本發(fā)明涉及，具體為一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、我國(guó)新型電力系統(tǒng)將并入大規(guī)模新能源發(fā)電機(jī)組，這給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了挑戰(zhàn)，根據(jù)新能源電力的消納需求，未來(lái)三十年時(shí)間內(nèi)，我國(guó)的煤電機(jī)組將從主力電源逐步向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)變，但由于煤電機(jī)組“爐-機(jī)剛性耦合”的限制，其自身的靈活運(yùn)行能力提升裕度相當(dāng)有限，所以為煤電機(jī)組配備適宜的儲(chǔ)能系統(tǒng)是提升其靈活性運(yùn)行、增強(qiáng)調(diào)峰能力的關(guān)鍵。
2、壓縮空氣儲(chǔ)能是以壓縮空氣為載體進(jìn)行儲(chǔ)能，是一種低成本、大容量的新型電力儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)能時(shí)，通過(guò)對(duì)棄風(fēng)、棄光、低谷電等的利用來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而將空氣壓縮成高壓空氣并儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣庫(kù)中，同時(shí)壓縮過(guò)程中的壓縮熱通過(guò)換熱器被儲(chǔ)熱介質(zhì)回收，存儲(chǔ)在蓄熱系統(tǒng)中，完成解耦存儲(chǔ)，膨脹釋能時(shí)，通過(guò)透平膨脹系統(tǒng)將高壓空氣釋放進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)利用所回收的壓縮熱能對(duì)膨脹過(guò)程進(jìn)行補(bǔ)熱，完成空氣壓力勢(shì)能和壓縮熱能的耦合釋能。
3、但現(xiàn)有的燃煤機(jī)組耦合調(diào)峰系統(tǒng)仍然存在不足之處，具體為：目前壓縮空氣儲(chǔ)能與燃煤機(jī)組耦合調(diào)峰技術(shù)中，大多都采用電能直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電以及發(fā)電機(jī)與壓縮機(jī)電力傳輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)能量消耗，且壓縮空氣產(chǎn)生的壓縮熱不支撐膨脹過(guò)程中的提效，從整體系統(tǒng)來(lái)看導(dǎo)致了較大損。
4、因此，需要一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)來(lái)解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，包括蒸汽換熱器，所述蒸汽換熱器外壁的蒸汽進(jìn)口通過(guò)三通閥與熱再熱蒸汽管道相連接，所述蒸汽換熱器與三通閥的連接管道上設(shè)置有第一止回閥，所述蒸汽換熱器外壁的蒸汽出口通過(guò)第一分流器與蒸汽透平進(jìn)口連通，所述蒸汽換熱器外壁的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)口連接有低溫儲(chǔ)熱罐，所述蒸汽換熱器外壁的儲(chǔ)熱介質(zhì)出口連接有高溫儲(chǔ)熱罐，所述蒸汽透平的出口連接有第一混流器，所述蒸汽透平同軸連接有壓縮機(jī)組；
4、所述壓縮機(jī)組內(nèi)設(shè)置有多組壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)組的出口通過(guò)管道連通有壓縮熱換熱器組，所述壓縮熱換熱器組內(nèi)設(shè)置有多組壓縮熱換熱器，且末級(jí)壓縮熱換熱器的氣體出口處連接有儲(chǔ)氣室，所述壓縮熱換熱器外壁的水進(jìn)口處連接有第二分流器，所述第二分流器通過(guò)管道與壓力水儲(chǔ)罐的冷水出口相連接，所述壓縮熱換熱器外壁的水出口處通過(guò)管道連接有第二混流器，所述儲(chǔ)氣室的出口通過(guò)穩(wěn)壓閥與低溫預(yù)熱器的氣體入口相連接，低溫預(yù)熱器氣體出口連接有高溫預(yù)熱器，所述高溫預(yù)熱器的氣體出口通過(guò)管道與膨脹機(jī)的入口相連接，且余熱換熱器的氣體入口通過(guò)管道與所述膨脹機(jī)相連。
5、作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述蒸汽換熱器外壁設(shè)置有蒸汽進(jìn)出口、儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)出口，所述低溫儲(chǔ)熱罐的出口與蒸汽換熱器的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)口的連通管道外壁且在靠近低溫儲(chǔ)熱罐位置處設(shè)有第一低溫儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)泵，所述高溫儲(chǔ)熱罐進(jìn)口與蒸汽換熱器的儲(chǔ)熱介質(zhì)出口連通，所述蒸汽透平設(shè)置有多級(jí)，且每級(jí)蒸汽透平出口通過(guò)第一混流器與原燃煤機(jī)組的排汽管道連通。
6、作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述壓縮機(jī)外壁設(shè)置有氣體進(jìn)、出口，且首級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口與外部環(huán)境連通，連通管道上設(shè)有除塵器，剩余壓縮機(jī)的進(jìn)口均與壓縮熱換熱器的氣體出口相連接，壓縮機(jī)的氣體出口與壓縮熱換熱器的氣體進(jìn)口相連通。
