一种熔盐热储能辅助蒸汽系统及方法与流程
本发明涉及燃气轮机，特别是一种熔盐热储能辅助蒸汽系统及方法。
背景技术：
1、由于天然气资源有限，且其价格受到国际局势及市场环境的多方面影响，存在较大的不确定性。然而，随着大型风光可再生能源在电网中的不断渗透，电网的稳定调控离不开联合循环机组的快速调节特性。为了进一步降低联合循环机组的非调节性天然气消耗，同时使联合循环机组具备精准响应电网调频指令，以及消纳可再生能源电力的能力。
2、现有联合循环机组在启动时，受余热锅炉及汽轮机热惯性限制，燃气轮机无法快速升负荷至高效工作区，需要配合汽轮机实现排烟温度控制，进而增加了机组的启动时间和启动能耗。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
2、鉴于上述的汽轮机响应速度慢及能源浪费的问题，提出了本发明。
3、因此，本发明的目的是提供一种熔盐热储能辅助蒸汽系统。
4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种熔盐热储能辅助蒸汽系统，包括燃气-蒸汽联合循环模块，熔盐储能模块；所述燃气-蒸汽联合循环模块包括压气机、透平、余热锅炉高压段、余热锅炉再热段、余热锅炉中压段、余热锅炉低压段、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸，辅助蒸汽母管、轴封蒸汽母管；所述熔盐储能模块包括烟气熔盐换热器、熔盐电加热器、蒸汽发生器、烟气储能循环泵、电加热储能循环泵、释能循环泵、冷罐和热罐；所述烟气熔盐换热器与透平的排气侧相连通，所述冷罐与烟气储能循环泵相连通，所述烟气储能循环泵与热罐相连通，所述冷罐与电加热储能循环泵相连通，所述电加热储能循环泵与熔盐电加热器相连通，所述熔盐电加热器与热罐相连通，热罐与蒸汽发生器相连通。
5、作为本发明所述熔盐热储能辅助蒸汽系统的一种优选方案，其中：所述冷罐内储存熔盐，冷罐中低温熔盐温度为250℃-300℃，通过烟气熔盐换热器或熔盐电加热器加热低温熔盐，加热后的熔盐温度为550℃-600℃，透平排出的烟气温度为550℃-650℃。
6、作为本发明所述熔盐热储能辅助蒸汽系统的一种优选方案，其中：所述辅助蒸汽母管进汽侧与蒸汽发生器和高压缸排汽管道相连通，所述辅助蒸汽母管排汽侧与轴封蒸汽母管、低压缸冷却蒸汽入口和凝汽器相连通。
7、作为本发明所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统的一种优选方案，其中：所述冷罐通过电加热储能循环泵与热罐相连通，所述热罐通过释能循环泵与蒸汽发生器相连通。
8、作为本发明所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统的一种优选方案，其中：所述蒸汽发生器出口分别连通辅助蒸汽母管和供热联箱，蒸汽发生器还连通有外部水源，用于产生蒸汽。
9、作为本发明所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统的一种优选方案，其中：所述辅助蒸汽母管向凝汽器输送除氧蒸汽，用于凝汽器建立真空前除氧，所述辅助蒸汽母管向轴封蒸汽母管输送轴封蒸汽，辅助凝汽器建立真空。
10、作为本发明所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统的一种优选方案，其中：所述冷罐设有两个出口，一个出口与烟气熔盐换热器连通，另一个出口与熔盐电加热器连通，所述热罐设有两个入口，一个入口与烟气熔盐换热器连通，另一个入口与熔盐电加热器连通。
11、本发明所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统的有益效果：本发明通过熔盐储能模块，在燃气轮机启动时能够帮助余热锅炉消耗无法消纳的多余烟气，以及将富余可再生能源消纳为热能，通过热储能产生机组所需的辅助蒸汽，并将富余热能对外供热，另一方面还可将燃气轮机启动与蒸汽轮机启动过程解耦，使燃气轮机迅速达到高效工作区，提高系统的效能表现，还可利用熔盐电加热器的瞬态负荷调节能力，弥补调频指令与机组相应之间的偏差，从而形成对联合循环机组调频能力的提升，使机组具备与电化学储能相当的调频响应能力。
12、本发明还提供如下技术方案：一种熔盐热储能方法，用于上述熔盐热储能辅助蒸汽系统，还包括以下步骤，
13、s1、加热冷罐内的低温熔盐；
14、s1.1、在冷罐内储存低温熔盐，将燃气轮机点火后余热锅炉无法消纳的烟气引入烟气熔盐换热器，利用多余烟气的温度在烟气熔盐换热器内加热冷罐的低温熔盐；
