本發(fā)明屬于熱電聯(lián)產，具體涉及一種雙介質儲熱型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組。

背景技術：

1、當前燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組按“以熱定電”方式運行，運行方式不靈活，為維持外界熱負荷需求，機組發(fā)電負荷不得不維持在高位，但基于目前的電力現(xiàn)貨市場現(xiàn)狀，在電網用電低谷時段，上網電價存在電價倒掛，甚至負電價的情況，不得不維持在高位的上網電量會造成虧損嚴重，為了減少虧損，機組一般選擇停機，然后采用供熱備用燃氣鍋爐供熱或者電加熱供熱的方式滿足機組熱負荷需求，但這些供熱方式同樣存在能效低的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種雙介質儲熱型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組，由原燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組耦合一套由熔鹽儲熱系統(tǒng)和水儲熱系統(tǒng)組成的雙介質儲能系統(tǒng)組成，包括燃機發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、汽輪機發(fā)電系統(tǒng)、煙氣旁路擋板、熔鹽儲熱系統(tǒng)、水儲熱系統(tǒng)、儲熱給水泵等設備；雙介質儲能系統(tǒng)中的熔鹽儲熱系統(tǒng)，按儲熱熱源的性質不同，還可分成兩級，一級是煙氣加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)，二級是電加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)，兩級熔鹽儲熱系統(tǒng)成并聯(lián)布置形式。在電網用電低谷時段，一級煙氣加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)和水儲熱系統(tǒng)首先儲存燃機排氣熱量，實現(xiàn)汽輪機降至最低負荷甚至停運，然后二級電加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)儲存機組剩余上網電量熱量，雙介質儲能系統(tǒng)在儲熱的同時也釋熱產汽供應機組工業(yè)抽汽；在電網用電高峰時段，雙介質儲能系統(tǒng)釋熱產汽供應機組工業(yè)抽汽的同時排擠原機組抽汽，原汽輪機頂峰發(fā)電。本發(fā)明提供了一種靈活高效的熱電聯(lián)產模式，解決了燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組在電網用電低谷期供熱能效低、虧損嚴重的問題，提高了機組運行靈活性。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種雙介質儲熱型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組，由原燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組耦合一套由熔鹽儲熱系統(tǒng)和水儲熱系統(tǒng)組成的雙介質儲能系統(tǒng)組成；所述熔鹽儲熱系統(tǒng)按儲熱熱源的性質不同分成兩級，一級是煙氣加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)，二級是電加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)，煙氣加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)和電加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)并聯(lián)布置；一級的煙氣加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)和水儲熱系統(tǒng)成串聯(lián)布置形式后再與原燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組的余熱鍋爐系統(tǒng)成并聯(lián)布置形式；通過調節(jié)原燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組的煙氣旁路擋板的開度，控制原燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組的燃氣輪機的排氣進入余熱鍋爐旁路煙道的氣量，一級的煙氣加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)負責通過所述熔鹽儲熱系統(tǒng)的氣鹽換熱器儲存燃機排氣的高品位熱量，同時水儲熱系統(tǒng)負責通過所述水儲熱系統(tǒng)的第二中壓省煤器儲存燃機排氣的低品位熱量，實現(xiàn)汽輪機降至最低負荷或者汽輪機停止運行之后，二級的電加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)負責通過所述熔鹽儲熱系統(tǒng)的熔鹽電加熱器儲存機組剩余上網電量熱量，高品位熱量被存儲于熔鹽儲熱罐，低品位熱量被存儲于儲水罐，儲存的熱量用于加熱來自儲熱給水泵的給水，然后給水流經所述熔鹽儲熱系統(tǒng)的相變換熱器蒸發(fā)成蒸汽，蒸汽再流經所述熔鹽儲熱系統(tǒng)的汽鹽換熱器生成過熱蒸汽供應機組熱負荷。

4、進一步地，所述原燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產機組包括壓氣機、燃燒室、燃氣輪機、燃機發(fā)電機、汽輪機高壓缸、汽輪機中壓缸、汽輪機低壓缸、汽輪發(fā)電機、凝汽器、凝結水泵、低壓省煤器、低壓蒸發(fā)器、低壓過熱器、中壓給水泵、中壓省煤器、中壓蒸發(fā)器、中壓過熱器、再熱器、高壓給水泵、高壓省煤器、高壓蒸發(fā)器、高壓過熱器、煙氣旁路擋板、煙囪。

