一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统

1.本发明涉及一种火电厂灵活性改造方案，尤其是一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统。

背景技术：

2.随着电网的负荷变化大，在用电高峰期往往需要增大发电机组的负荷，而在用电低谷期，则需要参与发电的机组深度降负荷。利用熔盐储热技术将机组降负荷调峰时多余的发电量以热能的形式储存起来，并利用储存的热量于升负荷调峰时加热蒸汽，增加产电，起到快速调峰调频的作用，同时为力争实现碳达峰和碳中和，越来越需要可再生能源的使用及减少污染的排放，利用熔盐储热技术还可以加大可再生能源的消纳能力，提升了机组运行的灵活性。
3.本发明利用熔盐储热技术在对火力发电进行调峰的同时还能起到替代启动锅炉的作用，降低了原启动锅炉需长期维护及环保参数不达标的影响，提高了燃煤机组运行的灵活性和安全性。

技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，利用熔盐储热技术，将机组降负荷调峰时多余的电能以电加热形式储存在高温熔盐罐中，在机组升负荷调峰过程中，用高温熔盐加热除盐水产生过热蒸汽，增加汽轮机出力，提高机组热效率，实现了火电厂灵活性深度调峰。还可以利用除盐水产生的过热蒸汽，通过辅汽联箱提供轴封供气，在机组停机后首次启动时，起到替代启动锅炉系统的作用。
5.本发明的技术解决方案是：
6.一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，包括传统火力发电系统1和熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2，其特征在于：熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2通过接口35与传统火力发电系统1集成在一起。
7.所述熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2包括：电开关11、过热器24、蒸发器25、预热器26、低温熔盐储罐27、低温熔盐泵28、熔盐电加热器29、高温熔盐储罐30、高温熔盐泵31、二号截止阀32、三号截止阀33、蒸汽调节阀34、接口35。
8.所述电开关11前端与传统火力发电系统1的发电机10相连，后端与熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2的熔盐电加热器29连接；所述低温熔盐储罐27与所述低温熔盐泵28、所述熔盐电加热器29和所述高温熔盐储罐30连接；上述连接构成了降负荷调峰系统。
9.所述高温熔盐储罐30依次与所述高温熔盐泵31、所述过热器24、所述蒸发器25、所述预热器26和所述低温熔盐储罐27依次连接；所述预热器26和所述蒸发器25、所述过热器24水侧依次相连；所述过热器24出口为与传统火力发电系统1相连接的接口35，分为两路，一路依次与所述三号截止阀33、所述蒸汽调节阀34向连接，进入传统火力发电系统1的低压缸，构成了升负荷调峰系统；另一路依次与所述二号截止阀32、所述辅汽联箱17连接，构成
了替代启动锅炉系统。
10.所述传统火力发电系统1包括：锅炉过热器3、锅炉再热器4、主蒸汽控制阀5、高压缸6、再热蒸汽控制阀7、中压缸8、低压缸9、发电机10、凝汽器12、凝结水泵13、一号回热加热器14、二号回热加热器15、三号回热加热器16、辅汽联箱17、一号截止阀18、给水泵组19、除氧器20、四号回热加热器21、五号回热加热器22、六号回热加热器23；
11.所述锅炉过热器3出口依次与所述主蒸汽控制阀5、所述高压缸6入口相连，所述高压缸6出口连接所述锅炉再热器4入口；所述锅炉再热器4出口依次连接所述再热蒸汽控制阀7、所述中压缸8入口；所述中压缸8出口与所述低压缸9入口连接；所述低压缸9与所述发电机10通过轴连接；所述低压缸9出口依次连接所述凝汽器12、所述凝结水泵13、所述一号回热加热器14、所述二号回热加热器15、所述三号回热加热器16、所述除氧器20和所述给水泵组19；所述给水泵组19出口依次连接所述4号回热加热器21、所述5号回热加热器22、所述6号回热加热器23和所述锅炉过热器3入口。
12.所述高压缸6的中间级与末级抽汽分别与所述6号回热加热器23和所述5号回热加热器22汽侧入口连接；所述中压缸8的中间级与所述4号回热加热器21连接，所述中压缸8的末级抽汽分别与所述除氧器20汽侧入口和所述一号截止阀18连接，所述一号截止阀18与所述辅汽联箱17连接；所述低压缸9的中间级分别与所述3号回热加热器16、所述2号回热加热器15和所述1号回热加热器14汽侧入口连接；所述6号回热加热器23疏水依次与所述5号回热加热器22、4号回热加热器21和所述除氧器20连接；所述3号回热加热器16依次与所述2号回热加热器15、所述1号回热加热器14和所述凝汽器13连接；