7、作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述壓縮熱換熱器設(shè)置有多級(jí)，且末級(jí)壓縮熱換熱器氣體出口與儲(chǔ)氣室連通管道上設(shè)有第二止回閥，所述第二分流器與壓力水儲(chǔ)罐冷水出口的連通管道上設(shè)有第一壓力水循環(huán)泵，所述壓縮熱換熱器的水出口與壓力水儲(chǔ)罐熱水進(jìn)口連通，且連接管道上設(shè)有第三混流器。
8、作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述低溫預(yù)熱器水進(jìn)口與壓力水儲(chǔ)罐熱水出口連通，且連通管道上設(shè)有第四分流器，第四分流器的出口另一支路與凝結(jié)水換熱器的壓力水進(jìn)口連通，第四分流器與壓力水儲(chǔ)罐熱水出口設(shè)置有第二壓力水循環(huán)泵，所述低溫預(yù)熱器水出口與壓力水儲(chǔ)罐冷水進(jìn)口連通，且連通管道上設(shè)有第四混流器，第四混流器的另一進(jìn)口支路與凝結(jié)水換熱器壓力水出口連通。
9、作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述壓力水儲(chǔ)罐采用的是斜溫層儲(chǔ)罐，冷水進(jìn)、出口在儲(chǔ)罐下方，熱水進(jìn)、出口在儲(chǔ)罐上方。
10、作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述高溫預(yù)熱器設(shè)置有多級(jí)，非首級(jí)高溫預(yù)熱器氣體進(jìn)口與膨脹機(jī)出口連通，高溫預(yù)熱器氣體出口與下一級(jí)膨脹機(jī)進(jìn)口連通，所述高溫預(yù)熱器的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)口與高溫儲(chǔ)熱罐的出口相連通，且連通管道上靠近高溫儲(chǔ)熱罐出口處設(shè)有高溫儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)泵，所述高溫預(yù)熱器的儲(chǔ)熱介質(zhì)出口與低溫儲(chǔ)熱罐連通。
11、作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述余熱換熱器的氣體進(jìn)口與末級(jí)膨脹機(jī)的出口連通，余熱換熱器氣體出口與外界環(huán)境連通，所述余熱換熱器的水進(jìn)口與凝結(jié)水泵前的凝水管連通，且第三分流器的另一出口支路與凝結(jié)水換熱器的凝結(jié)水進(jìn)口連通，余熱換熱器的凝結(jié)水出口與凝水管連通，末級(jí)低壓換熱器與凝汽器之間的凝水管道安裝有凝結(jié)水泵，所述膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)同軸連接。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
13、1、本發(fā)明中，通過(guò)在蒸汽換熱器外設(shè)置儲(chǔ)能儲(chǔ)熱機(jī)構(gòu)，從而利用儲(chǔ)能儲(chǔ)熱機(jī)構(gòu)中的蒸汽透平、壓力水儲(chǔ)罐以及凝結(jié)水換熱器經(jīng)過(guò)換熱結(jié)構(gòu)使得蒸汽進(jìn)入蒸汽透平前先用高溫儲(chǔ)熱介質(zhì)回收蒸汽中的高溫?zé)崮?，在釋能階段一部分壓力水用于加熱凝結(jié)水，一部分用于加熱高壓空氣的設(shè)計(jì)，從而使得本系統(tǒng)消除了汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的機(jī)械損失、發(fā)電機(jī)自身的電氣附加損耗以及輸電過(guò)程中的損耗，能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)、釋能過(guò)程中的能級(jí)匹配，同時(shí)熱階段利用高溫儲(chǔ)熱進(jìn)一步將壓縮氣體升溫有利于提高膨脹機(jī)做功效率，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的整體循環(huán)效率，在釋能階段，利用凝結(jié)水換熱器代替低壓加熱器加熱凝結(jié)水有利于充分利用儲(chǔ)能時(shí)低品位壓縮熱能，防止儲(chǔ)熱時(shí)低品位熱能儲(chǔ)熱量大于釋能階段低品位熱能利用量的情況，提高整體系統(tǒng)的循環(huán)效率，與現(xiàn)有的熱儲(chǔ)能耦合燃煤機(jī)組的系統(tǒng)相比，減少了系統(tǒng)整體的壓力能損失以及損失，能夠提高系統(tǒng)整體循環(huán)效率，解決了目前壓縮空氣儲(chǔ)能與燃煤機(jī)組耦合調(diào)峰技術(shù)中，大多都采用電能直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電以及發(fā)電機(jī)與壓縮機(jī)電力傳輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)能量消耗，且壓縮空氣產(chǎn)生的壓縮熱不支撐膨脹過(guò)程中的提效，從整體系統(tǒng)來(lái)看導(dǎo)致了較大損的問(wèn)題，同時(shí)能級(jí)匹配可以使系統(tǒng)中的壓力水儲(chǔ)罐工作壓力降低，有效解決當(dāng)前壓力水儲(chǔ)罐成本過(guò)高限制壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的問(wèn)題。
