基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统及运行方法
本发明属于火电厂供热，具体涉及一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统及运行方法。
背景技术：
1、随着碳达峰、碳中和战略的实施，风电、太阳能发电比例在近十年内将大幅度提升，为消除风光发电带来的时空不稳定性对电网安全的影响，火电机组进行深度调峰成为必然选择。
2、熔盐储热技术作为燃煤机组灵活性改造的潜在途径，能够提升燃煤机组的运行灵活性和可再生能源消纳水平。采用电制热技术可将富裕电力转化为高品位热量存储于熔盐中，然后在用电高峰时释放热量用于发电，可以实现深度调峰和电量零上网，并有效消纳电网上的新能源电力，并且系统简单、方便调频的特点，具有很大的应用前景。
3、喷射器供热技术，具有汽源选择灵活，热负荷调节性能好，变工况高效运行，可实现热电负荷灵活调配等优势，无需汽轮机中联门改造、无运动部件等特点，在工业供热领域有广阔的应用前景。
4、对于火电机组而言，热负荷需求持续快速增长而电负荷增长相对缓慢的问题日益突出，因此亟需进行灵活性改造并发展高效、灵活、安全的供热技术。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统及运行方法，利用电厂无法上网的弃电加热熔盐进行蓄热，供热时利用锅炉产生的过热蒸汽引射经熔盐加热的给水，混合升温升压后供给热用户，提高机组供热水平以满足用户需求。
2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统，包括火电机组本体、回热抽汽系统、电加热熔盐蓄热系统和两相流喷射器供热系统；
4、所述火电机组本体包括依次连通的锅炉1、汽轮机高压缸2、汽轮机中压缸3、汽轮机低压缸4和发电机5；
5、所述回热抽汽系统包括凝汽器9、凝结水泵18、低压回热加热器8、除氧器6、第一给水泵17和高压回热加热器7；
6、所述电加热熔盐蓄热系统包括依次连通的低温熔盐罐12、电加热器10、高温熔盐罐11和盐/水换热器13；所述电加热器10连接发电机5；所述低温熔盐罐12的出口经低温熔盐泵20、第一调节阀24、电加热器10、第二调节阀25以及高温熔盐泵19与高温熔盐罐11的入口相连通；所述高温熔盐罐11的出口经第三调节阀26、盐/水换热器13以及第二循环泵22与低温熔盐罐12的入口相连通；所述高温熔盐罐11的出口旁路经第四调节阀27和第一循环泵21与低温熔盐罐12的入口旁路相连通；所述盐/水换热器13的水侧入口通过第二给水泵23和第五调节阀29与除氧器6的给水出口旁路管道相连通；所述两相流喷射器供热系统包括依次连通的两相流喷射器14、热用户15和回水水箱16；所述两相流喷射器14的高压入口经主蒸汽调节阀28连通锅炉1的主蒸汽管道；所述两相流喷射器14的低压入口经第六调节阀30连通盐/水换热器13的水侧出口；所述两相流喷射器14的出口经第七调节阀31、热用户15、第八调节阀32、回水水箱16、第九调节阀33以及止回阀34连通除氧器6的入口管道；
7、所述电加热器10利用火电机组不能上网的弃电加热熔盐进行蓄能，火电机组最低功率负荷实现近零输出，在有供热需求时，使用熔盐的蓄热释热给除氧器6出口旁路的给水，通过第五调节阀29调节进入盐/水换热器13的给水流量。
8、所述两相流喷射器14为中心进汽、环周进水的气液两相流喷射器，通过主蒸汽调节阀28调节高压入口过热蒸汽流量，通过第六调节阀30调节低压入口给水流量；根据热用户15的需求，通过第七调节阀31调节混合流体的流量。
9、所述回水水箱16通过第八调节阀32控制从热用户15处回收的水，经处理后通过第九调节阀33和止回阀34送回除氧器6的水箱中，以维持汽轮机的汽水平衡；除此之外，所述回水水箱16具备接受外部补充水的功能，在供热工质损失时能够维持汽轮机的汽水平衡。
10、所述电加热熔盐蓄热系统中的熔盐为60％硝酸钠和40％硝酸钾的二元熔盐，其使用温度范围为220～600℃，因其熔点较高存在“冻管”风险，因此通过第四调节阀27和第一循环泵21调节熔盐温度，以防止熔盐偏离使用温度范围，令熔盐维持在使用温度范围内。
