一种发电机组灵活调峰系统及其运行方法

1.本发明涉及燃煤发电技术领域，具体涉及一种发电机组灵活调峰系统及其运行方法。


背景技术：

2.在全球能源绿色低碳转型背景下，新能源进入大规模快速发展阶段，高比例新能源接入成为我国未来电力系统的发展趋势和重要特征。风电、光伏发电等可再生能源的显著特点是间歇性和波动性，随着其在电力系统中所占比重逐渐增大并日益成为主体部分，电力系统灵活性被摆在了更加重要的位置。燃煤发电机组作为保障电力安全稳定供应的压舱石，提升其运行灵活性成为构建新型电力系统的关键所在。
3.但燃煤发电机组制粉系统大延迟、大惯性的特点，限制了机组调峰过程中变负荷速率的进一步提升。现有热力系统由多时间、多空间尺度的设备及子系统构成，不同设备之间，不同子系统之间动态响应特性差异明显，相互作用规律复杂，因此多设备间的强耦合特性进一步限制了变负荷过程中的功率响应速率。升负荷过程初期，炉侧从燃料量指令下达到制粉系统输粉进入炉膛燃烧加热工质，有较长的响应时间，当变负荷速率较快时机组输出功率难以匹配负荷指令变化；并且降负荷过程中存在多余能量未能被有效利用；此外，锅炉排烟温度较高也会造成大量能量损失。
4.因此亟需一种适用于燃煤发电机组的灵活调峰系统以及其运行方法。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服目前的燃煤发电机组变负荷过程中，由于制粉系统大迟延特性限制机组变负荷速率提升的问题，从而提供一种发电机组灵活调峰系统及其运行方法。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
7.一种发电机组灵活调峰系统，包括：
8.发电机组热力系统；
9.储热系统，与所述发电机组热力系统相耦合；所述储热系统适于在所述发电机组热力系统降负荷运行时对热能进行存储，并在所述发电机组热力系统升负荷运行时将热能进行释放；
10.还包括：
11.发电系统，与所述发电机组热力系统相耦合；所述发电系统适于在所述发电机组热力系统升负荷运行时，利用所述储热系统释放的热能直接发电，以提升所述发电机组热力系统变负荷速率。
12.进一步优化技术方案，所述发电机组热力系统包括：
13.锅炉，适于产生高温高压的蒸汽；
14.汽轮发电机组，适于利用所述锅炉产生的蒸汽做功并进行发电；
15.回热循环管路，连接设置在所述汽轮发电机组的排汽端与所述锅炉的蒸汽入口之间；
16.凝汽器，设置在所述循环管路上，所述凝汽器适于将所述汽轮发电机组排汽凝结成凝结水；
17.除氧器，设置在所述循环管路上；
18.加热器系统，设置在所述循环管路上，所述加热器系统适于对所述循环管路内的工质进行加热；
19.输送泵组件，适于对所述循环管路内的工质进行输送；
20.锅炉给水调节阀，设置在所述循环管路上。
21.进一步优化技术方案，所述发电系统包括：
22.旁路工质循环管路，并联设置在所述回热循环管路上并与部分所述回热循环管路构成循环；
23.给水旁路调节阀，设置在所述旁路工质循环管路上；
24.储热介质与旁路工质换热器，设置在所述旁路工质循环管路上；所述储热介质与旁路工质换热器适于与所述储热系统进行换热，以将所述旁路工质循环管路内的工质加热为热蒸汽；
25.小汽轮机发电机组，设置在所述旁路工质循环管路上并位于所述储热介质与旁路工质换热器的蒸汽出口端；所述小汽轮机发电机组适于利用经所述储热介质与旁路工质换热器加热后的热蒸汽进行发电。
26.进一步优化技术方案，所述旁路工质循环管路的工质进口与所述除氧器的工质出口相连通，所述旁路工质循环管路的工质出口与凝汽器的工质进口相连通。
27.进一步优化技术方案，所述储热系统包括：
