本技術(shù)涉及熔鹽蓄熱在火電機(jī)組深度調(diào)峰應(yīng)用領(lǐng)域，具體為一種耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，在“碳達(dá)峰，碳中和”的大背景下，隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源的快速發(fā)展和大規(guī)模接入電力系統(tǒng)，其間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)造成巨大的壓力，此外，負(fù)荷側(cè)電氣化水平也在不斷提高，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)高比例可再生能源、高比例電力電子設(shè)備的“雙高”特征，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量持續(xù)下降，調(diào)頻、調(diào)壓能力不足，造成“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象日益增多。

2、火電機(jī)組的調(diào)峰是指根據(jù)電力系統(tǒng)需求，在較短時(shí)間內(nèi)調(diào)整火電機(jī)組的輸出功率，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定運(yùn)行。具有“壓艙石”性質(zhì)且占比例最高的火電機(jī)組由于調(diào)節(jié)能力不足，亟需靈活性改造，而常規(guī)的鍋爐側(cè)和汽機(jī)側(cè)改造，一方面負(fù)荷調(diào)節(jié)能力有限，很難降低到30％負(fù)荷以下，另一方面在負(fù)荷降低時(shí)，鍋爐燃燒效率降低，污染物排放相對(duì)水平提高。

3、儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了火電機(jī)組的靈活性，但目前應(yīng)用較多的電化學(xué)儲(chǔ)能一次性投資成本較高，且火電機(jī)組因凝汽器中乏汽冷凝造成的冷端損失存在，整體機(jī)組效率在40％-45％之間，且電化學(xué)儲(chǔ)能充放電過(guò)程也有較高的效率折損，故通過(guò)電轉(zhuǎn)電的形式會(huì)顯著增大能量損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于一種耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)，該系統(tǒng)將火電機(jī)組和熔鹽儲(chǔ)換熱系統(tǒng)深度耦合，應(yīng)用到火電機(jī)組深度調(diào)峰領(lǐng)域，根據(jù)不同的調(diào)峰需求切換不同的模式，充分利用蒸汽、煙氣、電加熱等不同的加熱型式，且充分考慮了煙氣循環(huán)和汽水循環(huán)，在不影響機(jī)組安全運(yùn)行和效率的前提下，實(shí)現(xiàn)鍋爐和汽輪機(jī)的靈活解耦。

2、本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)，包括鍋爐系統(tǒng)、汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、熔鹽蓄熱系統(tǒng)和熔鹽放熱系統(tǒng)，所述的鍋爐系統(tǒng)沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次布置有鍋爐過(guò)熱器、鍋爐再熱器、省煤器和scr脫硝裝置；所述的汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括依次連接于轉(zhuǎn)軸上的高壓缸、中壓缸、低壓缸和發(fā)電機(jī)；所述的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)沿流動(dòng)方向依次包括凝汽器、凝結(jié)水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵和高壓加熱器；所述的熔鹽蓄熱系統(tǒng)包括冷鹽罐、冷鹽泵、熱鹽罐、熱鹽泵、過(guò)熱蒸汽熔鹽顯熱換熱器、過(guò)熱蒸汽熔鹽潛熱換熱器、再熱蒸汽熔鹽換熱器、蒸汽射流泵、煙氣熔鹽換熱器、循環(huán)風(fēng)機(jī)、熔鹽電加熱器；所述的熔鹽放熱系統(tǒng)包括預(yù)熱器、汽包、蒸發(fā)器和熔鹽過(guò)熱器，所述鍋爐過(guò)熱器用于鍋爐系統(tǒng)的蒸汽過(guò)熱，所述熔鹽過(guò)熱器用于熔鹽放熱系統(tǒng)的蒸汽過(guò)熱。

3、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的鍋爐系統(tǒng)中給水首先經(jīng)省煤器進(jìn)入水冷壁中，被加熱成蒸汽后進(jìn)入鍋爐過(guò)熱器，鍋爐過(guò)熱器的出口第一路經(jīng)第十一閥門與過(guò)熱蒸汽熔鹽顯熱換熱器的汽水側(cè)進(jìn)口連接，鍋爐過(guò)熱器的出口第二路與高壓缸的進(jìn)口連接；鍋爐再熱器的進(jìn)口第一路與高壓缸的出口連接，鍋爐再熱器將高壓缸出口的低壓低溫排汽加熱成低壓高溫蒸汽，鍋爐再熱器的進(jìn)口第二路與蒸汽射流泵的出口連接，鍋爐再熱器的出口第一路經(jīng)第十閥門與再熱蒸汽熔鹽換熱器的汽水側(cè)進(jìn)口連接，鍋爐再熱器的出口第二路與中壓缸的進(jìn)口連接，煙氣從鍋爐煙道流出經(jīng)過(guò)除塵后進(jìn)入scr脫硝裝置中。

