专利摘要

本发明公开了一种灵活燃煤发电系统及运行方法，该系统包括燃煤发电机组热力系统和与之并联且包含冷储热介质罐、热储热介质罐、储热介质泵、储热介质与给水换热器和接通阀等的高温储热系统；在锅炉烟道中布置储热介质加热器，储热介质加热器与冷、热储热介质罐连通；通过储热介质泵对进入储热介质加热器的储热介质流量进行调节，使得在锅炉稳定燃烧的条件下降低汽轮机出力；通过一级、二级、三级高压加热器入口调节阀和三级高压加热器出口调节阀中一个或多个的开断对进入储热介质与给水换热器的给水流量和温度进行调节，使系统满足机组快速变负荷速率的要求；本发明能实现机炉解耦，大幅提高燃煤发电机组的宽负荷运行能力和灵活性。

权利要求

1.一种灵活燃煤发电系统，其特征在于：包括燃煤发电机组热力系统和高温储热系统：其中，

所述燃煤发电机组热力系统包括依次连接的锅炉(1)、汽轮机高压缸(2)、汽轮机中低压缸(3)、凝汽器(4)、凝结水泵(5)、低压加热器(6)、除氧器(7)、给水泵(8)、一级高压加热器(9)、二级高压加热器(10)和三级高压加热器(11)；所述燃煤发电机组热力系统还包括一级高压加热器入口调节阀(12)、二级高压加热器入口调节阀(13)、三级高压加热器入口调节阀(14)和三级高压加热器出口调节阀(15)；所述的锅炉(1)的烟道中还布置有储热介质加热器(16)；

所述高温储热系统包括依次相连的储热介质泵(17)、冷储热介质罐(18)、冷热储热介质罐连接阀(19)、热储热介质罐(20)、储热介质与给水换热器(21)和热储热介质罐出口调节阀(22)；

所述储热介质加热器(16)入口通过储热介质泵(17)与冷储热介质罐(18)的冷储热介质出口相连通；储热介质加热器(16)出口通过管道与热储热介质罐(20)的热储热介质入口相连通；所述储热介质与给水换热器(21)的储热介质出口与冷储热介质罐(18)的冷储热介质入口通过管道相连通，储热介质与给水换热器(21)的储热介质入口和热储热介质罐(20)的出口通过储热介质罐出口调节阀(22)相连通；储热介质与给水换热器(21)的给水入口与一级高压加热器(9)的给水入口通过一级高压加热器入口调节阀(12)相连通，还与二级高压加热器(10)的给水入口通过二级高压加热器入口调节阀(13)相连通，还与三级高压加热器(11)的给水入口通过三级高压加热器入口调节阀(14)相连通，还与三级高压加热器(11)的给水出口通过三级高压加热器出口调节阀(15)相连通；储热介质与给水换热器(21)的给水出口与三级高压加热器(11)的给水出口也相连通；所述高温储热系统的冷储热介质罐(18)与热储热介质罐(20)通过冷热储热介质罐连接阀(19)相连通；锅炉(1)的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸(2)的入口相连通；锅炉(1)的给水入口与三级高压加热器(11)的给水出口相连通；汽轮机高压缸(2)的蒸汽出口通过锅炉(1)与汽轮机中低压缸(3)进汽口相连通，还通过管道与二级高压加热器(10)的过热蒸汽入口相连通；汽轮机高压缸(2)的第一级抽汽出口与三级高压加热器(11)的蒸汽入口通过管道相连通；汽轮机中低压缸(3)的第一级抽汽出口与一级高压加热器(9)的蒸汽入口通过管道相连通，第二级抽汽出口与除氧器(7)的蒸汽入口通过管道相连通，第三级抽汽出口与低压加热器(6)的蒸汽入口通过管道相连通；汽轮机中低压缸(3)的蒸汽出口与凝汽器(4)的进气口相连通；凝汽器(4)的水工质出口通过凝结水泵(5)与低压加热器(6)的水工质入口相连通；低压加热器(6)的水工质出口与除氧器(7)的水工质入口相连通；除氧器(7)的水工质出口通过给水泵(8)与一级高压加热器(9)的给水入口以及储热介质与给水换热器(21)的给水入口相连通；一级高压加热器(9)的给水出口与二级高压加热器(10)的给水入口通过管道相连通；二级高压加热器(10)的给水出口通过管道与三级高压加热器(11)的给水入口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种灵活燃煤发电系统，其特征在于：所述高温储热系统使用的储热介质为导热油。