28.储热介质烟气加热器，布置在所述锅炉内部；
29.热储热介质管路，所述热储热介质管路的一端与所述储热介质烟气加热器的介质出口相连通，所述热储热介质管路的另一端与所述储热介质与旁路工质换热器的储热介质入口相连通；
30.储热介质热罐，设置在所述热储热介质管路上；
31.热储热介质输送控制组件，设置在所述热储热介质管路上；
32.冷储热介质管路，所述冷储热介质管路的一端与所述储热介质与旁路工质换热器的储热介质出口相连通，所述冷储热介质管路的另一端与所述储热介质烟气加热器的介质入口相连通；
33.储热介质冷罐，设置在所述冷储热介质管路上；
34.冷储热介质输送控制组件，设置在所述冷储热介质管路上；
35.储热介质分支管路，所述储热介质分支管路的一端与所述冷储热介质输送控制组件的介质出口相连通，所述储热介质分支管路的另一端与所述储热介质热罐的介质入口相连通；
36.储热介质蒸汽加热器，设置在所述储热介质分支管路上并与所述发电机组热力系统相耦合，所述储热介质蒸汽加热器适于将所述锅炉产生的蒸汽与所述储热介质分支管路内的储热介质进行热交换。
37.进一步优化技术方案，所述储热介质蒸汽加热器通过蒸汽分流管路与所述锅炉的蒸汽出口相连接，所述储热介质蒸汽加热器通过蒸汽输出管路与所述除氧器的进口端相连接，所述蒸汽分流管路上设置有主蒸汽分流阀。
38.进一步优化技术方案，所述热储热介质输送控制组件包括设置在所述热储热介质管路上的储热介质热罐出口调节阀和储热介质热罐出口泵；
39.所述冷储热介质输送控制组件包括设置在所述冷储热介质管路上的储热介质冷罐出口调节阀和储热介质冷罐出口泵。
40.一种发电机组灵活调峰系统的运行方法，所述方法基于所述的一种发电机组灵活调峰系统进行，包括以下步骤：
41.s1.发电机组热力系统将化学能转化为电能；
42.s2.对发电机组热力系统进行调峰调频：
43.s21.当发电机组热力系统降负荷运行时，通过储热系统分流并存储发电机组热力系统产生的热能；
44.s22.当发电机组热力系统升负荷运行时，储热系统释放热能，通过发电系统利用储热系统释放的热能直接发电，以提升发电机组热力系统变负荷速率。
45.进一步优化技术方案，所述步骤s22具体包括以下步骤：
46.当燃煤发电机组升负荷运行时，通过热储热介质输送控制组件控制储热介质热罐的储热介质流出并对储热介质进行流量调节；同时打开并调节给水旁路调节阀，回热循环管路内的部分工质进入旁路工质循环管路；
47.储热介质流经储热介质与旁路工质换热器与旁路工质循环管路内的工质进行换热；
48.经换热后的储热介质流至储热介质冷罐进行存储；
49.旁路工质循环管路内经换热后的工质转化为水蒸气流至小汽轮机发电机组做功，做功后的工质回流至回热循环管路；通过调节进入小汽轮机发电机组做功的工质流量，在快速升负荷初期满足机组功率控制需求，提升机组变负荷速率。
50.进一步优化技术方案，在调节给水旁路调节阀时，使得进入汽轮机高压缸的工质流量不受到进入旁路工质循环管路工质的影响，具体调节方法为：
51.拟合得到不同负荷率与对应稳态工况下的给水流量设定值的变化曲线；
52.当机组接到升负荷指令时，通过给水旁路调节阀调节进入小汽轮机发电机组做功的工质流量，同时调节输送泵组件和锅炉给水调节阀，使得进入锅炉的给水流量按照拟合曲线变化，以满足变负荷过程后期的功率控制需求。
53.本发明技术方案，具有如下优点：
54.1.本发明提供的一种发电机组灵活调峰系统，在传统发电机组热力系统基础上，增设储热系统和发电系统，储热过程充分利用蒸汽与烟气侧余热，放热过程直接进行发电，可以在快速变负荷初期实现系统输出功率迅速变化，有效改善变负荷初期由于制粉系统迟延特性导致的功率不足，突破了机组大迟延特性对变负荷速率的限制，提高了机组的运行灵活性。