4、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的scr脫硝裝置的工作溫度為180-320℃，scr脫硝裝置的加熱熱源為蒸汽、電加熱或補(bǔ)燃手段，加熱熱源一路來(lái)自中壓缸中間段抽汽，另一路來(lái)自熔鹽放熱系統(tǒng)中汽包的出口蒸汽。

5、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中高壓缸的進(jìn)口第一路與鍋爐過(guò)熱器的出口連接，高壓缸的進(jìn)口第二路與熔鹽過(guò)熱器的蒸汽側(cè)出口連接，高壓缸的中間段抽汽經(jīng)第三閥門送到高壓加熱器，高壓缸的出口與鍋爐再熱器的進(jìn)口連接；中壓缸的進(jìn)口與鍋爐再熱器的出口連接，中壓缸的中間段抽汽經(jīng)第二閥門送到除氧器,中壓缸的中間段抽汽第二路經(jīng)第八閥門送到scr脫硝裝置，中壓缸的出口與低壓缸的進(jìn)口連接，低壓缸的中間段抽汽經(jīng)第一閥門送到低壓加熱器，低壓缸的出口與凝汽器的進(jìn)口連接，低壓缸中乏汽排入凝汽器中。

6、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中凝汽器的出口與凝結(jié)水泵的入口連接，凝結(jié)水泵的出口與低壓加熱器的水側(cè)進(jìn)口連接，循環(huán)水的補(bǔ)水位置位于凝結(jié)水泵和低壓加熱器的中間管道上，低壓加熱器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第一路與低壓缸的抽汽口連接，低壓加熱器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第二路經(jīng)第四閥門與汽包的出口連接，低壓加熱器的水側(cè)出口與除氧器的水側(cè)進(jìn)口第一路連接，除氧器的水側(cè)進(jìn)口第二路與scr脫硝裝置蒸汽加熱側(cè)出口連接，除氧器的水側(cè)出口與給水泵的進(jìn)口連接，除氧器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第一路與中壓缸的抽汽口連接，除氧器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第二路經(jīng)第五閥門與汽包的出口連接，給水泵的出口與高壓加熱器的水側(cè)進(jìn)口連接，給水泵和高壓加熱器的中間管道與預(yù)熱器的水側(cè)進(jìn)口連接，高壓加熱器的水側(cè)出口與省煤器的進(jìn)口連接，高壓加熱器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第一路與高壓缸的抽汽口連接，高壓加熱器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第二路經(jīng)第七閥門與熔鹽過(guò)熱器的蒸汽側(cè)出口連接，過(guò)熱蒸汽熔鹽潛熱換熱器的水側(cè)出口匯入高壓加熱器的出口管道中。

7、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的熔鹽蓄熱系統(tǒng)中冷鹽罐的出口與冷鹽泵的進(jìn)口連接，冷鹽泵的出口與過(guò)熱蒸汽熔鹽潛熱換熱器的熔鹽側(cè)進(jìn)口連接，過(guò)熱蒸汽熔鹽潛熱換熱器的熔鹽側(cè)出口與過(guò)熱蒸汽熔鹽顯熱換熱器的熔鹽側(cè)進(jìn)口連接，過(guò)熱蒸汽熔鹽潛熱換熱器的汽水側(cè)進(jìn)口與過(guò)熱蒸汽熔鹽顯熱換熱器的汽水側(cè)出口第一路連接，過(guò)熱蒸汽熔鹽潛熱換熱器的汽水側(cè)出口與高壓加熱器的出口管道連接，過(guò)熱蒸汽熔鹽顯熱換熱器的熔鹽側(cè)出口與再熱蒸汽熔鹽換熱器的熔鹽側(cè)進(jìn)口連接，過(guò)熱蒸汽熔鹽顯熱換熱器的汽水側(cè)進(jìn)口與鍋爐過(guò)熱器的出口連接，過(guò)熱蒸汽熔鹽顯熱換熱器的汽水側(cè)出口第二路與蒸汽射流泵的主路連接，再熱蒸汽熔鹽換熱器的熔鹽側(cè)出口分別經(jīng)第十四閥門、第十五閥門、第十六閥門與煙氣熔鹽換熱器的熔鹽側(cè)進(jìn)口、熱鹽罐的進(jìn)口和熔鹽電加熱器的進(jìn)口連接，再熱蒸汽熔鹽換熱器的汽水側(cè)進(jìn)口與鍋爐再熱器的出口連接，再熱蒸汽熔鹽換熱器的汽水側(cè)出口與蒸汽射流泵的抽吸口連接，煙氣熔鹽換熱器的煙氣側(cè)進(jìn)口經(jīng)第十三閥門與爐膛連接，煙氣通過(guò)循環(huán)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)流量，循環(huán)風(fēng)機(jī)與爐膛之間設(shè)有第十二閥門。