5、進一步地，燃氣輪機的排氣管道分成兩路，一路進入余熱鍋爐煙道，另外一路進入余熱鍋爐旁路煙道，煙氣旁路擋板安裝在余熱鍋爐煙道和余熱鍋爐旁路煙道的入口，起到三通的作用，控制燃氣輪機的排氣流向余熱鍋爐煙道或者余熱鍋爐旁路煙道，當煙氣旁路擋板全開時，燃氣輪機的排氣全部進入余熱鍋爐煙道，當煙氣旁路擋板全關時，燃氣輪機的排氣全部進入余熱鍋爐旁路煙道，通過調整煙氣旁路擋板的開度，控制燃氣輪機的排氣進入余熱鍋爐煙道和余熱鍋爐旁路煙道的排氣量配比。

6、進一步地，所述熔鹽儲熱系統(tǒng)包括氣鹽換熱器、熔鹽電加熱器、低溫熔鹽罐、低溫熔鹽泵、高溫熔鹽罐、高溫熔鹽泵、相變換熱器液位控制閥、水鹽換熱器、相變換熱器、汽鹽換熱器、氣鹽儲熱控制閥、電熱儲熱控制閥，其中氣鹽換熱器和熔鹽電加熱器并聯(lián)布置；所述水儲熱系統(tǒng)包括第二中壓省煤器、冷水罐液位控制閥、冷水罐、冷水泵、熱水罐、熱水泵。

7、進一步地，在電網用電低谷時段，雙介質儲能系統(tǒng)在儲熱的同時還將存儲在熔鹽和水中的熱量釋放出來，加熱給水生成蒸汽供應機組熱負荷，采用“邊儲邊放”的模式運行；在電網用電高峰時段，雙介質儲能系統(tǒng)將存儲在高溫熔鹽罐中高溫熔鹽和熱水罐中熱水的熱量釋放出來，加熱給水生成蒸汽，供應機組工業(yè)抽汽的同時排擠原機組抽汽，原汽輪機頂峰發(fā)電。

8、進一步地，在余熱鍋爐旁路煙道的內部沿燃氣輪機的排氣方向順次布置氣鹽換熱器和第二中壓省煤器；低溫熔鹽罐的出口通過管道連接至低溫熔鹽泵的入口，低溫熔鹽泵的出口分兩路，一路通過管道連接至氣鹽儲熱控制閥的入口，氣鹽儲熱控制閥的出口連接至氣鹽換熱器的入口，氣鹽換熱器的出口連接至高溫熔鹽罐的入口，低溫熔鹽泵的出口另外一路通過管道連接至電熱儲熱控制閥的入口，電熱儲熱控制閥的出口連接至熔鹽電加熱器的入口，熔鹽電加熱器的出口也連接至高溫熔鹽罐的入口，氣鹽換熱器和熔鹽電加熱器形成并聯(lián)布置形式；高溫熔鹽罐的出口用管道連接至高溫熔鹽泵的入口，高溫熔鹽泵的出口順次連接汽鹽換熱器、相變換熱器和水鹽換熱器，最后連接至低溫熔鹽罐的入口；凝汽器的出口的凝結水的另外一路通過管道連接至儲熱給水泵的入口，儲熱給水泵的出口分兩路，一路連接至冷水罐液位控制閥的入口，冷水罐液位控制閥的出口連接至冷水罐的入口，冷水罐的出口連接至冷水泵的入口，冷水泵的出口連接至第二中壓省煤器的入口，第二中壓省煤器的出口連接至熱水罐的入口，熱水罐的出口連接至熱水泵的入口，儲熱給水泵的出口的另外一路連接至相變換熱器液位控制閥的入口，相變換熱器液位控制閥的出口和熱水泵的出口管道匯合后，順次連接至水鹽換熱器和相變換熱器，最后連接至汽鹽換熱器的入口，汽鹽換熱器的出口連接至汽輪機中壓缸的供熱管道。

9、進一步地，根據(jù)熔鹽儲熱系統(tǒng)儲熱量的需要，所述氣鹽換熱器為一級或多級。

10、進一步地，機組供熱抽汽從汽輪機中壓缸抽出，根據(jù)實際供熱熱負荷的壓力、溫度，在汽輪機高壓缸、汽輪機中壓缸、汽輪機低壓缸中的抽汽位置和抽汽口數(shù)量可調整。

