[發明專利]一種火電廠汽驅供應壓縮空氣的節能系統

在審

• 申請號: 202011383621.4
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112627912A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 周昊;周明熙;吳曉干;周勇;陳鵬帥
• 申請（專利權）人: 浙江大學;上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: F01D15/08
• 分類號: F01D15/08;F02B41/02;F02B39/06;F01K9/00;F01K11/02;F01K7/16;F28D20/00;F25D3/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 米志鵬

本發明公開一種火電廠汽驅供應壓縮空氣的節能系統，包括與燃煤機組發電系統連接的壓縮空氣換熱及供應系統；燃煤機組發電系統內具有一汽水循環回路；壓縮空氣換熱及供應系統包括：與汽水循環回路通過管道連接成蒸汽閉合支路的第二汽輪機組；由第二汽輪機組帶動的壓縮機，以及依次連接壓縮機的換熱器、儲氣罐、調壓閥和壓縮空氣分配罐；在蒸汽閉合支路導通時，第一汽輪機組內的蒸汽推動第二汽輪機組轉動，由汽輪機組帶動壓縮機對進入空氣提壓和升溫，經換熱器冷卻后進入儲氣罐，后由調壓閥調節壓力進入壓縮空氣分配罐供用氣設備使用；壓縮過程中的壓縮熱通過儲熱介質轉換利用至凝結水給水加熱，提高了能量使用效率。

技術領域

本發明專利涉及火電廠壓縮空氣供應技術領域，具體涉及一種火電廠汽驅供應壓縮空氣的節能系統。

背景技術

隨著社會經濟的發展，我國全社會用電量逐年攀升，近年來受環保、電源結構改革等因素影響，風能、太陽能等可再生能源裝機容量迅猛發展，火電機組裝機容量占比略有下降，火電定位將由主體電源逐步轉變為調節電源。火電機組整體上大壓小，單機容量不斷擴大，對機組響應電網峰谷差的靈活性要求也越來越高。在電網負荷低時，大容量機組常需要在30-40％額定負荷水平運行，機組設計的效能發揮不足。

在大型火電廠中，壓縮空氣系統作為空氣動力源的重要性不可忽視，控制、檢修、除灰、氣力輸送等均需使用到壓縮空氣，如公開號為CN 206872024 U和CN 104653423 A公開的壓縮空氣控制系統。常規的火電機組設計采用全廠集中設置壓縮空氣系統，采用相同規格等級的空壓機供應相同壓力壓縮空氣。以某300MW燃煤電廠為例，需布置空壓機11臺，包括儀用空壓機4臺，雜用空壓機7臺，總額定功率為2348KW。在機組運行時，常存在空壓機不斷啟停的情況，容易造成空壓機磨損、空壓機配電浪費。同時也存在儲氣罐壓力波動較大、壓縮空氣品質降低的問題，威脅機組安全運行。在火電廠大容量機組頻繁調峰背景下，這些問題更為突顯。因此，有必要對火電廠壓縮空氣供應系統進行優化改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種火電廠汽驅供應壓縮空氣的節能系統，節能、可持續穩定供應高品質壓縮空氣，在火電機組頻繁調峰背景下，充分挖掘用電低谷時期的機組效能。

為實現上述發明目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種火電廠汽驅供應壓縮空氣的節能系統，包括與燃煤機組發電系統連接的壓縮空氣換熱及供應系統；

所述燃煤機組發電系統內具有一汽水循環回路；

所述壓縮空氣換熱及供應系統包括：與汽水循環回路通過管道連接成蒸汽閉合支路的第二汽輪機組；由所述第二汽輪機組帶動的壓縮機，以及依次連接所述壓縮機的換熱器、儲氣罐、調壓閥和壓縮空氣分配罐；

所述節能系統具有兩種工作狀態：

運作模式：需補充供應壓縮空氣時，所述蒸汽閉合支路導通，汽水循環回路內的蒸汽推動第二汽輪機組轉動，由第二汽輪機組帶動壓縮機對進入空氣提壓和升溫，得到的高壓高溫空氣經換熱器冷卻后進入儲氣罐，最后經調壓閥調節壓力進入壓縮空氣分配罐供用氣設備使用；

暫停模式：當壓縮空氣供應充足無需再補充時，所述蒸汽閉合支路斷開，所述壓縮空氣換熱及供應系統停止運行。

本發明中，所述汽水循環回路中設置有第一汽輪機組，第一汽輪機組與第二汽輪機組通過管道連接成所述的蒸汽閉合支路。即從第一汽輪機組抽取蒸汽進入第二汽輪機組補充壓縮空氣。在其他可實施的技術方案中，根據發電機組具體情況優化篩選其他抽汽位置。

所述的第一汽輪機組包括依次連接的第一汽輪機高壓缸、第一汽輪機中壓缸和第一汽輪機低壓缸；所述蒸汽閉合支路中，第一汽輪機中壓缸出口的蒸汽通過管道連通第二汽輪機組入口，第二汽輪機組出口通過管道與第一汽輪機低壓缸出口的蒸汽匯合。

所述蒸汽閉合支路中，連通第二汽輪機組入口和出口的管道上分別設有第一閥門和第二閥門。