3.根据权利要求1所述的一种灵活燃煤发电系统，其特征在于：所述储热介质加热器(16)所处锅炉(1)烟道处的烟气温度大于400℃。

4.权利要求1至3任一项所述的一种灵活燃煤发电系统的运行方法，其特征在于：当燃煤机组需要降负荷时，关闭一级高压加热器入口调节阀(12)、二级高压加热器入口调节阀(13)、三级高压加热器入口调节阀(14)和三级高压加热器出口调节阀(15)，打开冷热储热介质罐连接阀(19)，启动储热介质泵(17)，通过储热介质泵(17)对进入储热介质加热器(16)与高温烟气热交换的冷储热介质的流量进行调节，加热后的储热介质进入热储热介质罐(20)，通过冷热储热介质罐连接阀(19)调节冷储热介质罐(18)和热储热介质罐(20)所存储热介质质量平衡，调节目标为：在锅炉(1)稳定燃烧的条件下降低汽轮机出力；当燃煤机组需要升负荷时，停止储热介质泵(17)，打开热储热介质罐出口调节阀(22)，通过热储热介质罐出口调节阀(22)对进入储热介质与给水换热器(21)的热储热介质流量进行调节，通过一级高压加热器入口调节阀(12)、二级高压加热器入口调节阀(13)、三级高压加热器入口调节阀(14)和三级高压加热器出口调节阀(15)中一个或多个的开断对进入储热介质与给水换热器(21)的给水流量和温度进行调节，调节目标为：使给水温度提高且使从锅炉(1)进入汽轮机高压缸(2)的主蒸汽流量与进入汽轮机中低压缸(3)的再热蒸汽流量的变化率能够满足汽轮机电负荷变化率，使系统满足快速变负荷速率的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤发电技术领域，具体涉及一种灵活燃煤发电系统及运行方法。

背景技术

我国电力系统中燃煤发电火电机组装机容量占比大，灵活调峰电源占比小，因而规模化风电、太阳能等新能源发电并网后增加的调峰任务将主要由燃煤火电机组承担。这对燃煤火力机组的灵活性提出了新要求，要求其能大幅度变负荷运行且具备高的变负荷速率。现有热力系统机组锅炉和汽轮机间的强耦合限制了燃煤发电机组的最低出力，目前尚未有合理的解决方案使得火力发电机组能够满足电网对机组变负荷和低负荷运行性能的要求，需要解决的问题包括：

1)当需要宽负荷运行时，汽轮机有良好的负荷调节能力但锅炉的最低负荷受到最低稳燃负荷的限制，因而锅炉是限制了燃煤机组的灵活性的主要因素，需要实现机炉解耦。

2)当电网要求快速变负荷时，系统内部蓄热能力有限，需要寻求更高效更有潜力的蓄热系统与传统燃煤发电系统相互配合。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种灵活燃煤发电系统及运行方法，该系统增加机组外部主动储热，利用储热介质高温储热，实现机炉解耦，使得火力发电机组能满足电网对机组变负荷性能的要求。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种灵活燃煤发电系统，包括燃煤发电机组热力系统和高温储热系统：其中，

所述燃煤发电机组热力系统包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中低压缸3、凝汽器4、凝结水泵5、低压加热器6、除氧器7、给水泵8、一级高压加热器9二级高压加热器10和三级高压加热器11；所述燃煤发电机组热力系统还包括一级高压加热器入口调节阀12、二级高压加热器入口调节阀13、三级高压加热器入口调节阀14和三级高压加热器出口调节阀15；所述的锅炉1的烟道中还布置有储热介质加热器16；

所述高温储热系统包括依次相连的储热介质泵17、冷储热介质罐18、冷热储热介质罐连接阀19、热储热介质罐20、储热介质与给水换热器21和热储热介质罐出口调节阀22；

