阅读说明：本技术 一种燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统 (Heat storage and supply system for wide-range adjustment of electric output of gas-steam combined unit ) 是由 马汀山 黄嘉驷 杨荣祖 雒青 谢天 王汀 王耀文 王宏武 穆祺伟 于龙文 张奔 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统,燃气轮机的排气出口与余热锅炉烟气侧的入口、固体蓄热体烟气侧的入口及气水换热器高温气侧的入口相连通；固体蓄热体空气侧的出口与气水换热器高温气侧的入口相连,余热锅炉的高压蒸汽出口与高压缸的入口相连通,高压缸的出口与余热锅炉的中压蒸汽入口相连通,余热锅炉的中压蒸汽出口与中压缸的入口相连通,中压缸的出口与低压缸及外界的供热系统相连通,燃气轮机、高压缸、发电机、中压缸及低压缸同轴布置,该系统在响应机组调峰需求的同时,满足机组在各种电负荷区间的供热需求。(The invention discloses a heat storage and heat supply system with a gas-steam combined unit for wide-range adjustment of electric output, wherein an exhaust outlet of a gas turbine is communicated with an inlet at the flue gas side of a waste heat boiler, an inlet at the flue gas side of a solid heat accumulator and an inlet at the high-temperature gas side of a gas-water heat exchanger; the outlet of the air side of the solid heat accumulator is connected with the inlet of the high-temperature air side of the gas-water heat exchanger, the high-pressure steam outlet of the waste heat boiler is communicated with the inlet of the high-pressure cylinder, the outlet of the high-pressure cylinder is communicated with the medium-pressure steam inlet of the waste heat boiler, the medium-pressure steam outlet of the waste heat boiler is communicated with the inlet of the medium-pressure cylinder, the outlet of the medium-pressure cylinder is communicated with the low-pressure cylinder and an external heat supply system, the gas turbine, the high-pressure cylinder, the generator, the medium-pressure cylinder and the low-pressure cylinder are coaxially arranged, and the system responds to the peak regulation requirement of the unit and simultaneously meets the heat supply requirement of the unit in various electric load intervals.)

一种燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统

技术领域

本发明属于火力发电技术领域，涉及一种燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统。

背景技术

为配合国家节能减排及能源综合利用等政策要求，大量火电机组逐步向热电联产运行方式靠拢，扩大供热规模的同时也可实现企业利益的最大化。此外，为配合可再生能源发电上网的发展需要，以及峰谷差的日益增大，燃煤、燃气的发电机组参与调峰的次数及对其品质的要求均大幅提高，电网要求电厂提升供热季的调峰能力。

对于燃气蒸汽联合循环机组，作为目前电网常备的调峰主力机组，往往无法在调峰的同时兼顾其供热的市场需求，常规的燃气-余热蒸汽的发电供热运行模式已无法满足在灵活性运行的供热需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统，该系统在响应机组调峰需求的同时，满足机组在各种电负荷区间的供热需求。

为达到上述目的，本发明所述的燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统包括燃气轮机、发电机、高压缸、中压缸、低压缸、余热锅炉、固体蓄热体、气水换热器及风机；

燃气轮机的排气出口与余热锅炉烟气侧的入口、固体蓄热体烟气侧的入口及气水换热器高温气侧的入口相连通；

固体蓄热体空气侧的出口与气水换热器高温气侧的入口相连，余热锅炉的高压蒸汽出口与高压缸的入口相连通，高压缸的出口与余热锅炉的中压蒸汽入口相连通，余热锅炉的中压蒸汽出口与中压缸的入口相连通，中压缸的出口与低压缸及外界的供热系统相连通，燃气轮机、高压缸、发电机、中压缸及低压缸同轴布置。