15、s1.2在冷罐内储存低温熔盐，使用低价谷电或可再生能源弃电启动熔盐电加热器，通过熔盐电加热器加热冷罐的低温熔盐；
16、s2、加热后的低温熔盐送入热罐内储存；
17、s3、热罐内储存加热后的高温熔盐，并利用高温熔盐的热量加热蒸汽发生器；
18、s4、利用蒸汽发生器将热量转化为指定参数的蒸汽进行使用。
19、作为本发明所述的熔盐热储能方法的一种优选方案，其中：s1.1中，燃气轮机多余烟气被分离，可不受余热锅炉及汽轮机的热惯性限制，使燃气轮机快速升负荷。
20、作为本发明所述的熔盐热储能方法的一种优选方案，其中：s4中，蒸汽发生器产生的蒸汽能够接带机组辅助蒸汽，还能够向外供热。
21、本发明所述的熔盐热储能方法的有益效果：本发明通过利用多余烟气、低价谷电、可再生能源弃电灯方式加热低温熔盐，能够将本被浪费的能源转换为热能储存在熔盐内，从而增加能源的利用率，节能减排还能提高燃气轮机的运行效率。
技术特征：
1.一种熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：包括燃气-蒸汽联合循环模块，熔盐储能模块；
2.如权利要求1所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：所述冷罐(13)内储存熔盐，冷罐(13)中低温熔盐温度为250℃-300℃，通过烟气熔盐换热器(7)或熔盐电加热器(8)加热低温熔盐，加热后的熔盐温度为550℃-600℃，透平(2)排出的烟气温度为550℃-650℃。
3.如权利要求2所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：所述辅助蒸汽母管(18)进汽侧与蒸汽发生器(9)和高压缸排汽管道相连通，所述辅助蒸汽母管(18)排汽侧与轴封蒸汽母管(19)、低压缸冷却蒸汽入口和凝汽器相连通。
4.如权利要求3所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：所述冷罐(13)通过电加热储能循环泵(11)与热罐(14)相连通，所述热罐(14)通过释能循环泵(12)与蒸汽发生器(9)相连通。
5.如权利要求4所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：所述蒸汽发生器(9)出口分别连通辅助蒸汽母管(18)和供热联箱，蒸汽发生器(9)还连通有外部水源。
6.如权利要求5所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：所述辅助蒸汽母管(18)向凝汽器输送除氧蒸汽，用于凝汽器建立真空前除氧，所述辅助蒸汽母管(18)向轴封蒸汽母管(19)输送轴封蒸汽，辅助凝汽器建立真空。
7.如权利要求6所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：所述冷罐(13)设有两个出口，一个出口与烟气熔盐换热器(7)连通，另一个出口与熔盐电加热器(8)连通，所述热罐(14)设有两个入口，一个入口与烟气熔盐换热器(7)连通，另一个入口与熔盐电加热器(8)连通。
8.一种熔盐热储能方法，用于权利要求1～3任一所述的熔盐热储能辅助蒸汽系统，其特征在于：还包括以下步骤，
9.如权利要求8所述的熔盐热储能方法，其特征在于：s1.1中，燃气轮机多余烟气被分离，可不受余热锅炉及汽轮机的热惯性限制，使燃气轮机快速升负荷。
10.如权利要求9所述的熔盐热储能方法，其特征在于：s4中，蒸汽发生器(9)产生的蒸汽能够接带机组辅助蒸汽，还能够向外供热。
技术总结
本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其是一种熔盐热储能辅助蒸汽系统及方法，其熔盐热储能辅助蒸汽系统包括燃气‑蒸汽联合循环模块，熔盐储能模块；燃气‑蒸汽联合循环模块包括压气机、透平、余热锅炉高压段、余热锅炉再热段、余热锅炉中压段、余热锅炉低压段、汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸，辅助蒸汽母管、轴封蒸汽母管；熔盐储能模块包括烟气熔盐换热器、熔盐电加热器、蒸汽发生器、烟气储能循环泵、电加热储能循环泵、释能循环泵、冷罐和热罐。本发明通过熔盐储能模块，在燃气轮机启动时能够帮助余热锅炉消耗无法消纳的多余烟气，以及将富余可再生能源消纳为热能，通过热储能产生机组所需的辅助蒸汽。
技术研发人员：邵帅,肖俊峰,胡孟起,夏林,鲁博辉,连小龙,何欣欣,卫星光,田新平,姜世杰
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23