[發明專利]壓縮空氣儲能和燃煤機組耦合的寬負荷深度調峰發電系統

有效

• 申請號: 202110676451.7
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113565590B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 侯明軍;翟璇;張小波;楊佐衛;羅方;范立華;李志明;張文挺;黃正敏;安寧
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K11/02;F01K13/02;F01D15/10;F01D17/14;F01D15/08;F01D13/02;F04B35/00;F04B37/12;F04B41/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈林

本發明涉及發電技術領域，具體公開了壓縮空氣儲能和燃煤機組耦合的寬負荷深度調峰發電系統，包括燃煤發電子系統、與燃煤發電子系統連接的壓縮空氣儲能子系統；所述壓縮空氣儲能子系統包括依次同軸連接的汽輪機單元三、空氣壓縮機系統、與空氣壓縮系統連接的間冷系統、與間冷系統連接的儲能系統、與儲能系統連接的加熱系統、與加熱系統連接的空氣透平系統、以及與空氣透平系統連接的發電機一；所述汽輪機單元三與燃煤發電子系統連接。本發明保證了鍋爐的穩定安全運行和汽輪機的低負荷運行，還回收的多余的能量，滿足系統寬負荷、深度調峰、負荷需求響應快的運行要求。

技術領域

本發明涉及發電技術領域，更具體地講，涉及一種壓縮空氣儲能和燃煤機組耦合的寬負荷深度調峰發電系統。

背景技術

目前，我國燃煤機組裝機容量約770GW，在我國能源結構中占比較大，占據火力發電的主導地位。2020年國家能源局發文要求國內所有火電企業要承擔的非水可再生能源發電量配額，需占火電發電量的15%以上。同時，隨著能源結構優化級環境保護要求的提高，火電機組需要進一步提升調峰性能并提效節能減排，以適應新能源接入電網的要求。

常規燃煤機組配套的鍋爐在低負荷運行時，存在燃燒器無法穩定燃燒、煙氣溫度低脫硝設備無法正常投入運行和過熱蒸汽和再熱蒸汽參數下降導致汽水側運行安全等問題。同時，燃煤鍋爐對負荷請求響應較慢，影響火電機組的靈活性。

常規燃煤火電機組在低負荷運行時，為了保證鍋爐安全穩定運行，多余蒸汽將通過旁路進入凝汽器冷器，造成能量的浪費，同時鍋爐部分負荷運行效率低，增加系統煤耗，不經濟。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供壓縮空氣儲能和燃煤機組耦合的寬負荷深度調峰發電系統；耦合壓縮空氣儲能系統，采用汽輪機驅動壓縮機，回收原先經旁路浪費的蒸汽，既保證了鍋爐的穩定安全運行和汽輪機的低負荷運行，還回收的多余的能量，滿足系統寬負荷、深度調峰、負荷需求響應快的運行要求。

本發明解決技術問題所采用的解決方案是：

壓縮空氣儲能和燃煤機組耦合的寬負荷深度調峰發電系統，包括燃煤發電子系統、與燃煤發電子系統連接的壓縮空氣儲能子系統；

所述壓縮空氣儲能子系統包括依次同軸連接的汽輪機單元三、空氣壓縮機系統、與空氣壓縮系統連接的間冷系統、與間冷系統連接的儲能系統、與儲能系統連接的加熱系統、與加熱系統連接的空氣透平系統、以及與空氣透平系統連接的發電機一；所述汽輪機單元三與燃煤發電子系統連接。

在一些可能的實施方式中，所述空氣壓縮系統包括依次與汽輪機單元三連接的空氣壓縮機單元一、空氣壓縮機單元二；所述空氣壓縮機單元二9與間冷系統連接；

所述間冷系統包括與空氣壓縮機單元一連接的間冷器一、與空氣壓縮機單元二連接的間冷器二。

在一些可能的實施方式中，所述儲能系統包括分別與間冷器一和間冷器二連接的儲冷裝置、分別與間冷器一和間冷器二連接的儲熱裝置、以及與間冷器二連接的儲氣裝置；所述儲冷裝置、儲熱裝置、儲氣裝置分別與加熱系統連接。

在一些可能的實施方式中，所述間冷器二與儲氣單元之間設置有減壓閥。

在一些可能的實施方式中，所述加熱系統包括分別與儲冷裝置、儲熱裝置、儲氣裝置連接的加熱器一、以及分別與儲冷裝置、儲熱裝置、儲氣裝置連接的加熱器二；加熱器一和加熱器二相互連接。

在一些可能的實施方式中，所述儲氣裝置與加熱器一之間設置有節流閥。

在一些可能的實施方式中，所述空氣透平系統包括同軸連接的空氣透平單元一、空氣透平單元二；所述空氣透平單元一分別與加熱器一、加熱器二連接；所述加熱器二還與空氣透平單元二連接。