8、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的熔鹽蓄熱系統(tǒng)中，熔鹽選擇二元鹽或三元鹽，所述的二元鹽由60％kno3和40％nano3組成，二元鹽的溫升范圍為290-570℃，所述的三元鹽由53％kno3+7％nano3+40％nano2組成，三元鹽的溫升范圍為190-420℃。

9、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的熔鹽放熱系統(tǒng)中熱鹽罐的出口與熱鹽泵的進(jìn)口連接，熱鹽泵的出口與熔鹽過(guò)熱器的熔鹽側(cè)進(jìn)口連接，熔鹽過(guò)熱器的熔鹽側(cè)出口與蒸發(fā)器的熔鹽側(cè)進(jìn)口連接，熔鹽過(guò)熱器的汽水側(cè)進(jìn)口與汽包的出口連接，熔鹽過(guò)熱器的汽水側(cè)出口第一路與高壓缸連接，熔鹽過(guò)熱器的汽水側(cè)出口第二路與高壓加熱器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第二路連接，汽包的下降管與蒸發(fā)器的汽水側(cè)進(jìn)口連接，汽包的蒸汽進(jìn)口與蒸發(fā)器的汽水側(cè)出口連接，汽包的水進(jìn)口與預(yù)熱器的汽水側(cè)出口連接，汽包的出口第一路與熔鹽過(guò)熱器的汽水側(cè)進(jìn)口連接，汽包的出口第二路分別與低壓加熱器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第二路、除氧器的蒸汽側(cè)進(jìn)口第二路、scr脫硝裝置的蒸汽加熱側(cè)進(jìn)口第二路連接，汽包的出口第二路與scr脫硝裝置的蒸汽加熱側(cè)進(jìn)口第二路之間設(shè)置有第九閥門，蒸發(fā)器的熔鹽側(cè)出口與預(yù)熱器的熔鹽側(cè)進(jìn)口連接，預(yù)熱器的熔鹽側(cè)出口與冷鹽罐的進(jìn)口連接，預(yù)熱器的汽水側(cè)入口與給水泵的出口管道連接。

10、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述的熔鹽放熱系統(tǒng)中預(yù)熱器、蒸發(fā)器和熔鹽過(guò)熱器均為管殼式過(guò)熱器，熔鹽在殼側(cè)流動(dòng)，汽水在管側(cè)流動(dòng)。

11、在上述的耦合多加熱源熔鹽蓄熱的靈活調(diào)峰系統(tǒng)中，所述熔鹽蓄熱系統(tǒng)和熔鹽放熱系統(tǒng)中，熔鹽管道上設(shè)有用于防止熔鹽在管道中凝結(jié)的電伴熱系統(tǒng)。

12、熔鹽蓄熱技術(shù)是一種新型儲(chǔ)能技術(shù)，將熔鹽作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，具有運(yùn)行溫度范圍寬，儲(chǔ)熱密度高，單位投資成本低等特點(diǎn)，通過(guò)蒸汽、煙氣等熱媒介加熱熔鹽，或利用新能源棄電，通過(guò)電轉(zhuǎn)熱形式將熱量?jī)?chǔ)存到熔鹽中，儲(chǔ)換熱效率極高，且不影響機(jī)組運(yùn)行在最佳工況。在電網(wǎng)有頂負(fù)荷需求時(shí)，能夠釋放熔鹽存儲(chǔ)的熱量產(chǎn)生蒸汽增加機(jī)組輸出功率。火電機(jī)組耦合熔鹽蓄熱技術(shù)后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能夠更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)需求的變化，提供穩(wěn)定可靠的調(diào)峰支持，且能夠通過(guò)提供電力輔助服務(wù)和參加電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，顯著提高機(jī)組收益。