55.2.本发明提供的一种发电机组灵活调峰系统，单独布置小汽轮机，在升负荷过程中由给水旁路调节阀控制进入小汽轮机的工质流量，可以在快速变负荷初期实现系统输出
功率迅速变化，有效改善变负荷初期由于制粉系统迟延特性导致的功率不足；同时不改变原有热力系统回热部分，回热抽汽流量没有受到影响，保证了机组朗肯循环的循环效率，也避免了由于抽汽回流及恢复过程引起的热力参数大幅度波动，协同提升了机组运行的灵活性和安全性。此外小汽轮机还可变速运行，向送、引风机及一次风机等辅机供电，未来也可以同步参与机组调频辅助服务，提升机组盈利能力。
56.3.本发明提供的一种发电机组灵活调峰系统，利用储热介质的储热过程吸收锅炉尾部烟道烟气余热，降低了机组的排烟温度，提升了锅炉的能量利用效率。
57.4.本发明提供的一种发电机组灵活调峰系统的运行方法，在储热过程充分利用蒸汽与烟气侧余热加热储热介质，提升了锅炉的能量利用效率；放热过程用于加热给水旁路工质并进入小汽轮机做功，实现了快速功率变化。耦合储热系统后利用储热介质的储热与放热过程协同提升机组变负荷速率以及机组能量利用效率，提高了机组的运行灵活性和经济性。
附图说明
58.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
59.图1为本发明一种发电机组灵活调峰系统的结构示意图。
60.附图标记：
61.1、汽轮机高压缸，2、汽轮机中压缸，3、汽轮机低压缸，4、凝汽器，5、凝结水泵，6、低压加热器，7、除氧器，8、给水泵，9、高压加热器，10、锅炉给水调节阀，11、主蒸汽分流阀，12、锅炉，13、储热介质冷罐，14、储热介质冷罐出口调节阀，15、储热介质冷罐出口泵，16、储热介质烟气加热器调节阀，17、储热介质烟气加热器，18、储热介质蒸汽加热器，19、储热介质热罐，20、储热介质热罐出口调节阀，21、储热介质热罐出口泵，22、储热介质与旁路工质换热器，23、小汽轮机，24、给水旁路调节阀，25、回热循环管路，26、热储热介质管路，27、旁路工质循环管路，28、冷储热介质管路，29、储热介质分支管路。
具体实施方式
62.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
63.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
64.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
65.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
66.实施例1
67.如图1所示，本实施例公开了一种发电机组灵活调峰系统，包括发电机组热力系统、储热系统和发电系统。
68.发电机组热力系统用于将燃煤化学能转化为电能。
69.储热系统与发电机组热力系统相耦合。储热系统适于在发电机组热力系统降负荷运行时对热能进行存储，并在发电机组热力系统升负荷运行时将热能进行释放。
70.发电系统与发电机组热力系统相耦合。发电系统适于在发电机组热力系统升负荷运行时，利用储热系统释放的热能直接发电，以提升发电机组热力系统变负荷速率。
71.上述一种发电机组灵活调峰系统，在传统发电机组热力系统基础上，增设储热系统和发电系统，储热过程充分利用蒸汽与烟气侧余热，放热过程直接进行发电，可以在快速变负荷初期实现系统输出功率迅速变化，有效改善变负荷初期由于制粉系统迟延特性导致的功率不足，突破了机组大迟延特性对变负荷速率的限制，提高了机组的运行灵活性。