11、進一步地，在電網非用電低谷時段，全開煙氣旁路擋板，燃氣輪機的排氣通過煙氣旁路擋板后全部沿余熱鍋爐煙道順次流經再熱器、高壓過熱器、高壓蒸發(fā)器、高壓省煤器、中壓過熱器、中壓蒸發(fā)器、中壓省煤器、低壓過熱器、低壓蒸發(fā)器和低壓省煤器，最后進入煙囪，此時雙介質儲能系統(tǒng)不投運；在電網用電低谷時段，保持燃氣輪機運行，通過調節(jié)煙氣旁路擋板的開度，控制一部分或全部燃氣輪機的排氣沿余熱鍋爐旁路煙道順次流經氣鹽換熱器和第二中壓省煤器，最后進入煙囪，同時從凝汽器的出口的凝結水經儲熱給水泵升壓后，通過冷水罐液位控制閥控制冷水罐水位，冷水罐的出口水經冷水泵升壓后進入第二中壓省煤器與燃氣輪機排氣逆向換熱，換熱后的熱水流至熱水罐，同時低溫熔鹽罐的出口的低溫熔鹽經低溫熔鹽泵升壓后分成兩路，一路先流經氣鹽儲熱控制閥，然后流經氣鹽換熱器與燃氣輪機排氣逆向換熱后，最后流至高溫熔鹽罐；在汽輪機被降至最低負荷或者停運之后，另外一路低溫熔鹽先流經電熱儲熱控制閥，然后流經熔鹽電加熱器，通過將燃機發(fā)電機和汽輪發(fā)電機總的上網電量減少到零的方式加熱熔鹽儲熱，加熱后的熱熔鹽也流至高溫熔鹽罐，實現(xiàn)雙介質儲能系統(tǒng)的熱量的存儲。

12、進一步地，熱水罐中存儲的熱水，經過熱水泵升壓后變成高壓熱水，高壓熱水與來自凝汽器、儲熱給水泵和相變換熱器液位控制閥的冷凝結水混合并放熱，此流程實現(xiàn)儲熱熱水的放熱；高溫熔鹽罐中存儲的高溫熔鹽，經過高溫熔鹽泵升壓后順次流經汽鹽換熱器、相變換熱器和水鹽換熱器，放出熱量后的低溫熔鹽流入低溫熔鹽罐，這路熔鹽流程實現(xiàn)熔鹽的放熱流程；來自相變換熱器液位控制閥的冷凝結水和來自熱水泵的熱水混合升溫后，先流經水鹽換熱器進行預熱，預熱后的水流經相變換熱器蒸發(fā)成蒸汽，蒸汽再流經汽鹽換熱器進行過熱，實現(xiàn)蒸汽的吸熱流程，生成的過熱蒸汽與汽輪機中壓缸的供熱抽汽匯合，實現(xiàn)雙介質儲能系統(tǒng)的熱量的釋放。

13、本發(fā)明通過耦合一套由熔鹽儲熱系統(tǒng)和水儲熱系統(tǒng)組成的雙介質儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)了原熱電聯(lián)產機組的“熱電解耦”，在確保機組的工業(yè)熱負荷的同時，實現(xiàn)機組的靈活性運行。

14、有益效果：

15、本發(fā)明為原熱電聯(lián)產機組提供了一種靈活高效的熱電聯(lián)產模式，提高了機組運行靈活性。在電網用電平時段，雙介質儲能系統(tǒng)均不投運，機組按原運行模式抽汽發(fā)電；在電網用電低谷時段，保持燃氣輪機運行，通過調節(jié)煙氣旁路擋板的開度靈活調節(jié)進入余熱鍋爐旁路煙道的排氣量，一級煙氣加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)和水儲熱系統(tǒng)儲存一部分或全部燃氣輪機的排氣熱量，實現(xiàn)汽輪機降至最低負荷或者停運之后，二級電加熱熔鹽儲熱系統(tǒng)通過熔鹽電加熱器將機組上網電量減少到零來加熱熔鹽儲熱，系統(tǒng)儲能的同時為確保機組供熱需求，還將存儲在熔鹽和水中的熱量釋放出來，加熱給水生成高溫蒸汽供應機組熱負荷，從而實現(xiàn)了在保證機組供熱的前提下最大化減少虧損；在電網用電高峰時段，雙介質儲能系統(tǒng)將存儲在熔鹽和水中的熱量釋放出來，加熱給水生成高溫蒸汽，供應機組工業(yè)抽汽的同時排擠原機組抽汽，原汽輪機頂峰發(fā)電，參與電網調峰的同時賺取“低儲高放”收益。