間調節(jié)抽汽和儲熱抽汽調制蒸汽合供；降低中間調節(jié)抽汽量，中間調節(jié)抽汽量的減少量在數(shù)值上等于儲熱抽汽調制蒸汽量，以確保中壓工業(yè)蒸汽供應量恒定，從而滿足抽背壓機組“以熱定電”模式下的約束性條件。

9、進一步地，所述蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)的釋熱過程包括：

10、在除氧器及水箱后、主給水泵前的主給水管道上設置除氧水引出管道，在除氧水引出管道上設低壓給水泵，在其作用下，除氧水去蒸汽發(fā)生系統(tǒng)；蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括預熱器、蒸發(fā)器及蒸汽發(fā)生器，其中，預熱器和蒸汽發(fā)生器為管殼式換熱器，水或蒸汽走管程，高溫熔鹽走殼程，二者逆流換熱；除氧水依次流經(jīng)預熱器、蒸發(fā)器及蒸汽發(fā)生器，被高溫熔鹽梯級加熱；除氧水在預熱器中被加熱為高溫水，高溫水在蒸發(fā)器中被加熱為飽和蒸汽，飽和蒸汽在蒸汽發(fā)生器中被加熱為過熱蒸汽；通過蒸汽發(fā)生控制系統(tǒng)，調制過熱蒸汽的壓力和溫度參數(shù)，使新產(chǎn)生的過熱蒸汽參數(shù)滿足中壓工業(yè)蒸汽所需的參數(shù)條件，通過蒸汽管道將其匯入中壓工業(yè)蒸汽母管，作為中壓工業(yè)蒸汽使用，這部分蒸汽被稱為釋熱調制新蒸汽。

11、進一步地，儲存于高溫熔鹽儲罐中的高溫熔鹽，在高溫熔鹽泵的作用下，依次流經(jīng)蒸汽發(fā)生器、蒸發(fā)器、預熱器，梯級加熱除氧水，而自身被冷卻，變?yōu)榈蜏厝埯}，進入并儲存于低溫熔鹽儲罐中，實現(xiàn)熱量釋放。

12、進一步地，在熔鹽釋熱過程中，降低主蒸汽量及中間調節(jié)抽汽量，以保持背壓排汽量恒定；中壓工業(yè)蒸汽由汽輪機的中間調節(jié)抽汽和釋熱調制新蒸汽合供；中間調節(jié)抽汽量的減少量在數(shù)值上等于釋熱調制新蒸汽量，以確保中壓工業(yè)蒸汽供應量恒定，從而滿足抽背壓機組“以熱定電”模式下的約束性條件。

13、本發(fā)明中，蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)的儲熱過程和釋熱過程，均可降低抽背壓機組的發(fā)電負荷，起到抽背壓機組深度調峰作用。結合當前電力現(xiàn)貨市場，在不同的電價低谷時段，通過“低儲低放”（a電價低谷時段儲能、b電價低谷時段釋能）的運行策略，可以實現(xiàn)“在不改變供熱前提條件下降負荷”的目的，從而減少低谷電價時段的發(fā)電虧損。本發(fā)明可實現(xiàn)抽背壓機組深度調峰功能。

14、本發(fā)明具有以下有益效果：

15、本發(fā)明提供了一種抽背壓機組深度調峰方法，可增強抽背壓機組的深度調峰能力，提升抽背壓機組的靈活性。在當前的電力現(xiàn)貨市場背景下，增加機組的深度調峰能力，可減少抽背壓機組在低谷電價時段的發(fā)電虧損，提升抽背壓機組的的發(fā)電效益。