72.作为一种具体的实施方式，发电机组热力系统包括锅炉12、汽轮发电机组、回热循环管路25、凝汽器4、除氧器7、加热器系统、输送泵组件和锅炉给水调节阀10。
73.锅炉12为燃煤锅炉，适于产生高温高压的蒸汽。
74.回热循环管路25连接设置在汽轮发电机组的排汽端与锅炉12的蒸汽入口之间。
75.凝汽器4设置在循环管路上，凝汽器4适于将汽轮发电机组排汽凝结成凝结水。
76.除氧器7设置在循环管路上，适于除去回热循环管路内介质中的氧气。
77.加热器系统设置在循环管路上，加热器系统适于对循环管路内的工质进行加热。加热器系统包括高压加热器9和低压加热器6，高压加热器9和低压加热器6分别设置在循环管路上。
78.输送泵组件适于对循环管路内的工质进行输送，输送泵组件包括凝结水泵5和给水泵8。
79.锅炉给水调节阀10设置在循环管路上，适于调节进入锅炉内介质的流量。
80.汽轮发电机组适于利用锅炉12产生的蒸汽做功并进行发电。汽轮发电机组包括汽轮机高压缸1、汽轮机中压缸2、汽轮机低压缸3和发电机。锅炉12的过热蒸汽出口与汽轮机高压缸1的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机高压缸1的抽汽出口与高压加热器9的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机高压缸1的蒸汽出口通过锅炉12与汽轮机中压缸2蒸汽入口相连接，汽轮机中压缸2的第一级抽汽出口与高压加热器9的蒸汽入口通过管道相连接，第二级抽汽出口与除氧器7的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机中压缸2的蒸汽出口与汽轮机低压缸3的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸3的抽汽出口与低压加热器6的蒸汽入口通过管道相连接，汽轮机低压缸3的蒸汽出口与凝汽器4通过管道相连接。
81.凝汽器4的凝结水工质出口通过凝结水泵5与低压加热器6的凝结水工质入口相连接，低压加热器6的凝结水工质出口与除氧器7的给水工质入口相连接，除氧器7的给水工质
出口与高压加热器9的给水工质入口通过给水泵8相连接，锅炉12的给水工质入口和高压加热器9的给水工质出口通过锅炉给水调节阀10相连接。
82.作为一种具体的实施方式，储热系统包括储热介质烟气加热器17、热储热介质管路26、储热介质热罐19、热储热介质输送控制组件、冷储热介质管路28、储热介质冷罐13、冷储热介质输送控制组件、储热介质分支管路29、储热介质蒸汽加热器18。
83.热储热介质管路26的一端与储热介质烟气加热器17的介质出口相连通，热储热介质管路26的另一端与储热介质与旁路工质换热器22的储热介质入口相连通。
84.储热介质热罐19和热储热介质输送控制组件设置在热储热介质管路26上。热储热介质输送控制组件包括储热介质热罐出口调节阀20和储热介质热罐出口泵21，储热介质热罐出口调节阀20用于控制并调节热储热介质管路26上储热介质的流量，储热介质热罐出口泵21用于对热储热介质管路26上的储热介质进行泵送。
85.冷储热介质管路28的一端与储热介质与旁路工质换热器22的储热介质出口相连通，冷储热介质管路28的另一端与储热介质烟气加热器17的介质入口相连通。
86.储热介质冷罐13和冷储热介质输送控制组件设置在冷储热介质管路28上。冷储热介质输送控制组件包括储热介质冷罐出口调节阀14和储热介质冷罐出口泵15，储热介质冷罐出口调节阀14用于控制并调节冷储热介质管路28上储热介质的流量，储热介质冷罐出口泵15用于对冷储热介质管路28上的储热介质进行泵送。
