1.大型燃煤机组深度调峰系统的难点及难点分析！

1.本发明属于储能技术领域，具体涉及一种蒸汽和熔盐耦合储能的深度调峰系统。

背景技术：

2.随着光伏、风电等新能源发电机组装机比例大幅提升，新能源发电机组随机性大，从安全角度看，电网将是安全稳定的并且运行稳定。对燃煤机组的调峰能力提出了更高的要求。由于锅炉、汽轮机等主辅设备的特点，大型燃煤机组普遍难以在较低负荷下连续稳定运行，调峰能力较弱。没有针对性的设计燃煤热水锅炉调节方法，一般都不能满足电网的要求。 ，这个问题在存量单位中尤为明显。

3.燃煤机组深度调峰技术符合国内产业政策。新政策将大大加大对燃煤机组深度调峰的支持力度，将有力推动燃煤机组深度调峰产业的发展。

4.大型燃煤机组深度调峰主要需要解决锅炉侧的技术难题。目前，燃煤锅炉深度调峰的难点主要集中在以下几个方面：（1)锅炉低负荷稳定燃烧问题；（2)低负荷工况下的水动力问题； (3)选择性催化还原(scr)脱硝系统入口烟气温度低，脱硝系统投入运行；(3)受热面容易超温问题；(4)问题水平烟道积灰；等。由于机组负荷变化大，燃煤机组需要承受较大的温度变化，导致关键部件疲劳磨损，甚至发生事故。

5.锅炉侧深度调峰技术主要从系统和设备本身改善低负荷运行特性，满足整个系统低负荷运行的要求。但由于设备和系统本身的原因，即使进行了优化，燃煤机组的低负荷运行性能，如燃烧稳定、水动力特性和脱硝投入等，并没有明显改善。各种问题。

6.火电厂的热能储存一般为电热水或蒸汽热交换热水，热水储存在热水箱中。我国北方供暖一般都需要这种储能方式。就区域实施而言，储能系统的运行时间受季节影响，储能规模不大，难以应用于火电厂的深度调峰或调频。

7.火电厂电能存储一般与电池相结合，但受电池能量密度、安全性、建设成本等条件限制，仍处于试点示范阶段燃煤热水锅炉调节方法，已尚未大规模商业化。应用场景无法匹配火电厂的深度调峰或调频。

8.压缩气体储能受技术特点影响，储能规模普遍较大，明显受限于地理条件，推广难度较大。此外，压缩气体的利用也在研究中，还没有大规模使用的高效技术。

技术实施要素：

9.本发明的目的在于解决现有技术存在的缺陷和不足，设计一种稳定可靠、调峰速度快、运行灵活的蒸汽-熔盐耦合储能深度调峰系统。

10.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蒸汽-熔盐耦合储能深度调峰系统，包括锅炉系统、蒸汽-熔盐热交换系统和a 在蒸汽发生系统中，锅炉系统的主蒸汽和/或再热蒸汽一部分进入汽轮发电机组做功，另一部分进入蒸汽-熔盐热交换系统，释放热量。通过辅助系统送回省煤器，蒸汽-熔盐换热系统由蒸汽释放

释放的热量将冷熔盐加热成热熔盐，热熔盐通过蒸汽发生系统进行热交换，然后返回冷熔盐。

11.优选地，辅助系统包括冷凝器、冷凝泵、低压加热器、除氧器、给水泵和高压加热器。

12. 优选地，蒸汽-熔盐换热系统包括蒸汽-熔盐加热器、冷熔盐储罐和热熔盐储罐，冷熔盐储罐具有熔盐经蒸汽-熔盐加热器加热后进入热熔盐储罐，热熔盐储罐中的热熔盐通过蒸汽发生系统放热返回冷熔盐储罐.

13. 优选地，蒸汽-熔盐加热器有两个，分别与主蒸汽和再热蒸汽相连。

14. 优选地，在冷熔盐储罐出口与蒸汽熔盐加热器之间设置冷熔盐泵，热熔盐储罐出口与蒸汽熔盐加热器连接。蒸汽发生系统中间有一个热熔盐泵。

15. 优选地，蒸汽发生系统的两端分别与热熔盐储罐的出口和冷熔盐储罐的入口相连。

16. 优选地，蒸汽发生系统利用热熔盐的热量加热给水或冷的再热蒸汽驱动汽轮机发电或直接向外供热。

17.采用上述技术方案后，本发明提供的蒸汽-熔盐耦合储能深度调峰系统具有以下有益效果：

18.(1)锅炉机组在稳定负荷以上连续运行，机组稳定性好；

19.锅炉低负荷运行稳定性是燃煤机组深度调峰的主要瓶颈。火储结合可以使锅炉保持在其最低稳定燃烧负荷以上运行，减少锅炉燃煤产生的能量。多余的能量以热量的形式储存在熔盐中，将整个火电机组的外部发电量降低到深度调峰所需值，从而实现机组深度调峰。

