[發(fā)明專利]一種高溫固體氧化物電解水與發(fā)電廠耦合調(diào)峰系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111852593A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志強(qiáng);楊尚東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司西北電力試驗(yàn)研究院
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01D15/10;C25B1/04;C25B9/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 弓長

本發(fā)明公開了一種高溫固體氧化物電解水與發(fā)電廠耦合調(diào)峰系統(tǒng)，包括電網(wǎng)調(diào)度中心和電廠集控中心，電廠集控中心分別連接電站鍋爐、分流器、電加熱器、廠用電系統(tǒng)、升壓變電所，分流器分別電性連接電站鍋爐、汽輪機(jī)低壓缸、電加熱器，汽輪機(jī)低壓缸電性連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)連接升壓變電所，電加熱器連接高溫固體氧化物電解水電解裝置。其調(diào)峰方法為，當(dāng)電網(wǎng)調(diào)度中心給電廠集控中心做出的負(fù)荷指令小于鍋爐額定負(fù)荷40％時(shí)，電廠集控中心給出指令，高溫固體氧化物電解水電解裝置的運(yùn)行；否則火力發(fā)電廠轉(zhuǎn)為純發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明的調(diào)峰系統(tǒng)，解決了火電機(jī)組靈活性調(diào)峰能力不足的問題，緩解了鍋爐在靈活性調(diào)峰中設(shè)備損耗增大、壽命減少的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫固體氧化物電解水與火力發(fā)電廠耦合調(diào)峰系統(tǒng)，還涉及其調(diào)峰方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著諸如光伏、風(fēng)力發(fā)電等新能源發(fā)電機(jī)組大規(guī)模投運(yùn)，新能源機(jī)組的隨機(jī)性、間歇性不穩(wěn)定性對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大挑戰(zhàn)。而當(dāng)前裝置規(guī)模占國家總裝機(jī)容量70％以上的火力發(fā)電機(jī)組普遍缺乏靈活性調(diào)峰能力，這造成了巨大規(guī)模的棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，為社會造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這就要求火力發(fā)電機(jī)組具備承擔(dān)越來越多的靈活性調(diào)峰任務(wù)的能力，當(dāng)前部分地區(qū)對火電機(jī)組的靈活性調(diào)峰能力已要求至30％負(fù)荷乃至更低。

然而受限于煤質(zhì)、設(shè)備等影響，當(dāng)前我國火電機(jī)組在30％額定工況運(yùn)行時(shí)，會出現(xiàn)諸如水動(dòng)力不足、水平煙道大量積灰、脫硝系統(tǒng)無法投入以及需要投油穩(wěn)然或投等離子運(yùn)行等問題，較大程度上影響了鍋爐的穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。即使火電機(jī)組為應(yīng)對其靈活性調(diào)峰能力不足而完成了靈活性調(diào)峰改造，隨之帶來的大規(guī)模投資以及鍋爐在負(fù)荷快速波動(dòng)下設(shè)備的老化問題也為步履維艱的火電機(jī)組帶來了艱巨的挑戰(zhàn)。

與此同時(shí)，隨著城市對環(huán)保的要求日漸嚴(yán)格，以氫燃料電池公共汽車為代表的等以氫能為燃料的設(shè)備正日漸普及，人類對氫氣這種清潔能源的需求正日漸高漲。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高溫固體氧化物電解水與火力發(fā)電廠耦合調(diào)峰系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有火電機(jī)組靈活性調(diào)峰能力不足以及火電機(jī)組在靈活性調(diào)峰形勢下設(shè)備壽命縮短、運(yùn)行不穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供上述高溫固體氧化物電解水與火力發(fā)電廠耦合調(diào)峰方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種高溫固體氧化物電解水與火力發(fā)電廠耦合的調(diào)峰系統(tǒng)，包括電網(wǎng)調(diào)度中心，電網(wǎng)調(diào)度中心電性連接電廠集控中心，電網(wǎng)調(diào)度中心用于向電廠集控中心發(fā)送調(diào)峰指令，電廠集控中心分別電性連接電站鍋爐、分流器、電加熱器、廠用電系統(tǒng)、升壓變電所，分流器分別電性連接電站鍋爐、汽輪機(jī)低壓缸、電加熱器，汽輪機(jī)低壓缸電性連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)電性連接升壓變電所電加熱器通過止回閥電性連接高溫固體氧化物電解水電解裝置。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

高溫固體氧化物電解水電解裝置分別與整流器、氫氣洗滌器電性連接，整流器、升壓變電所、發(fā)電機(jī)均與廠用電系統(tǒng)電性連接。

氫氣洗滌器連接氫氣脫水器，氫氣脫水器連接氫氣儲存罐。

電站鍋爐電性連接汽輪機(jī)高壓缸。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種高溫固體氧化物電解水與火力發(fā)電廠耦合調(diào)峰方法，具體為：

設(shè)定當(dāng)電網(wǎng)調(diào)度中心給電廠集控中心做出的負(fù)荷指令小于鍋爐額定負(fù)荷40％時(shí)，電廠集控中心給出指令投入控制電站鍋爐、分流器、電加熱器、廠用電系統(tǒng)、升壓變電所、高溫固體氧化物電解水電解裝置的運(yùn)行；

設(shè)定當(dāng)電網(wǎng)調(diào)度中心給電廠集控中心做出的負(fù)荷指令大于鍋爐額定負(fù)荷40％時(shí)，火力發(fā)電廠轉(zhuǎn)為純發(fā)電機(jī)組，高溫固體氧化物電解水電解裝置不投入運(yùn)行。

本發(fā)明的有益效果：