87.储热介质分支管路29的一端与冷储热介质输送控制组件的介质出口(储热介质冷罐出口泵15的介质出口)相连通，储热介质分支管路29的另一端与储热介质热罐19的介质入口相连通。
88.储热介质蒸汽加热器18设置在储热介质分支管路29上并与发电机组热力系统相耦合，储热介质蒸汽加热器18适于将锅炉12产生的蒸汽与储热介质分支管路29内的储热介质进行热交换。储热介质蒸汽加热器18的储热介质入口通过储热介质冷罐出口泵15和储热介质冷罐出口调节阀14与储热介质冷罐13储热介质出口相连接；储热介质蒸汽加热器18的储热介质出口与储热介质热罐19通过管道相连接；储热介质蒸汽加热器18的蒸汽入口通过主蒸汽分流阀11与锅炉12过热蒸汽出口相连接；储热介质蒸汽加热器18的蒸汽出口与除氧器7的给水工质入口通过管道相连接。
89.储热介质烟气加热器17布置在锅炉12内部，通过锅炉12尾部烟道构型设计，使储热介质烟气加热器17与过热器侧省煤器和再热器侧省煤器并联布置，即分流部分省煤器入口烟气对储热介质进行加热。储热介质烟气加热器17的储热介质入口通过储热介质烟气加热器调节阀16、储热介质冷罐出口泵15和储热介质冷罐出口调节阀14与储热介质冷罐13储热介质出口相连接。储热介质烟气加热器17的储热介质出口与储热介质热罐19通过管道相连接。
90.作为一种具体的实施方式，发电系统包括旁路工质循环管路27、给水旁路调节阀24、储热介质与旁路工质换热器22以及小汽轮机发电机组。
91.旁路工质循环管路27并联设置在回热循环管路25上并与部分回热循环管路25构成循环。
92.给水旁路调节阀24设置在旁路工质循环管路27上。
93.储热介质与旁路工质换热器22设置在旁路工质循环管路27上。储热介质与旁路工
质换热器22适于与储热系统进行换热，以将旁路工质循环管路27内的工质加热为热蒸汽。储热介质与旁路工质换热器22的储热介质入口通过储热介质热罐出口泵21和储热介质热罐出口调节阀20与储热介质热罐19储热介质出口相连接；储热介质与旁路工质换热器22的储热介质出口与储热介质冷罐13通过管道相连接；储热介质与旁路工质换热器22的蒸汽入口通过给水旁路调节阀24与除氧器7出口给水工质相连接；储热介质与旁路工质换热器22的蒸汽出口和小汽轮机发电机组通过管道相连接。
94.小汽轮机发电机组，设置在旁路工质循环管路27上并位于储热介质与旁路工质换热器22的蒸汽出口端；小汽轮机发电机组适于利用经储热介质与旁路工质换热器22加热后的热蒸汽进行发电。
95.小汽轮机发电机组包括小汽轮机23和小发电机。小发电机与小汽轮机23同轴连接，小发电机适于将所述小汽轮机23的机械能转换为电能。小汽轮机23做过功的蒸汽出口与凝汽器4通过管道相连接。
96.上述一种发电机组灵活调峰系统，所采用的参数如下：
97.储热系统使用的储热介质为熔融盐介质。小汽轮机23进汽参数约为360
°
c、1.4mpa。储热介质烟气加热器17所处锅炉烟道处的烟气温度约为400℃，储热介质蒸汽加热器18的主蒸汽进口温度约为600℃。
98.上述一种发电机组灵活调峰系统，单独布置小汽轮机，在升负荷过程中由给水旁路调节阀控制进入小汽轮机的工质流量，可以在快速变负荷初期实现系统输出功率迅速变化，有效改善变负荷初期由于制粉系统迟延特性导致的功率不足；同时不改变原有热力系统回热部分，回热抽汽流量没有受到影响，保证了机组朗肯循环的循环效率，也避免了由于抽汽回流及恢复过程引起的热力参数大幅度波动，协同提升了机组运行的灵活性和安全性。此外小汽轮机还可变速运行，向送、引风机及一次风机等辅机供电，未来也可以同步参与机组调频辅助服务，提升机组盈利能力。
99.实施例2