所述储热介质加热器16入口通过储热介质泵17与冷储热介质罐18的冷储热介质出口相连通；储热介质加热器16出口通过管道与热储热介质罐20的热储热介质入口相连通；所述储热介质与给水换热器21的储热介质出口与冷储热介质罐18的冷储热介质入口通过管道相连通，储热介质与给水换热器21的储热介质入口和热储热介质罐20的出口通过储热介质罐出口调节阀22相连通；储热介质与给水换热器21的给水入口与一级高压加热器9的给水入口通过一级高压加热器入口调节阀12相连通，还与二级高压加热器10的给水入口通过二级高压加热器入口调节阀13相连通，还与三级高压加热器11的给水入口通过三级高压加热器入口调节阀14相连通，还与三级高压加热器11的给水出口通过三级高压加热器出口调节阀15相连通；储热介质与给水换热器21的给水出口与三级高压加热器11的给水出口也相连通；所述高温储热系统的冷储热介质罐18与热储热介质罐20通过冷热储热介质罐连接阀19相连通；锅炉1的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸2的入口相连通；锅炉1的给水入口与三级高压加热器11的给水出口相连通；汽轮机高压缸2的蒸汽出口通过锅炉1与汽轮机中低压缸3进汽口相连通，还通过管道与二级高压加热器10的过热蒸汽入口相连通；汽轮机高压缸2的第一级抽汽出口与三级高压加热器11的蒸汽入口通过管道相连通；汽轮机中低压缸3的第一级抽汽出口与一级高压加热器9的蒸汽入口通过管道相连通，第二级抽汽出口与除氧器7的蒸汽入口通过管道相连通，第三级抽汽出口与低压加热器6的蒸汽入口通过管道相连通；汽轮机中低压缸3的蒸汽出口与凝汽器4的进气口相连通；凝汽器4的水工质出口通过凝结水泵5与低压加热器6的水工质入口相连通；低压加热器6的水工质出口与除氧器7的水工质入口相连通；除氧器7的水工质出口通过给水泵8与一级高压加热器9的给水入口以及储热介质与给水换热器21的给水入口相连通；一级高压加热器9的给水出口与二级高压加热器10的给水入口通过管道相连通；二级高压加热器10的给水出口通过管道与三级高压加热器11的给水入口相连通。

所述高温储热系统使用的储热介质为导热油。

所述储热介质加热器16所处锅炉1烟道处的烟气温度大于400℃。

上述一种灵活燃煤发电系统的运行方法，当燃煤机组需要降负荷时，关闭一级高压加热器入口调节阀12、二级高压加热器入口调节阀13、三级高压加热器入口调节阀14和三级高压加热器出口调节阀15，打开冷热储热介质罐连接阀19，启动储热介质泵17，通过储热介质泵17对进入储热介质加热器16与高温烟气热交换的冷储热介质的流量进行调节，加热后的储热介质进入热储热介质罐20，通过冷热储热介质罐连接阀19调节冷储热介质罐和热储热介质罐所存储热介质量平衡，调节目标为：在锅炉1稳定燃烧的条件下降低汽轮机出力；当燃煤机组需要升负荷时，停止储热介质泵17，打开热储热介质罐出口调节阀22，通过热储热介质罐出口调节阀22对进入储热介质与给水换热器21的热储热介质流量进行调节，通过一级高压加热器入口调节阀12、二级高压加热器入口调节阀13、三级高压加热器入口调节阀14和三级高压加热器出口调节阀15中一个或多个的开断对进入储热介质与给水换热器21的给水流量和温度进行调节，调节目标为：使给水温度提高且使从锅炉1进入汽轮机高压缸2的主蒸汽流量与进入汽轮机中低压缸3的再热蒸汽流量的变化率能够满足汽轮机电负荷变化率，使系统满足快速变负荷速率的要求。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明通过增加燃煤机组外部储热实现机炉解耦，大幅度提高燃煤发电系统运行灵活性。

(2)本发明可以调节进入储热介质加热器的储热介质流量，汽轮机要求低负荷运行时，锅炉燃烧量可以尽量不变化，利用储热介质在燃煤机组外部存储满足汽轮机负荷后剩余的高品位能量，提升燃煤发电系统低负荷运行能力，提高能量利用效率。

(3)本发明可以调节一级高压加热器入口调节阀、二级高压加热器入口调节阀、三级高压加热器入口调节阀和三级高压加热器出口调节阀中一个或多个控制进入储热介质与给水换热器的给水温度和流量，通过在燃煤机组外与储热介质换热，提高给水温度，从而提高机组快速变负荷能力。

附图说明

图1为本发明灵活燃煤发电系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种灵活燃煤发电系统系统，包括燃煤发电机组热力系统和高温储热系统：其中，

所述燃煤发电机组热力系统包括锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中低压缸3、凝汽器4、凝结水泵5、低压加热器6、除氧器7、给水泵8、一级高压加热器9二级高压加热器10和三级高压加热器11；所述燃煤发电机组热力系统还包括一级高压加热器入口调节阀12、二级高压加热器入口调节阀13、三级高压加热器入口调节阀14和三级高压加热器出口调节阀15；所述的锅炉1的烟道中还布置有储热介质加热器16；

所述高温储热系统包括依次相连的储热介质泵17、冷储热介质罐18、冷热储热介质罐连接阀19、热储热介质罐20、储热介质与给水换热器21和热储热介质罐出口调节阀22；