1.一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，包括蒸汽換熱器(1)，其特征在于：所述蒸汽換熱器(1)外壁的蒸汽進(jìn)口通過(guò)三通閥(2)與熱再熱蒸汽管道(3)相連接，所述蒸汽換熱器(1)與三通閥(2)的連接管道上設(shè)置有第一止回閥(4)，所述蒸汽換熱器(1)外壁的蒸汽出口通過(guò)第一分流器(5)與蒸汽透平進(jìn)口(6)連通，所述蒸汽換熱器(1)外壁的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)口連接有低溫儲(chǔ)熱罐(7)，所述蒸汽換熱器(1)外壁的儲(chǔ)熱介質(zhì)出口連接有高溫儲(chǔ)熱罐(8)，所述蒸汽透平(6)的出口連接有第一混流器(9)，所述蒸汽透平(6)同軸連接有壓縮機(jī)組(10)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于：所述蒸汽換熱器(1)外壁設(shè)置有蒸汽進(jìn)出口、儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)出口，所述低溫儲(chǔ)熱罐(7)的出口與蒸汽換熱器(1)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)口的連通管道外壁且在靠近低溫儲(chǔ)熱罐(7)位置處設(shè)有第一低溫儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)泵，所述高溫儲(chǔ)熱罐(8)進(jìn)口與蒸汽換熱器(1)的儲(chǔ)熱介質(zhì)出口連通，所述蒸汽透平(6)設(shè)置有多級(jí)，且每級(jí)蒸汽透平(6)出口通過(guò)第一混流器(9)與原燃煤機(jī)組的排汽管道連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于：所述壓縮機(jī)(101)外壁設(shè)置有氣體進(jìn)、出口，且首級(jí)壓縮機(jī)(101)的進(jìn)口與外部環(huán)境連通，連通管道上設(shè)有除塵器，剩余壓縮機(jī)(101)的進(jìn)口均與壓縮熱換熱器(111)的氣體出口相連接，壓縮機(jī)(101)的氣體出口與壓縮熱換熱器(111)的氣體進(jìn)口相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于：所述壓縮熱換熱器(111)設(shè)置有多級(jí)，且末級(jí)壓縮熱換熱器(111)氣體出口與儲(chǔ)氣室(12)連通管道上設(shè)有第二止回閥，所述第二分流器(13)與壓力水儲(chǔ)罐(14)冷水出口的連通管道上設(shè)有第一壓力水循環(huán)泵，所述壓縮熱換熱器(111)的水出口與壓力水儲(chǔ)罐(14)熱水進(jìn)口連通，且連接管道上設(shè)有第三混流器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于：所述低溫預(yù)熱器(17)水進(jìn)口與壓力水儲(chǔ)罐(14)熱水出口連通，且連通管道上設(shè)有第四分流器，第四分流器的出口另一支路與凝結(jié)水換熱器的壓力水進(jìn)口連通，第四分流器與壓力水儲(chǔ)罐(14)熱水出口設(shè)置有第二壓力水循環(huán)泵，所述低溫預(yù)熱器(17)水出口與壓力水儲(chǔ)罐(14)冷水進(jìn)口連通，且連通管道上設(shè)有第四混流器，第四混流器的另一進(jìn)口支路與凝結(jié)水換熱器壓力水出口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于：所述壓力水儲(chǔ)罐(14)采用的是斜溫層儲(chǔ)罐，冷水進(jìn)、出口在儲(chǔ)罐下方，熱水進(jìn)、出口在儲(chǔ)罐上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于：所述高溫預(yù)熱器(18)設(shè)置有多級(jí)，非首級(jí)高溫預(yù)熱器(18)氣體進(jìn)口與膨脹機(jī)(19)出口連通，高溫預(yù)熱器(18)氣體出口與下一級(jí)膨脹機(jī)(19)進(jìn)口連通，所述高溫預(yù)熱器(18)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)口與高溫儲(chǔ)熱罐(8)的出口相連通，且連通管道上靠近高溫儲(chǔ)熱罐(8)出口處設(shè)有高溫儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)泵，所述高溫預(yù)熱器(18)的儲(chǔ)熱介質(zhì)出口與低溫儲(chǔ)熱罐(7)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓縮氣體儲(chǔ)能及熱儲(chǔ)能的燃煤機(jī)組調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于：所述余熱換熱器(20)的氣體進(jìn)口與末級(jí)膨脹機(jī)(19)的出口連通，余熱換熱器(20)氣體出口與外界環(huán)境連通，所述余熱換熱器(20)的水進(jìn)口與凝結(jié)水泵前的凝水管連通，且第三分流器的另一出口支路與凝結(jié)水換熱器的凝結(jié)水進(jìn)口連通，余熱換熱器(20)的凝結(jié)水出口與凝水管連通，末級(jí)低壓換熱器與凝汽器之間的凝水管道安裝有凝結(jié)水泵，所述膨脹機(jī)(19)與發(fā)電機(jī)同軸連接。