100.本实施例公开了一种发电机组灵活调峰系统的运行方法，该方法基于一种发电机组灵活调峰系统进行，包括以下步骤：
101.s1.发电机组热力系统将化学能转化为电能。
102.s2.对发电机组热力系统进行调峰调频：
103.s21.当发电机组热力系统降负荷运行时，通过储热系统分流并存储发电机组热力系统产生的热能。
104.步骤s21具体包括以下步骤：
105.打开储热介质冷罐出口调节阀14，启动储热介质冷罐出口泵15，通过储热介质冷罐出口泵15对流出储热介质冷罐13的储热介质流量进行调节，通过储热介质烟气加热器调节阀16调节进入储热介质烟气加热器17和储热介质蒸汽加热器18的储热介质入口流量；同时打开主蒸汽分流阀11，通过主蒸汽分流阀11调节流入储热介质蒸汽加热器18的蒸汽流量。
106.从储热介质冷罐13流出的储热介质流经储热介质冷罐出口调节阀14和储热介质冷罐出口泵15后，分别流经储热介质烟气加热器17与锅炉尾部烟道高温烟气进行换热，以及流经储热介质蒸汽加热器18与锅炉12过热蒸汽进行换热，经换热后的储热介质依次流入
储热介质热罐19进行存储。储热介质烟气加热器17出口完成换热的烟气返回锅炉12，储热介质蒸汽加热器18出口放热完成的蒸汽经由管道流至到除氧器7的给水工质入口，进入除氧器7与回热循环管路25内的工质进行混合。
107.储热介质烟气加热器调节阀16与主蒸汽分流阀11的调节目标为：满足燃煤发电机组降负荷过程功率控制前提下，通过分流锅炉烟气以及改变工质流向来储存机组多余能量，提升能量利用效率，并降低锅炉出口烟气温度。
108.s22.当发电机组热力系统升负荷运行时，储热系统释放热能，通过发电系统利用储热系统释放的热能直接发电，以提升发电机组热力系统变负荷速率。
109.步骤s22具体包括以下步骤：
110.当燃煤发电机组升负荷运行时，打开储热介质热罐出口调节阀20，启动储热介质热罐出口泵21，通过储热介质热罐出口调节阀20对流出储热介质热罐19的储热介质流量进行调节；同时打开并调节给水旁路调节阀24，回热循环管路25内的部分工质进入旁路工质循环管路27。
111.从储热介质热罐19流出的储热介质流经储热介质热罐出口调节阀20和储热介质热罐出口泵21后，通过储热介质与旁路工质换热器22与来自除氧器7的旁路工质进行换热。
112.经换热后的储热介质流至储热介质冷罐13进行存储。
113.旁路工质循环管路27内经换热后的工质转化为水蒸气流至小汽轮机发电机组做功，做功后的工质回流至回热循环管路25的凝汽器4并与与汽轮机低压缸3出口工质混合。
114.给水旁路调节阀24的调节目标为：迅速调节进入小汽轮机做功的工质流量，迅速输出功率满足机组快速变负荷的需求。
115.作为一种进一步改进的实施方式，在调节给水旁路调节阀24时，使得进入汽轮机高压缸1的工质流量不受到进入旁路工质循环管路27工质的影响，具体调节方法为：
116.拟合得到不同负荷率与对应稳态工况下的给水流量设定值的变化曲线。
117.当机组接到升负荷指令时，通过给水旁路调节阀调节进入小汽轮机发电机组做功的工质流量，同时调节给水泵8和锅炉给水调节阀10，使得进入锅炉的给水流量按照拟合曲线变化，以满足变负荷过程后期的功率控制需求。
118.上述一种发电机组灵活调峰系统的运行方法，本发明在储热过程充分利用蒸汽与烟气侧余热加热储热介质，提升了锅炉的能量利用效率；放热过程用于加热给水旁路工质并进入小汽轮机做功，实现了快速功率变化。耦合储热系统后利用储热介质的储热与放热过程协同提升机组变负荷速率以及机组能量利用效率，提高了机组的运行灵活性和经济性。
