[發(fā)明專利]一種煤礦綜合能源供能系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110928477.6
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113776110A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅城鑫;周宇昊;張海珍;谷菁;阮慧鋒;柯冬冬;林達(dá);王明曉
• 申請（專利權(quán)）人: 華電電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: F24D11/00
• 分類號: F24D11/00;F24D12/02;F24D19/00;E21F17/00;F03D9/00;H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本發(fā)明公開了一種煤礦綜合能源供能系統(tǒng)，屬于綜合能源供能領(lǐng)域，包括供電系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負(fù)荷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，充分利用煤礦閑置屋頂和地面空地安裝風(fēng)光電設(shè)備，打造多能互補(bǔ)清潔電源；根據(jù)采暖末端類型，將煤礦供暖負(fù)荷分為高品位采暖負(fù)荷和低品位采暖負(fù)荷，根據(jù)余熱利用設(shè)備、高溫?fù)Q熱器和電鍋爐作為熱源的特性，設(shè)置低溫加熱器和高溫加熱器，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的梯級利用；通過電儲能設(shè)備提高供電設(shè)備的可靠性，削峰填谷，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)峰谷價差套利，蓄熱罐滿足煤礦夜間采暖和職工洗浴需求；控制系統(tǒng)對供電系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷系統(tǒng)的運(yùn)行方式靈活控制，構(gòu)建適用于煤礦的多能互補(bǔ)、梯級利用、高效低碳的綜合能源清潔供能系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦綜合能源供能系統(tǒng)，屬于綜合能源供能領(lǐng)域，特別是涉及煤礦的多能互補(bǔ)、梯級利用、高效低碳的綜合能源清潔供能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤炭開采企業(yè)和其他企業(yè)相比，廠址一般位于地廣人稀區(qū)域，不僅具有較高的用電負(fù)荷，且用電成本也較高；煤炭開采過程中，存在大量礦井水、礦井風(fēng)井場地乏風(fēng)等余熱資源；廠區(qū)內(nèi)有較多屋頂和空地面積可以布置光伏、風(fēng)電和太陽能集熱裝置。目前，煤炭企業(yè)的采暖普遍采用20t/h以下的燃煤鍋爐，不僅容量小，污染物排放也較難控制，全面整治燃煤小鍋爐，實(shí)現(xiàn)煤礦綜合能源清潔供能替代是我國大氣污染防治的重要措施。

從現(xiàn)有的專利檢索可發(fā)現(xiàn)，在煤礦綠色供熱、余熱回收、綜合供能等方面已開展了一些研究，如申請?zhí)枮?01921534350.0的實(shí)用新型專利，提出了充分回收煤礦各種余熱資源，用于替代傳統(tǒng)燃煤鍋爐供熱；如申請?zhí)枮?02021652191.7的實(shí)用新型專利，提出了余熱回收和太陽能集熱的一體化系統(tǒng)滿足煤礦采暖、制冷及制取洗浴熱水需求；如申請?zhí)枮?01920524450.9的實(shí)用新型專利，提出了蓄能和余熱回收一體化的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤礦的節(jié)能減排。但并未結(jié)合煤礦地區(qū)優(yōu)勢和自身用電需求，根據(jù)溫度對口、梯級利用的思路和不同季節(jié)的采暖需求，設(shè)計一個包含新能源發(fā)電、余熱利用、儲能的煤礦綜合能源供能系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，可以充分利用煤礦現(xiàn)有閑置屋頂和空地，煤礦各種余熱資源建設(shè)溫度對口、梯級利用的綠色低碳綜合能源供能系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種煤礦綜合能源供能系統(tǒng)，其特征在于，包括供電系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、負(fù)荷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與供電系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和負(fù)荷系統(tǒng)連接，其中：

所述供電系統(tǒng)包括風(fēng)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備、電網(wǎng)和電儲能設(shè)備；

所述采暖系統(tǒng)包括采暖蓄熱罐、洗浴蓄熱罐、電鍋爐、太陽能集熱設(shè)備、余熱利用設(shè)備、高溫?fù)Q熱器和低溫?fù)Q熱器；

所述儲能系統(tǒng)包括電儲能設(shè)備、采暖蓄熱罐和洗浴蓄熱罐；

所述負(fù)荷系統(tǒng)包括電負(fù)荷裝置、高品位采暖負(fù)荷裝置、冷負(fù)荷裝置、洗浴負(fù)荷裝置和低品位采暖負(fù)荷裝置；

所述風(fēng)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備和電網(wǎng)與電儲能設(shè)備、電鍋爐、太陽能集熱設(shè)備、余熱利用設(shè)備和電負(fù)荷裝置連接，所述電鍋爐和太陽能集熱設(shè)備與高溫?fù)Q熱器連接，所述余熱利用設(shè)備與低溫?fù)Q熱器連接，所述低溫?fù)Q熱器一路經(jīng)一號三通控制閥與高溫?fù)Q熱器連接，所述低溫?fù)Q熱器另一路直接與高溫?fù)Q熱器連接，所述高溫?fù)Q熱器與采暖蓄熱罐、洗浴蓄熱罐和洗浴負(fù)荷裝置連接，所述高溫?fù)Q熱器還經(jīng)二號三通控制閥與高品位采暖負(fù)荷裝置和冷負(fù)荷裝置連接，所述高品位采暖負(fù)荷裝置、冷負(fù)荷裝置和低品位采暖負(fù)荷裝置與低溫?fù)Q熱器連接，所述低品位采暖負(fù)荷裝置連接至一號三通控制閥，所述低溫?fù)Q熱器連接有洗浴水進(jìn)水管。

進(jìn)一步的，所述供電系統(tǒng)充分利用煤礦現(xiàn)有的閑置屋頂和空地布置風(fēng)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備等新能源發(fā)電設(shè)備，提高煤礦新能源電力消費(fèi)占比。

所述風(fēng)電設(shè)備、光伏發(fā)電設(shè)備利用方式為“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，所生產(chǎn)的電力優(yōu)先給負(fù)荷系統(tǒng)和采暖系統(tǒng)中的耗電設(shè)備供電。

所述風(fēng)電設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備可以補(bǔ)充煤礦白天用電負(fù)荷，所述風(fēng)電設(shè)備還可以補(bǔ)充煤礦夜間用電負(fù)荷。