20.(2)机组调峰速度快；

21.蓄火结合深度调峰，在燃煤锅炉、汽轮发电机组运行负荷不变的情况下，超过调度负荷的电量直接消耗转化为熔液salt 这个操作比燃煤机组自身的负荷降低过程要简单得多，可以加快机组负荷的调整速度。

22.(3)深度调峰后不影响锅炉及辅助设备的使用寿命；

23.火电机组深度调峰时，锅炉实际运行在其最小稳定燃烧负荷之上，锅炉不会出现低负荷稳定燃烧、干湿状态切换、 SCR脱硝入口烟气温度低、受热面过热、旋转设备振动等，对锅炉及其辅机寿命无影响。

24.(4)转换效率高；

25.蒸汽-熔盐耦合是将蒸汽热量传递给熔盐，通过换热器在介质间以热的形式传递能量，使能量传递效率高于能量形式转换。

26.(5)熔盐储热系统的应用越来越成熟；

27.熔盐作为一种储能材料，具有热容量大、粘度低、蒸气压低、工作温度宽等特点。是一种理想的蓄热介质。近年来，熔盐储热系统已在国内外多个光热电站中得到应用。熔盐系统的设计和运行经验不断积累，系统运行稳定性日益成熟和完善。

28.因此，本发明利用熔盐的蓄热特性，将机组深调峰阶段无法吸收的能量储存起来，实现机组的深调峰。燃煤机组，但机组仍按设计负荷运行以上，既满足电网调度要求，又实现火电机组连续稳定运行；利用熔盐蓄热吸收机组深度调峰功率，电加热器响应速度快，可快速降低发电机组出力。有利于提高发电机组的调频性能；熔盐的储存

所储存的热量可通过蒸汽发生系统产生蒸汽的方式加以利用，产生的蒸汽可用于驱动汽轮机发电，也可用于直接外加热。

图纸说明

29. 图。附图说明图1为本发明蒸汽-熔盐耦合储能深调峰系统的流程示意图。

30.其中：主蒸汽1、再热蒸汽2、汽轮发电机组3、省煤器4、蒸汽发生系统5、冷凝器6、冷凝泵7、低压加热器8、除氧器9、进料泵10、高压加热器11、蒸汽-熔盐加热器12、冷熔盐罐 13、热熔盐罐 14、冷熔盐泵 15、热熔盐泵 16。

具体实现方法

31. 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。至少一个示例性实施例的以下描述本质上仅是说明性的并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。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，都属于本发明保护的范围。

32. 应当注意，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并不旨在限制根据本技术的示例性实施例。如本文所用，除非上下文另有明确说明，否则单数旨在也包括复数，此外，应理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括”时，它表示有特征、步骤、操作、设备、组件和/或它们的组合。

33.这些实施例中所阐述的部件和步骤的相对排列、数值表达式和数值不限制本发明的范围，除非另有特别说明。同时，应当理解，为便于描述，附图中所示各部分的尺寸并未按照实际比例关系绘制。相关领域的普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不会被详细讨论，但是在适当的情况下，这些技术、方法和设备应该被认为是授权描述的一部分。在本文所示和讨论的所有示例中，任何特定值都应被解释为仅是说明性的而不是限制性的。因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。需要注意的是，下图中相同的数字和字母指的是相同的项目，因此一旦在一个图中定义了一个项目，则不需要在后续图中进一步讨论。

34.在本发明的描述中，应当理解“前、后、上、下、左、右”、“横、竖、竖、横”等方位词和” “上、下”等所表示的方位或位置关系通常以附图所示的方位或位置关系为依据，仅是为了便于描述本发明和简化描述。该装置或元件指示和建议所指的必须具有特定的取向或以特定的取向构造和操作，因此不应理解为对本发明的保护范围的限制；取向词语“内外”是指相对于内部和外部每个组件本身的轮廓。

35.为了便于描述，空间上的相对术语，如“in”

……

高于", "高于

……

在"、"在

……

“上表面”、“上”等，用于描述一个设备或特征与其他设备或特征的空间位置关系，如图所示。应理解，空间相对术语旨在涵盖其他设备在使用或操作中与图中描述的方向不同。例如，如果将图中的设备翻转，则将其描述为“在其他设备或结构之上”或“在其他设备或结构之上”定位为“低于”或“低于”其他设备或配置。因此，示例性术语“在

……

above”可以包含“in”

……

上面”和“里面

……

below" 在两个方向。设备也可以以其他方式定向（旋转 90 度或其他方向），并且

这里使用的空间相对描述也作了相应的解释。

36.另外需要注意的是，使用“第一”和“第二”等词来定义组件只是为了方便区分对应的组件。除非另有说明，上述词语并无特殊含义，因此不应理解为对本发明保护范围的限制。

37.本发明是一种蒸汽-熔盐耦合储能深度调峰系统，如图1所示，包括锅炉系统、蒸汽-熔盐换热系统和蒸汽发生系统锅炉系统的主蒸汽1和/或​​再热蒸汽2一部分进入汽轮发电机组3做功，另一部分进入蒸汽-熔盐换热系统放热。系统送回省煤器4，辅助系统包括冷凝器6、冷凝泵7、低压加热器8、除氧器9、进料泵10和高压加热器11.