119.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种发电机组灵活调峰系统，包括：发电机组热力系统；储热系统，与所述发电机组热力系统相耦合；所述储热系统适于在所述发电机组热力系统降负荷运行时对热能进行存储，并在所述发电机组热力系统升负荷运行时将热能进行释放；其特征在于，还包括：发电系统，与所述发电机组热力系统相耦合；所述发电系统适于在所述发电机组热力系统升负荷运行时，利用所述储热系统释放的热能直接发电，以提升所述发电机组热力系统变负荷速率。2.根据权利要求1所述的一种发电机组灵活调峰系统，其特征在于，所述发电机组热力系统包括：锅炉(12)，适于产生高温高压的蒸汽；汽轮发电机组，适于利用所述锅炉(12)产生的蒸汽做功并进行发电；回热循环管路(25)，连接设置在所述汽轮发电机组的排汽端与所述锅炉(12)的蒸汽入口之间；凝汽器(4)，设置在所述循环管路上，所述凝汽器(4)适于将所述汽轮发电机组排汽凝结成凝结水；除氧器(7)，设置在所述循环管路上；加热器系统，设置在所述循环管路上，所述加热器系统适于对所述循环管路内的工质进行加热；输送泵组件，适于对所述循环管路内的工质进行输送；锅炉给水调节阀(10)，设置在所述循环管路上。3.根据权利要求2所述的一种发电机组灵活调峰系统，其特征在于，所述发电系统包括：旁路工质循环管路(27)，并联设置在所述回热循环管路(25)上并与部分所述回热循环管路(25)构成循环；给水旁路调节阀(24)，设置在所述旁路工质循环管路(27)上；储热介质与旁路工质换热器(22)，设置在所述旁路工质循环管路(27)上；所述储热介质与旁路工质换热器(22)适于与所述储热系统进行换热，以将所述旁路工质循环管路(27)内的工质加热为热蒸汽；小汽轮机发电机组，设置在所述旁路工质循环管路(27)上并位于所述储热介质与旁路工质换热器(22)的蒸汽出口端；所述小汽轮机发电机组适于利用经所述储热介质与旁路工质换热器(22)加热后的热蒸汽进行发电。4.根据权利要求3所述的一种发电机组灵活调峰系统，其特征在于，所述旁路工质循环管路(27)的工质进口与所述除氧器(7)的工质出口相连通，所述旁路工质循环管路(27)的工质出口与凝汽器(4)的工质进口相连通。5.根据权利要求3或4所述的一种发电机组灵活调峰系统，其特征在于，所述储热系统包括：储热介质烟气加热器(17)，布置在所述锅炉(12)内部；
热储热介质管路(26)，所述热储热介质管路(26)的一端与所述储热介质烟气加热器(17)的介质出口相连通，所述热储热介质管路(26)的另一端与所述储热介质与旁路工质换热器(22)的储热介质入口相连通；储热介质热罐(19)，设置在所述热储热介质管路(26)上；热储热介质输送控制组件，设置在所述热储热介质管路(26)上；冷储热介质管路(28)，所述冷储热介质管路(28)的一端与所述储热介质与旁路工质换热器(22)的储热介质出口相连通，所述冷储热介质管路(28)的另一端与所述储热介质烟气加热器(17)的介质入口相连通；储热介质冷罐(13)，设置在所述冷储热介质管路(28)上；冷储热介质输送控制组件，设置在所述冷储热介质管路(28)上；储热介质分支管路(29)，所述储热介质分支管路(29)的一端与所述冷储热介质输送控制组件的介质出口相连通，所述储热介质分支管路(29)的另一端与所述储热介质热罐(19)的介质入口相连通；储热介质蒸汽加热器(18)，设置在所述储热介质分支管路(29)上并与所述发电机组热力系统相耦合，所述储热介质蒸汽加热器(18)适于将所述锅炉(12)产生的蒸汽与所述储热介质分支管路(29)内的储热介质进行热交换。6.