13.所述高温熔盐为多元混合无机盐，使用温度范围为150℃-800℃。
14.一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，其使用方法在于：
15.当机组运行满足电网负荷要求时，传统火力发电系统1正常工作，熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2退出运行；
16.当机组降负荷调峰过程中，电开关11闭合，传统火力发电运行系统和降负荷调峰系统运行，发电机10产生的多余电量通过熔盐电加热器29加热熔盐，电能以热能的形式储存在高温熔盐罐30中；
17.当机组升负荷过程中，传统火力发电运行系统和升负荷调峰系统运行，利用高温熔盐储罐30中的高温熔盐在预热器26、蒸发器25和过热器24内加热除盐水产生过热蒸汽进入汽轮机低压缸，增加汽轮机内蒸汽流量，实现熔盐热量的释放及机组负荷的升高；
18.当机组停机后首次启动时，替代启动锅炉系统启动，利用高温熔盐储罐30中的高温熔盐在预热器26、蒸发器25和过热器24内加热除盐水产生过热蒸汽进入所述辅汽联箱17，为轴封供汽，满足机组启动条件。
19.本发明有如下技术优点：
20.(1)一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统包括传统火力发电系统1和熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2两个系统，满足了机组的深度调峰需求，提高燃煤机组运行的灵活性。
21.(2)利用熔盐储热技术，使用多元混合无机盐，使用温度范围为150℃-800℃，储热能力增强，可有效地将锅炉运行效率维持在最佳，提高了大型燃煤机组运行的经济性；
22.(3)机组停机后首次启动，熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2中的替代启动锅炉
运行模式开启，利用熔盐加热除盐水产生蒸汽，进入辅汽联箱，为轴封供汽，满足机组启动条件。降低了原启动锅炉需长期维护及环保参数不达标的影响。
附图说明
23.图1为本发明所提供的一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统的流程示意图；
24.图2为本发明机组降负荷调峰运行流程示意图；
25.图3为本发明机组升负荷调峰流程示意图；
26.图4为本发明熔盐储热系统替代启动锅炉系统流程示意图。
27.主要原件符号说明：
28.传统火力发电系统1、熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2、锅炉过热器3、锅炉再热器4、主蒸汽控制阀5、高压缸6、再热蒸汽控制阀7、中压缸8、低压缸9、发电机10、电开关11、凝汽器12、凝结水泵13、一号回热加热器14、二号回热加热器15、三号回热加热器16、辅汽联箱17、一号截止阀18、给水泵组19、除氧器20、四号回热加热器21、五号回热加热器22、六号回热加热器23、过热器24、蒸发器25、预热器26、低温熔盐储罐27、低温熔盐泵28、熔盐电加热器29、高温熔盐储罐30、高温熔盐泵31、二号截止阀32、三号截止阀33、蒸汽调节阀34、接口35。
具体实施方式
29.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
30.如图1所示，一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统的流程示意图：
31.系统包括传统火力发电系统1和熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2，熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2通过接口35与传统火力发电系统1集成在一起。
32.所述熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2包括：电开关11、过热器24、蒸发器25、预热器26、低温熔盐储罐27、低温熔盐泵28、熔盐电加热器29、高温熔盐储罐30、高温熔盐泵31、二号截止阀32、三号截止阀33、蒸汽调节阀34、接口35。
33.所述电开关11前端与传统火力发电系统1的发电机10相连，后端与熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统2的熔盐电加热器29连接；所述低温熔盐储罐27与所述低温熔盐泵28、所述熔盐电加热器29和所述高温熔盐储罐30连接；上述连接构成了降负荷调峰系统。
