CN111255534B - 一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰系统及方法，包括炉和储汽装置，储汽装置并联在供汽母管上。锅炉出口新蒸汽进入高压缸做功，高压缸的排汽进入锅炉进行二次加热后，一部分进入中压缸做功，另一部分汇入供汽母管对外供出；中压缸，中压缸的排汽进入低压缸做功，低压缸的排汽进入凝汽器进行热力除氧；凝汽器，凝汽器的凝结水依次经过低压加热器组和高压加热器组进入锅炉完成整个循环；本发明在用电高峰时存储工业蒸汽，在燃煤机组深度调峰时释放工业蒸汽作为全厂供汽的补充，起到了错峰填谷的作用，在燃煤机组在保障对外供汽的情况下提升了深度调峰能力，以及盈利能力。
Description
【技术领域】
本发明属于热网综合利用领域，涉及一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰系统及方法。
【背景技术】
随着社会发展和产业结构的不断调整，用电结构不断变化，电力系统面临着日益加剧的调峰问题，系统调峰能力的不足成为制约电力发展的重要因素。电力供大于求、风能太阳能水能电力装机容量大幅提升、电网用电负荷的峰谷差增大、外电调入持续增长等因素，导致电网调峰困难、新能源电力舍弃现象频发。
承担工业供汽的燃煤发电机组，在响应电网深度调峰要求的同时宜按质按量满足用汽企业的要求，否则用户因用汽量下降引起减产甚至停产问题，造成严重的经济损失。承担工业供汽的燃煤发电机组，低负荷参与深度调峰时工业供汽能力急剧下降属电力行业共性问题，目前未有公开报道的行之有效的解决方案。
【发明内容】
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰系统及方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰系统，包括：
锅炉，所述锅炉过热器出口新蒸汽进入高压缸做功，高压缸的排汽进入锅炉再热器进行二次加热后，一部分进入中压缸做功，另一部分汇入供汽母管对外供出；中压缸，所述中压缸的排汽进入低压缸做功，低压缸的排汽进入凝汽器进行热力除氧；凝汽器，所述凝汽器的凝结水依次经过低压加热器组和高压加热器组进入锅炉完成整个循环；
储汽装置，所述储汽装置并联在供汽母管上。
本发明进一步的改进在于：
所述凝汽器与低压加热器组之间设置凝结水泵；低压加热器组与高压加热器组之间设置有给水泵。
所述储汽装置的蒸汽入口与供汽母管的管道上设置有第一阀门组，供汽出口的管道上设置有第三阀门组；储汽装置并联在供汽母管的第二阀门组上；储汽装置的供汽出口与供汽母管之间的管路上设置有减压阀。
所述储汽装置的除盐水入口处的管路上设置有第四阀门组。
所述储汽装置包括储水箱体，所述储水箱体的下部为储水区，上部为雾化换热区；储水区的底部开设低温除盐水补水入口和自循环水出口，上部开设供汽出口；
储水箱体上部的雾化换热区为立式圆柱状筒形结构，雾化换热区的侧面开设若干入口，其中半周为蒸汽入口，另一半周为除盐水入口；蒸汽入口与工业蒸汽环管相连通，除盐水入口与除盐水环管相连通。
所述工业蒸汽环管的末端与除盐水环管的末端均设置有雾化喷嘴，这些雾化喷嘴在雾化换热区形成环状管网。
所述雾化喷嘴在圆周方向及高度方向均匀布置。
所述循环水出口上连接自循环管道泵，自循环管道泵的出口与除盐水环管的入口相连通。
一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰方法，包括以下步骤：
当工业供汽能够满足用户需求时：
关闭第三阀门组、第四阀门组以及减压器；锅炉出口的新蒸汽进入高压缸做功，排汽经锅炉二次加热后一部分进入中压缸做功，一部分汇入供汽母管对外供出；低压缸排汽进入凝汽器冷凝，除盐补水进入凝汽器实现热力除氧，凝结水依次经过凝结水泵、低压加热器组、给水泵和高压加热器组后进入锅炉，完成整个循环；供汽母管一部分蒸汽经过第一阀门组进入储汽装置，储汽装置转换为储汽模式，工业供汽和储汽装置内部的除盐水不断接触换热，当储汽装置内部的除盐水温度达到压力对应的饱和温度时，认为储汽过程结束，富裕的部分工业蒸汽以高压、高温的近饱和水形式存储；
当燃煤发电机组参与电网深度调峰时，汽轮发电机组低负荷运行，工业供汽能力不足以满足用户需求时：