38.蒸汽-熔盐热交换系统通过蒸汽释放的热量将冷熔盐加热成热熔盐，热熔盐通过蒸汽发生系统5进行热交换后返回冷熔盐，具体地说，蒸汽-熔盐热交换系统包括蒸汽-熔盐加热器12、冷熔盐储罐13和热熔盐储罐14，冷熔盐储罐13 冷熔盐经蒸汽熔盐加热器12加热后进入热熔盐储罐14，热熔盐储罐14中的热熔盐释放后返回冷熔盐储罐13。通过蒸汽发生系统加热 5..

39.进一步，有两个蒸汽熔盐加热器12，分别与主蒸汽1和再热蒸汽2连接，冷熔盐储罐13的出口连接至蒸汽——在熔盐加热器12之间设置冷熔盐泵15，在热熔盐储罐14的出口与蒸汽发生系统5之间设置热熔盐泵16，其两端蒸汽发生系统5设置有热熔盐泵16，分别与热熔盐储罐14的出口和冷熔盐储罐13的进口连接。蒸汽发生系统5利用热将热的熔盐加热给水或冷的再热蒸汽驱动汽轮机发电或直接向外排放。加热。

40.上述熔盐包括吸热和放热两个阶段，具体为：

41.熔盐吸热阶段：通过设置蒸汽熔盐加热器12，将锅炉过热器和再热器中的部分蒸汽连接到蒸汽熔盐换热器12，蒸汽放热后接高压加热器11、低压加热器8或加热器排水口等位置，再用。冷熔盐由冷熔盐泵15加压，然后连接到蒸汽熔盐加热器12。被蒸汽加热后，进入热熔盐储罐14，热量储存在热熔盐储罐14中。熔盐储罐 14 .

42.熔盐放热阶段：通过设置蒸汽发生系统5，将热熔盐与蒸汽发生系统5连接，放热后返回冷熔盐储罐13，水或冷再加热蒸汽经蒸汽发生系统5加热后，接入机组蒸汽系统发电或直接外加热。

43.本发明是一种蒸汽-熔盐耦合储能深度调峰系统，当电网调度的负荷（如35%pr）低于最小稳定燃烧负荷时锅炉（如40% pr） 当燃煤锅炉在最低稳定燃烧负荷（如40% pr）以上连续运行时，锅炉负荷率不再下降，发电机功率（35% pr）降低通过减少蒸汽轮机发电机组的蒸汽供应和减少蒸汽轮机的热量输入。 )，锅炉多余的能量（以蒸汽的形式，δ=5%pr）通过热交换装置储存在储能系统中。从电网侧看，机组已达到深度调峰要求。储能系统可以使用熔盐作为储能介质。熔盐在蓄热系统中的应用主要是处于熔融状态。这个温度范围取决于熔盐的固有特性。不同成分的熔盐的凝固点温度一般是不同的。一般熔盐的冰点在180～250℃左右。 , 最高工作温度约为 500 至 600 °C。

44.当电网调度负荷降低到锅炉最低稳定燃烧负荷以下时，锅炉负荷不会降低，锅炉主蒸汽、再热蒸汽、或以上两根蒸汽管分别抽出。部分蒸汽与蒸汽-熔盐换热器相连，将蒸汽中的热量传递给熔盐。蒸汽温度和压力降低后，可以回到电厂热力系统的适当位置，如高热、低热及其排水。 、冷凝器等，蒸汽释放的热量将冷熔盐加热成热熔盐，

热熔盐储存在热熔盐储罐中。在这个过程中，由于汽轮机进汽量的减少，发电机的功率也随之降低。当抽汽量足够大时，机组可满足深度调峰要求。

45.熔盐罐中储存的热熔盐的能量难以直接利用。热熔盐可通过蒸汽发生器系统加热给水以满足汽轮机所需的蒸汽参数。熔盐从蒸汽发生系统的出口连接到冷熔盐储罐。蒸汽发生器产生的蒸汽用于驱动汽轮机发电。储存在熔盐中的热量通过这种方式转化为电能。蒸汽发生器产生的蒸汽也可以外用。加热。

46.综上所述，本发明提供的一种蒸汽-熔盐耦合储能深度调峰系统，将火力发电厂与熔盐蓄热系统相结合，充分利用熔盐具有大容量蓄热的特点，机组产生的电能以热量的形式储存在熔盐中，使锅炉在高于其最低稳定燃烧负荷的情况下运行，但输入汽轮发电机组的蒸汽量单位减少，并产生其功率。功率低于锅炉最低稳定燃烧负荷对应的汽轮发电机负荷。从电网侧看，机组实现了深度调峰。由于锅炉在最低稳定燃烧负荷以上运行，不会出现锅炉炉膛熄火、脱硝系统入口烟道温度低、水平烟道积灰等问题，有效解决了燃煤问题。燃煤机组深度调峰。

47. 以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围不限于此。在本发明的范围内，基于本发明的技术方案和发明构思所作的等同替换或变化，均应包含在本发明的保护范围之内。