34.所述高温熔盐储罐30依次与所述高温熔盐泵31、所述过热器24、所述蒸发器25、所述预热器26和所述低温熔盐储罐27依次连接；所述预热器26和所述蒸发器25、所述过热器24水侧依次相连；所述过热器24出口为与传统火力发电系统1相连接的接口35，分为两路，一路依次与所述三号截止阀33、所述蒸汽调节阀34向连接，进入传统火力发电系统1的低压缸，构成了升负荷调峰系统；另一路依次与所述二号截止阀32、所述辅汽联箱17连接，构成了替代启动锅炉系统。
35.所述传统火力发电系统1包括：锅炉过热器3、锅炉再热器4、主蒸汽控制阀5、高压缸6、再热蒸汽控制阀7、中压缸8、低压缸9、发电机10、凝汽器12、凝结水泵13、一号回热加热器14、二号回热加热器15、三号回热加热器16、辅汽联箱17、一号截止阀18、给水泵组19、除氧器20、四号回热加热器21、五号回热加热器22、六号回热加热器23；
36.所述锅炉过热器3出口依次与所述主蒸汽控制阀5、所述高压缸6入口相连，所述高压缸6出口连接所述锅炉再热器4入口；所述锅炉再热器4出口依次连接所述再热蒸汽控制阀7、所述中压缸8入口；所述中压缸8出口与所述低压缸9入口连接；所述低压缸9与所述发电机10通过轴连接；所述低压缸9出口依次连接所述凝汽器12、所述凝结水泵13、所述一号回热加热器14、所述二号回热加热器15、所述三号回热加热器16、所述除氧器20和所述给水泵组19；所述给水泵组19出口依次连接所述4号回热加热器21、所述5号回热加热器22、所述6号回热加热器23和所述锅炉过热器3入口。
37.所述高压缸6的中间级与末级抽汽分别与所述6号回热加热器23和所述5号回热加热器22汽侧入口连接；所述中压缸8的中间级与所述4号回热加热器21连接，所述中压缸8的末级抽汽分别与所述除氧器20汽侧入口和所述一号截止阀18连接，所述一号截止阀18与所述辅汽联箱17连接；所述低压缸9的中间级分别与所述3号回热加热器16、所述2号回热加热器15和所述1号回热加热器14汽侧入口连接；所述6号回热加热器23疏水依次与所述5号回热加热器22、4号回热加热器21和所述除氧器20连接；所述3号回热加热器16依次与所述2号回热加热器15、所述1号回热加热器14和所述凝汽器13连接；
38.所述高温熔盐为多元混合无机盐，使用温度范围为150℃-800℃。
39.图2为本发明机组降负荷调峰运行流程示意图：
40.锅炉过热器3产生蒸汽，蒸汽按传统火力发电系统运行方式依次经过主蒸汽控制阀5、高压缸6、锅炉再热器4、再热蒸汽控制阀7、中压缸8、低压缸9、凝汽器12、凝结水泵13、一号回热加热器14、二号回热加热器15、三号回热加热器16、除氧器20、给水泵组19、四号回热加热器21、五号回热加热器22、六号回热加热器23、锅炉过热器3；电开关11闭合，发电机10连接熔盐电机热器29，低温熔盐储罐27连接低温熔盐泵28，低温熔盐经过熔盐电机热器29加热进入高温熔盐储罐30；上述过程为机组降负荷调峰过程。
41.图3为本发明机组升负荷调峰流程示意图：
42.锅炉过热器3产生蒸汽，蒸汽按传统火力发电系统运行方式依次经过主蒸汽控制阀5、高压缸6、锅炉再热器4、再热蒸汽控制阀7、中压缸8、低压缸9、凝汽器12、凝结水泵13、一号回热加热器14、二号回热加热器15、三号回热加热器16、除氧器20、给水泵组19、四号回热加热器21、五号回热加热器22、六号回热加热器23、锅炉过热器3；高温熔盐储罐30中的高温熔盐依次经过高温熔盐泵31、过热器24、蒸发器25、预热器26，将低温除盐水加热为过热蒸汽，过热器24出口为与传统火力发电系统1相连接的接口35，分为两路，过热蒸汽依次连接接口35、三号截止阀33、蒸汽调节阀34、所述低压缸9入口提供蒸汽增加发电量；上述过程为机组升负荷调峰过程。
43.图4为本发明熔盐储热系统替代应急启动锅炉系统流程示意图：
44.锅炉过热器3产生蒸汽，蒸汽按传统火力发电系统运行方式依次经过主蒸汽控制阀5、高压缸6、锅炉再热器4、再热蒸汽控制阀7、中压缸8、低压缸9、凝汽器12、凝结水泵13、一号回热加热器14、二号回热加热器15、三号回热加热器16、除氧器20、给水泵组19、四号回热加热器21、五号回热加热器22、六号回热加热器23、锅炉过热器3；高温熔盐储罐30中的高温熔盐依次经过高温熔盐泵31、过热器24、蒸发器25、预热器26，将低温除盐水加热为过热蒸汽，过热器24出口为与传统火力发电系统1相连接的接口35，分为两路，过热蒸汽依次连接接口35、二号截止阀32、辅汽联箱17提供轴封供气；上述过程为替代启动锅炉系统过程。
45.以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆属于本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