关闭第一阀门组，开启第三阀门组、第四阀门组和减压器开启，高压、高温的近饱和水汽化后作为工业蒸汽补充，进入供汽母管供给外界用户，低温除盐水通过第四阀门组进入储汽装置，此时储汽装置转换为放汽模式，高压、高温的近饱和水汽化后作为工业蒸汽补充，进入供汽母管供给用户，随着上层高压、高温的近饱和水逐步汽化外排，低温除盐水通过第四阀门组进入各储汽装置；储汽装置上层不断汽化外排，下层不断注入等量低温除盐水，储汽装置内部始终处于满水状态，高温水和低温水始终处于分层状态，整个放汽过程中低温水自下而上推动高温水汽化外排，当高压、高温的近饱和水全部汽化外排，储汽装置内部全部充满低温除盐水，放汽过程结束。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在用电高峰时存储工业蒸汽，在燃煤机组深度调峰时释放工业蒸汽作为全厂供汽的补充，起到了错峰填谷的作用，在燃煤机组在保障对外供汽的情况下提升了深度调峰能力，以及盈利能力。
【附图说明】
图1为本发明储汽装置的结构示意图；
图2为本发明储汽装置的雾化换热区的结构示意图；
图3为本发明储汽调峰系统的示意图。
其中，1-锅炉；2-高压缸；3中压缸；4-低压缸；5-凝汽器；6-凝结水泵；7-低压加热器组；8-给水泵；9-高压加热器组；10-第一阀门组；11-第二阀门组；12-第三阀门组；13-第四阀门组；14-减压阀；15-储汽装置；16-工业蒸汽环管；17-除盐水环管；18-自循环管道泵。
【具体实施方式】
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图3，本发明应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰系统，包括锅炉1和储汽装置15；锅炉1过热器出口新蒸汽进入高压缸2做功，高压缸2的排汽进入锅炉1再热器进行二次加热后，一部分进入中压缸3做功，另一部分汇入供汽母管对外供出；中压缸3，中压缸3的排汽进入低压缸4做功，低压缸4的排汽进入凝汽器5进行热力除氧；凝汽器5，凝汽器5的凝结水依次经过低压加热器组7和高压加热器组9进入锅炉1完成整个循环；储汽装置15并联在供汽母管上。凝汽器5与低压加热器组7之间设置凝结水泵6；低压加热器组7与高压加热器组9之间设置有给水泵8。
储汽装置15的蒸汽入口与供汽母管的管道上设置有第一阀门组10，供汽出口的管道上设置有第三阀门组12；储汽装置15并联在供汽母管的第二阀门组11上；储汽装置6的供汽出口与供汽母管之间的管路上设置有减压阀5。储汽装置15的除盐水入口处的管路上设置有第四阀门组14。储汽装置15包括储水箱体，储水箱体的下部为储水区，上部为雾化换热区；储水区的底部开设低温除盐水补水入口和循环水出口，上部开设供汽出口；储水箱体上部的雾化换热区为立式圆柱状筒形结构，雾化换热区的侧面开设若干入口，其中半周为蒸汽入口，另一半周为除盐水入口；蒸汽入口与工业蒸汽环管16相连通，除盐水入口与除盐水环管17相连通。
工业蒸汽环管16的末端与除盐水环管17的末端均设置有雾化喷嘴，这些雾化喷嘴在雾化换热区形成环状管网。雾化喷嘴在圆周方向及高度方向均匀布置。循环水出口上连接自循环管道泵18，自循环管道泵18的出口与除盐水环管17的入口相连通。
本发明的原理：
储汽装置由雾化换热区、储水区、蒸汽输入管路、自循环系统、减压供汽系统、补水管路等组成。雾化换热区采用筒形结构，蒸汽和除盐水以环装管网形式各占半区，环状管网上均匀布置雾化喷嘴。储汽过程：蒸汽和除盐水以对向形式高速雾化接触换热，以水滴形式落入下方储水区。为提升混合加热效果，设置有自循环管路系统，储水区的下层水经管道循环泵加压后以雾化形式进入雾化换热区，依次反复加热，可实现工业蒸汽以高压、高温的近饱和状态水的形式储存。放汽过程：高压、高温的近饱和水汽化后作为工业蒸汽补充，进入供汽母管供给用户，随着上层高压、高温的近饱和水逐步汽化外排，低温除盐水通过第四阀门组进入各储汽装置。储汽装置上层不断汽化外排，下层不断注入等量低温除盐水，储汽装置内部始终处于满水状态，高温水和低温水始终处于分层状态，整个放汽过程中低温水自下而上推动高温水汽化外排，当高压、高温的近饱和水全部汽化外排，储汽装置内部全部充满低温除盐水，放汽过程结束。
本发明的工作过程：
本发明的储汽装置宜根据燃煤发电机组工业供汽能力随电负荷变化特性、对外供汽负荷分布特性、深度调峰负荷率要求及持续时间等因素整体统筹优化设计，过大易引起利用率低，过小则无法有效满足调峰要求。