所述储热介质加热器16入口通过储热介质泵17与冷储热介质罐18的冷储热介质出口相连通；储热介质加热器16出口通过管道与热储热介质罐20的热储热介质入口相连通；所述储热介质与给水换热器21的储热介质出口与冷储热介质罐18的冷储热介质入口通过管道相连通，储热介质与给水换热器21的储热介质入口和热储热介质罐20的出口通过储热介质罐出口调节阀22相连通；储热介质与给水换热器21的给水入口与一级高压加热器9的给水入口通过一级高压加热器入口调节阀12相连通，还与二级高压加热器10的给水入口通过二级高压加热器入口调节阀13相连通，还与三级高压加热器11的给水入口通过三级高压加热器入口调节阀14相连通，还与三级高压加热器11的给水出口通过三级高压加热器出口调节阀15相连通；储热介质与给水换热器21的给水出口与三级高压加热器11的给水出口也相连通；所述高温储热系统的冷储热介质罐18与热储热介质罐20通过冷热储热介质罐连接阀19相连通；锅炉1的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸2的入口相连通；锅炉1的给水入口与三级高压加热器11的给水出口相连通；汽轮机高压缸2的蒸汽出口通过锅炉1与汽轮机中低压缸3进汽口相连通，还通过管道与二级高压加热器10的过热蒸汽入口相连通；汽轮机高压缸2的第一级抽汽出口与三级高压加热器11的蒸汽入口通过管道相连通；汽轮机中低压缸3的第一级抽汽出口与一级高压加热器9的蒸汽入口通过管道相连通，第二级抽汽出口与除氧器7的蒸汽入口通过管道相连通，第三级抽汽出口与低压加热器6的蒸汽入口通过管道相连通；汽轮机中低压缸3的蒸汽出口与凝汽器4的进气口相连通；凝汽器4的水工质出口通过凝结水泵5与低压加热器6的水工质入口相连通；低压加热器6的水工质出口与除氧器7的水工质入口相连通；除氧器7的水工质出口通过给水泵8与一级高压加热器9的给水入口以及储热介质与给水换热器21的给水入口相连通；一级高压加热器9的给水出口与二级高压加热器10的给水入口通过管道相连通；二级高压加热器10的给水出口通过管道与三级高压加热器11的给水入口相连通。

作为本发明的优选实施方式，高温储热系统使用的储热介质为导热油。

作为本发明的优选实施方式，储热介质加热器16所处锅炉1烟道处的烟气温度大于400℃。

如图1所示，本发明灵活燃煤发电系统的运行方法，当燃煤机组需要降负荷时，关闭一级高压加热器入口调节阀12、二级高压加热器入口调节阀13、三级高压加热器入口调节阀14和三级高压加热器出口调节阀15，打开冷热储热介质罐连接阀19，启动储热介质泵17，通过储热介质泵17对进入储热介质加热器16与高温烟气热交换的冷储热介质的流量进行调节，加热后的储热介质进入热储热介质罐20，通过冷热储热介质罐连接阀19调节冷储热介质罐和热储热介质罐所存储热介质量平衡，调节目标为：在锅炉1稳定燃烧的条件下降低汽轮机出力；当燃煤机组需要升负荷时，停止储热介质泵17，打开热储热介质罐出口调节阀22，通过热储热介质罐出口调节阀22对进入储热介质与给水换热器21的热储热介质流量进行调节，通过一级高压加热器入口调节阀12、二级高压加热器入口调节阀13、三级高压加热器入口调节阀14和三级高压加热器出口调节阀15中一个或多个的开断对进入储热介质与给水换热器21的给水流量和温度进行调节，调节目标为：使给水温度提高且使从锅炉1进入汽轮机高压缸2的主蒸汽流量与进入汽轮机中低压缸3的再热蒸汽流量的变化率能够满足汽轮机电负荷变化率，使系统满足快速变负荷速率的要求。

本发明采用高温储热系统并联运行于燃煤发电机组热力系统外，打破热力系统机组锅炉和汽轮机间的强耦合，汽轮机要求低负荷运行时，调节进入储热介质加热器16的储热介质流量，锅炉燃烧量可以尽量不变化，利用储热介质在燃煤机组外部存储满足汽轮机负荷后剩余的高品位能量，实现机炉解耦，提升燃煤发电系统最低负荷运行能力，同时提高能量利用效率；另外调节一级高压加热器入口调节阀12、二级高压加热器入口调节阀13、三级高压加热器入口调节阀14和三级高压加热器出口调节阀15中一个或多个控制进入储热介质与给水换热器21的给水温度和流量，在燃煤机组外与储热介质换热，提高给水温度，从而提高机组快速变负荷运行能力；本发明可以解决燃煤机组参与调峰时灵活性与低负荷运行能力不足的问题。

一种灵活燃煤发电系统及运行方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。