燃气轮机的排气出口经第一阀门与余热锅炉烟气侧的入口相连通。

燃气轮机的排气出口经第二阀门与固体蓄热体高温侧的入口相连通。

燃气轮机的排气出口经第三阀门与气水换热器高温气侧的入口相连通。

固体蓄热体高温侧的出口经第四阀门与气水换热器高温气侧的入口相连。

余热锅炉的高压蒸汽出口通过第五阀门与高压缸的入口相连通。

中压缸的出口经第六阀门与低压缸相连通。

固体蓄热体空气侧的入口连通有风机。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统在具体操作时，非调峰时段，且机组供热需求较小时，燃气轮机的排气进入余热锅炉中加热给水及高压缸的排汽，抽取部分中压缸出口的蒸汽进行供热，满足热网需求的同时，最大限度提升机组发电能力；深度调峰时段，且机组供热需求较小时，燃气轮机降低负荷运行，并将部分燃气轮机的排气热量在固体蓄热体中储存，余热锅炉吸热量降低后使得蒸汽机组的做功能力大幅度下降，同时利用部分中压缸排汽满足较少的供热需求；深度调峰时段，且机组供热需求较大时，燃气轮机低负荷运行，将尽可能多的燃气轮机排气余热在气水换热器中放热，直接加热热网循环水，同时将存储在固体蓄热体中的余热通过加热风后进入气水换热器中放热，实现电负荷最低的条件下，供热热负荷最高，结构简单，操作方便，运行灵活，使得燃气蒸汽联合循环机组在全负荷均可满足调峰与供热的多样化需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为燃气轮机、2为发电机、3为高压缸、4为中压缸、5为低压缸、6为余热锅炉、7为固体蓄热体、8为气水换热器、9为风机、10为第一阀门、11为第二阀门、12为第三阀门、13为第四阀门、14为第五阀门、15为第六阀门。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本发明所述的燃气蒸汽联合机组电出力宽域调节的蓄热供热系统包括燃气轮机1、发电机2、高压缸3、中压缸4、低压缸5、余热锅炉6、固体蓄热体7及气水换热器8；燃气轮机1的排气出口与余热锅炉6烟气侧的入口、固体蓄热体7烟气侧的入口及气水换热器8高温气侧的入口相连通；固体蓄热体7空气侧的出口与气水换热器8高温气侧的入口相连，余热锅炉6的高压蒸汽出口与高压缸3的入口相连通，高压缸3的出口与余热锅炉6的中压蒸汽入口相连通，余热锅炉6的中压蒸汽出口与中压缸4的入口相连通，中压缸4的出口与低压缸5及外界的供热系统相连通，燃气轮机1、高压缸3、发电机2、中压缸4及低压缸5同轴布置。

燃气轮机1的排气出口经第一阀门10与余热锅炉6烟气侧的入口相连通；燃气轮机1的排气出口经第二阀门11与固体蓄热体7高温侧的入口相连通；燃气轮机1的排气出口经第三阀门12与气水换热器8高温气侧的入口相连通；固体蓄热体7高温侧的出口经第四阀门13与气水换热器8高温气侧的入口相连；余热锅炉6的高压蒸汽出口通过第五阀门14与高压缸3的入口相连通；中压缸4的出口经第六阀门15与低压缸5相连通；固体蓄热体空气侧的入口连通有风机9。

本发明的具体操作过程为：

在非调峰时段，且机组供热需求较小时，关闭第二阀门11及第三阀门12，全开第一阀门10及第五阀门14，使得燃气轮机1所有排气全部进入余热锅炉6中加热给水及高压缸3的排汽，同时关小第六阀门15，抽取少量中压缸4的排汽进入到外界的供热系统，并关闭第四阀门13，气水换热器8及风机9不工作，此时在满足热网需求的同时，最大限度提升机组发电能力；

在深度调峰时段，且机组供热需求较小时，先保持燃气轮机1在低负荷运行，降低第一阀门10及第五阀门14的开度，使得余热锅炉6与高压缸3、中压缸4及低压缸5均保持在更低负荷运行，关闭第三阀门12及第四阀门13，调整第二阀门11的开度，使得燃气轮机1的部分余热进入固体蓄热体7中储存，余热锅炉6的吸热量减少后，使得机组的做功能力大幅度降低，同时调整第六阀门15的开度，抽取少量中压缸4的排汽进行供热，从而实现机组深度调峰的同时，满足低供热负荷的需求；

在深度调峰时段，且机组供热需求较大时，先保持燃气轮机1在低负荷运行，降低第一阀门10及第五阀门14的开度，使得余热锅炉6与高压缸3、中压缸4及低压缸5均保持在更低负荷运行，关闭第二阀门11，调整第六阀门15的开度，抽取少量中压缸4的排汽进行供热，在此基础上，调整第三阀门12的开度，将尽可能多的燃气轮机1的排气进入气水换热器8中放热，直接加热热网循环水，作为供热的补充，当此时固体蓄热体7中有上阶段储存的热量，则打开第四阀门13，启动风机9，将已经存储在固体蓄热体7中的余热通过加热后的风传递至气水换热器8中的热网循环水中，从而实现电负荷最低的条件下，供热热负荷最高。

本发明结构简单，操作方便，运行灵活，使得燃气蒸汽联合循环机组实现电出力宽域调节的同时匹配多种供热模式，即在全负荷均可满足调峰与供热的多样化需求。