当机组高负荷运行时，工业供汽能力大，在满足用户需求的情况下降富裕能力存储起来：锅炉1出口新蒸汽进入高压缸2做功，排汽经锅炉二次加热后一部分进入汽轮机中压缸3做功，一部分汇入全厂供汽母管对外供出。低压缸4排汽进入凝汽器5冷凝，除盐补水进入凝汽器5实现热力除氧，凝结水依次经过凝结水泵6、低压加热器组7、给水泵8和高压加热器组9后进入锅炉1，完成整个循环。供汽母管一部分蒸汽经过阀门组10进入储汽装置15，此时阀门组12和13关闭，减压器14关闭，富裕的部分工业蒸汽以高压、高温的近饱和水形式存储。当燃煤发电机组参与电网深度调峰时，汽轮发电机组低负荷运行，工业供汽能力不足以满足外界需求，此时储汽装置15转换为放汽模式，阀门组10关闭，阀门组12和13开启，减压器14开启，高压、高温的近饱和水汽化后作为工业蒸汽补充，进入供汽母管供给外界用户，低温除盐水通过阀门组13进入储汽装置15，从下到上以分层形式逐步替换。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰方法，所述方法基于一种应用于燃煤机组工业供汽系统的储汽调峰系统，所述系统包括：
锅炉（1），所述锅炉（1）过热器出口新蒸汽进入高压缸（2）做功，高压缸（2）的排汽进入锅炉（1）再热器进行二次加热后，一部分进入中压缸（3）做功，另一部分汇入供汽母管对外供出；中压缸（3），所述中压缸（3）的排汽进入低压缸（4）做功，低压缸（4）的排汽进入凝汽器（5）；凝汽器（5），所述凝汽器（5）的凝结水依次经过低压加热器组（7）和高压加热器组（9）进入锅炉（1）完成整个循环；
储汽装置（15），所述储汽装置（15）并联在供汽母管上；
所述凝汽器（5）与低压加热器组（7）之间设置凝结水泵（6）；低压加热器组（7）与高压加热器组（9）之间设置有给水泵（8）；
所述储汽装置（15）的蒸汽入口与供汽母管的管道上设置有第一阀门组（10），供汽出口的管道上设置有第三阀门组（12）；储汽装置（15）并联在供汽母管的第二阀门组（11）上；储汽装置（15）的供汽出口与供汽母管之间的管路上设置有减压阀（14）；
所述储汽装置（15）的除盐水入口处的管路上设置有第四阀门组（13）；
所述储汽装置（15）包括储水箱体，所述储水箱体的下部为储水区，上部为雾化换热区；储水区的底部开设低温除盐水补水入口和自循环水出口，上部开设供汽出口；
储水箱体上部的雾化换热区为立式圆柱状筒形结构，雾化换热区的侧面开设若干入口，其中半周为蒸汽入口，另一半周为除盐水入口；蒸汽入口与工业蒸汽环管（16）相连通，除盐水入口与除盐水环管（17）相连通；
所述工业蒸汽环管（16）的末端与除盐水环管（17）的末端均设置有雾化喷嘴，这些雾化喷嘴在雾化换热区形成环状管网；
所述雾化喷嘴在圆周方向及高度方向均匀布置；
所述自循环水出口上连接自循环管道泵（18），自循环管道泵（18）的出口与除盐水环管（17）的入口相连通；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
当工业供汽能够满足用户需求时：
关闭第三阀门组（12）、第四阀门组（13）以及减压阀（14）；锅炉（1）出口的新蒸汽进入高压缸（2）做功，排汽经锅炉（1）二次加热后一部分进入中压缸（3）做功，一部分汇入供汽母管对外供出；低压缸（4）排汽进入凝汽器（5）冷凝，除盐补水进入凝汽器（5），凝结水依次经过凝结水泵（6）、低压加热器组（7）、给水泵（8）和高压加热器组（9）后进入锅炉（1），完成整个循环；供汽母管一部分蒸汽经过第一阀门组（10）进入储汽装置（15），储汽装置（15）转换为储汽模式，工业供汽和储汽装置（15）内部的除盐水不断接触换热，当储汽装置（15）内部的除盐水温度达到压力对应的饱和温度时，认为储汽过程结束，富裕的部分工业蒸汽以高压、高温的近饱和水形式存储；
当燃煤发电机组参与电网深度调峰时，汽轮发电机组低负荷运行，工业供汽能力不足以满足用户需求时：
关闭第一阀门组（10），开启第三阀门组（12）、第四阀门组（13）和减压阀（14）开启，低温除盐水通过第四阀门组（13）进入储汽装置（15），此时储汽装置（15）转换为放汽模式，高压、高温的近饱和水汽化后作为工业蒸汽补充，进入供汽母管供给用户，随着上层高压、高温的近饱和水逐步汽化外排，低温除盐水通过第四阀门组（13）进入各储汽装置（15）；储汽装置（15）上层不断汽化外排，下层不断注入低温除盐水，储汽装置内部始终处于满水状态，高温水和低温水始终处于分层状态，整个放汽过程中低温水自下而上推动高温水汽化外排，当高压、高温的近饱和水全部汽化外排，储汽装置（15）内部全部充满低温除盐水，放汽过程结束。
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