技術特征：

1.一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，抽背壓機組中耦合包括熔鹽儲熱系統(tǒng)的蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)，在熔鹽儲熱過程中，部分主蒸汽走高壓旁路蒸汽管道，經(jīng)過儲熱/調制后作為中壓工業(yè)蒸汽使用，部分替代中間調節(jié)抽汽，改變中壓工業(yè)蒸汽對抽背壓機組的限制條件；在主蒸汽流量恒定的前提下，部分主蒸汽被抽去進行儲熱，導致進入汽輪機做功的主蒸汽流量減少，機組的發(fā)電負荷減小，即抽背壓機組在熔鹽儲熱過程中以更低的負荷運行，從而實現(xiàn)機組深度調峰功能；在熔鹽釋熱過程中，釋熱調制新蒸汽部分替代中間調節(jié)抽汽，以二者合供的方式使中間調節(jié)抽汽量減小，即釋熱過程的介入改變抽背壓機組熱電耦合約束條件，從而獲得降低主蒸汽流量的變工況運行方式，更少的主蒸汽流量進入汽輪機做功，則機組發(fā)電負荷減少，即釋熱過程實現(xiàn)抽背壓機組深度調峰。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，所述蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)包括熔鹽儲熱系統(tǒng)、蒸汽加熱系統(tǒng)及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)；所述熔鹽儲熱系統(tǒng)包括高溫熔鹽儲罐、高溫熔鹽泵、低溫熔鹽儲罐、低溫熔鹽泵、熔鹽管道及閥門；蒸汽加熱系統(tǒng)包括蒸汽/熔鹽換熱器及其控制系統(tǒng)、減溫減壓閥、蒸汽管道及閥門；蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括低壓給水泵、預熱器、蒸發(fā)器、蒸汽發(fā)生器、給水管道及閥門、蒸汽管道及閥門。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，所述蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)的儲熱過程包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，在熔鹽儲熱過程中，儲存于低溫熔鹽儲罐中的低溫熔鹽，在低溫熔鹽泵的作用下，通過熔鹽管道進入蒸汽/熔鹽換熱器；低溫熔鹽在蒸汽/熔鹽換熱器中被主蒸汽抽汽加熱，變?yōu)楦邷厝埯}，通過熔鹽管道流入并儲存于高溫熔鹽儲罐中，實現(xiàn)熱量儲存。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，在熔鹽儲熱過程中，保持熔鹽儲熱過程的主蒸汽流量及背壓排汽量恒定；中壓工業(yè)蒸汽由中間調節(jié)抽汽和儲熱抽汽調制蒸汽合供；降低中間調節(jié)抽汽量，中間調節(jié)抽汽量的減少量在數(shù)值上等于儲熱抽汽調制蒸汽量，以確保中壓工業(yè)蒸汽供應量恒定，從而滿足抽背壓機組“以熱定電”模式下的約束性條件。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，所述蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)的釋熱過程包括：

7.根據(jù)權利要求6所述的一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，儲存于高溫熔鹽儲罐中的高溫熔鹽，在高溫熔鹽泵的作用下，依次流經(jīng)蒸汽發(fā)生器、蒸發(fā)器、預熱器，梯級加熱除氧水，而自身被冷卻，變?yōu)榈蜏厝埯}，進入并儲存于低溫熔鹽儲罐中，實現(xiàn)熱量釋放。

8.根據(jù)權利要求6所述的一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，其特征在于，在熔鹽釋熱過程中，降低主蒸汽量及中間調節(jié)抽汽量，以保持背壓排汽量恒定；中壓工業(yè)蒸汽由汽輪機的中間調節(jié)抽汽和釋熱調制新蒸汽合供；中間調節(jié)抽汽量的減少量在數(shù)值上等于釋熱調制新蒸汽量，以確保中壓工業(yè)蒸汽供應量恒定，從而滿足抽背壓機組“以熱定電”模式下的約束性條件。

技術總結
本發(fā)明提供一種基于熔鹽儲熱系統(tǒng)的抽背壓機組深度調峰方法，抽背壓機組中耦合包括熔鹽儲熱系統(tǒng)的蒸汽加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)，在熔鹽儲熱過程中，部分主蒸汽走高壓旁路蒸汽管道，經(jīng)過儲熱/調制后作為中壓工業(yè)蒸汽使用，部分替代中間調節(jié)抽汽，改變中壓工業(yè)蒸汽對抽背壓機組的限制條件；在熔鹽釋熱過程中，釋熱調制新蒸汽部分替代中間調節(jié)抽汽，以二者合供的方式使中間調節(jié)抽汽量減小，從而獲得降低主蒸汽流量的變工況運行方式。本發(fā)明能夠實現(xiàn)抽背壓機組深度調峰。

技術研發(fā)人員：李彥斌,徐二樹,許云松,馬寶華
受保護的技術使用者：斯瑪特儲能技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9