根据权利要求5所述的一种发电机组灵活调峰系统，其特征在于，所述储热介质蒸汽加热器(18)通过蒸汽分流管路与所述锅炉(12)的蒸汽出口相连接，所述储热介质蒸汽加热器(18)通过蒸汽输出管路与所述除氧器(7)的进口端相连接，所述蒸汽分流管路上设置有主蒸汽分流阀(11)。7.根据权利要求5所述的一种发电机组灵活调峰系统，其特征在于，所述热储热介质输送控制组件包括设置在所述热储热介质管路(26)上的储热介质热罐出口调节阀(20)和储热介质热罐出口泵(21)；所述冷储热介质输送控制组件包括设置在所述冷储热介质管路(28)上的储热介质冷罐出口调节阀(14)和储热介质冷罐出口泵(15)。8.一种发电机组灵活调峰系统的运行方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至7任意一项所述的一种发电机组灵活调峰系统进行，包括以下步骤：s1.发电机组热力系统将化学能转化为电能；s2.对发电机组热力系统进行调峰调频：s21.当发电机组热力系统降负荷运行时，通过储热系统分流并存储发电机组热力系统产生的热能；s22.当发电机组热力系统升负荷运行时，储热系统释放热能，通过发电系统利用储热系统释放的热能直接发电，以提升发电机组热力系统变负荷速率。9.根据权利要求8所述的一种发电机组灵活调峰系统的运行方法，其特征在于，所述步骤s22具体包括以下步骤：当燃煤发电机组升负荷运行时，通过热储热介质输送控制组件控制储热介质热罐(19)的储热介质流出并对储热介质进行流量调节；同时打开并调节给水旁路调节阀(24)，回热循环管路(25)内的部分工质进入旁路工质循环管路(27)；储热介质流经储热介质与旁路工质换热器(22)与旁路工质循环管路(27)内的工质进
行换热；经换热后的储热介质流至储热介质冷罐(13)进行存储；旁路工质循环管路(27)内经换热后的工质转化为水蒸气流至小汽轮机发电机组做功，做功后的工质回流至回热循环管路(25)；通过调节进入小汽轮机发电机组做功的工质流量，在快速升负荷初期满足机组功率控制需求，提升机组变负荷速率。10.根据权利要求9所述的一种发电机组灵活调峰系统的运行方法，其特征在于，在调节给水旁路调节阀(24)时，使得进入汽轮机高压缸(1)的工质流量不受到进入旁路工质循环管路(27)工质的影响，具体调节方法为：拟合得到不同负荷率与对应稳态工况下的给水流量设定值的变化曲线；当机组接到升负荷指令时，通过给水旁路调节阀调节进入小汽轮机发电机组做功的工质流量，同时调节输送泵组件和锅炉给水调节阀(10)，使得进入锅炉的给水流量按照拟合曲线变化，以满足变负荷过程后期的功率控制需求。

技术总结
本发明公开了一种发电机组灵活调峰系统及其运行方法，所述系统包括：发电机组热力系统；储热系统，与发电机组热力系统相耦合；储热系统适于在发电机组热力系统降负荷运行时对热能进行存储，并在发电机组热力系统升负荷运行时将热能进行释放；发电系统，与发电机组热力系统相耦合，适于在发电机组热力系统升负荷运行时，利用储热系统释放的热能直接发电，以提升所述发电机组热力系统变负荷速率。本发明在储热过程充分利用蒸汽与烟气侧余热，放热过程直接进行发电，可以在快速变负荷初期实现系统输出功率迅速变化，有效改善变负荷初期由于制粉系统迟延特性导致的功率不足，突破了机组大迟延特性对变负荷速率的限制，提高了机组的运行灵活性。运行灵活性。运行灵活性。


技术研发人员：许朋江 石慧 江浩 马汀山 王朝阳 刘明 严俊杰 李辉 白发琪 刘伟 刘思宇
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司 西安交通大学
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/5/16