技术特征：

1.一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，包括传统火力发电系统(1)和熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统(2)，其特征在于：熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统(2)通过接口(35)与传统火力发电系统(1)集成在一起；熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统(2)包括：电开关(11)、过热器(24)、蒸发器(25)、预热器(26)、低温熔盐储罐(27)、低温熔盐泵(28)、熔盐电加热器(29)、高温熔盐储罐(30)、高温熔盐泵(31)、二号截止阀(32)、三号截止阀(33)、蒸汽调节阀(34)、接口(35)；电开关(11)前端与传统火力发电系统(1)的发电机(10)相连，后端与熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统(2)的熔盐电加热器(29)连接；低温熔盐储罐(27)与低温熔盐泵(28)、熔盐电加热器(29)和高温熔盐储罐(30)连接，构成降负荷调峰系统；高温熔盐储罐(30)依次与高温熔盐泵(31)、过热器(24)、蒸发器(25)、预热器(26)和低温熔盐储罐(27)依次连接；预热器(26)和蒸发器(25)、过热器(24)水侧依次相连；过热器(24)出口为与传统火力发电系统(1)相连接的接口(35)，分为两路，一路依次与三号截止阀(33)、蒸汽调节阀(34)向连接，进入传统火力发电系统(1)的低压缸，构成升负荷调峰系统；另一路依次与二号截止阀(32)、辅汽联箱(17)连接，构成替代启动锅炉系统。2.根据权利要求1的一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，其特征在于传统火力发电系统(1)包括：锅炉过热器(3)、锅炉再热器(4)、主蒸汽控制阀(5)、高压缸(6)、再热蒸汽控制阀(7)、中压缸(8)、低压缸(9)、发电机(10)、凝汽器(12)、凝结水泵(13)、一号回热加热器(14)、二号回热加热器(15)、三号回热加热器(16)、辅汽联箱(17)、一号截止阀(18)、给水泵组(19)、除氧器(20)、四号回热加热器(21)、五号回热加热器(22)、六号回热加热器(23)；锅炉过热器(3)出口依次与主蒸汽控制阀(5)、高压缸(6)入口相连，高压缸(6)出口连接锅炉再热器(4)入口；锅炉再热器(4)出口依次连接再热蒸汽控制阀(7)、中压缸(8)入口；中压缸(8)出口与低压缸(9)入口连接；低压缸(9)与发电机(10)通过轴连接；低压缸(9)出口依次连接凝汽器(12)、凝结水泵(13)、一号回热加热器(14)、二号回热加热器(15)、三号回热加热器(16)、除氧器(20)和给水泵组(19)；给水泵组(19)出口依次连接四号回热加热器(21)、五号回热加热器(22)、六号回热加热器(23)和锅炉过热器(3)入口；高压缸(6)的中间级与末级抽汽分别与六号回热加热器(23)和五号回热加热器(22)汽侧入口连接；中压缸(8)的中间级与四号回热加热器(21)连接，中压缸(8)的末级抽汽分别与除氧器(20)汽侧入口和一号截止阀(18)连接，一号截止阀(18)与辅汽联箱(17)连接；低压缸(9)的中间级分别与三号回热加热器(16)、二号回热加热器(15)和一号回热加热器(14)汽侧入口连接；六号回热加热器(23)疏水依次与五号回热加热器(22)、四号回热加热器(21)和除氧器(20)连接；三号回热加热器(16)依次与二号回热加热器(15)、一号回热加热器(14)和凝汽器(13)连接。3.按照权利要求1的一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，其特征在于：高温熔盐为多元混合无机盐，使用温度范围为150℃-800℃。4.按照权利要求1的一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，其使用方法在于：当机组运行满足电网负荷要求时，传统火力发电系统(1)正常工作，熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统(2)退出运行；当机组降负荷调峰过程中，电开关(11)闭合，传统火力发电运行系统和降负荷调峰系统运行，发电机(10)产生的多余电量通过熔盐电加热器(29)加热熔盐，电能以热能的形式
储存在高温熔盐储罐(30)中；当机组升负荷过程中，传统火力发电运行系统和升负荷调峰系统运行，利用高温熔盐储罐(30)中的高温熔盐在预热器(26)、蒸发器(25)和过热器(24)内加热除盐水产生过热蒸汽进入汽轮机低压缸，增加汽轮机内蒸汽流量，实现熔盐热量的释放及机组负荷的升高；当机组停机后首次启动时，替代启动锅炉系统启动，利用高温熔盐储罐(30)中的高温熔盐在预热器(26)、蒸发器(25)和过热器(24)内加热除盐水产生过热蒸汽进入辅汽联箱(17)，为轴封供汽，满足机组启动条件。

技术总结

本发明公开了一种熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统，包括传统火力发电系统和熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统。当机组运行满足电网负荷要求时，传统火力发电系统正常工作，熔盐储热调峰及替代启动锅炉系统退出运行；降负荷运行时熔盐储热调峰运行模式开启，过剩电量转换为熔盐热能进行储存；升负荷过程中，熔盐储热调峰运行模式开启，储存在熔盐中的热能加热除盐水产生过热蒸汽进入汽轮机低压缸；机组停机后首次启动，替代启动锅炉运行模式开启，利用熔盐加热除盐水产生蒸汽。本发明利用熔盐储热技术在对火力发电进行调峰的同时还能起到替代启动锅炉的作用，降低原启动锅炉需长期维护及环保参数不达标的影响，提高燃煤机组运行的灵活性和安全性。的灵活性和安全性。的灵活性和安全性。