11、所述的一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统的运行方法，储热模式下，打开第一调节阀24和第二调节阀25，低温熔盐罐12中的冷熔盐通过低温熔盐泵20进入电加热器10中吸热，热熔盐经由高温熔盐泵19进入高温熔盐罐11中储存，完成储热过程；
12、释热模式下，高温熔盐在盐/水换热器13中释热，然后通过第二循环泵22进入低温熔盐罐12；
13、供热模式下，打开第三调节阀26和第五调节阀29，根据热用户15的用水量需求调节进入盐/水换热器13的熔盐流量，使其与热负荷匹配，给水在盐/水换热器13内吸热升温，达到基本供热要求，然后打开主蒸汽调节阀28和第六调节阀30、第七调节阀31、第八调节阀32、第九调节阀33，根据两相流喷射器14的引射比参数调节进入两相流喷射器14高压入口的过热蒸汽流量，工作流体和引射流体在两相流喷射器14的混合室中充分混合，在扩压室后出口混合流体完成升温升压过程，根据用热需求调节混合流体流量送往热用户15进行供热，供热后的回水经第八调节阀32进入回水水箱中处理水质和储存，最后通过第九调节阀33和止回阀34调节流量和降压后送回到除氧器6中，至此供热过程完成。
14、同现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明基于两相流喷射器和熔盐蓄热技术提出了一种新型的火电厂供热系统，将火电厂弃电通过电加热蓄热技术储存在熔盐中，在有供热需求时使用熔盐的蓄热提高除氧器旁路给水的温度，并利用锅炉产出的新蒸汽引射高温给水进行供热，以满足热用户的需求。所提出的系统同时提高了火电机组的深度调峰能力和供热水平，具有实现火电机组的炉-机解耦、提升机组能量利用效率和供热能力等诸多优势。
技术特征：
1.一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统，其特征在于，包括火电机组本体、回热抽汽系统、电加热熔盐蓄热系统和两相流喷射器供热系统；
2.根据权利要求1所述的一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统，其特征在于，所述两相流喷射器(14)为中心进汽、环周进水的气液两相流喷射器，通过主蒸汽调节阀(28)调节高压入口过热蒸汽流量，通过第六调节阀(30)调节低压入口给水流量；根据热用户(15)的需求，通过第七调节阀(31)调节混合流体的流量。
3.根据权利要求1所述的一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统，其特征在于，所述回水水箱(16)通过第八调节阀(32)控制从热用户(15)处回收的水，经处理后通过第九调节阀(33)和止回阀(34)送回除氧器(6)的水箱中，以维持汽轮机的汽水平衡；除此之外，所述回水水箱(16)具备接受外部补充水的功能，在供热工质损失时能够维持汽轮机的汽水平衡。
4.根据权利要求1所述的一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统，其特征在于，所述电加热熔盐蓄热系统中的熔盐为60％硝酸钠和40％硝酸钾的二元熔盐，通过第四调节阀(27)和第一循环泵(21)调节熔盐温度，令熔盐维持在使用温度范围内。
5.权利要求1至4任一项所述的一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统的运行方法，其特征在于，储热模式下，打开第一调节阀(24)和第二调节阀(25)，低温熔盐罐(12)中的冷熔盐通过低温熔盐泵(20)进入电加热器(10)中吸热，热熔盐经由高温熔盐泵(19)进入高温熔盐罐(11)中储存，完成储热过程；
技术总结
本发明公开了一种基于两相流喷射器和熔盐蓄热的火电厂供热系统及运行方法，属于火电厂供热技术领域。所述系统包括火电机组本体、回热抽汽系统、电加热熔盐蓄热系统和两相流喷射器供热系统。将火电厂弃电通过电加热蓄热技术储存在熔盐中，在有供热需求时使用熔盐的蓄热提高除氧器旁路给水的温度，并利用锅炉产出的新蒸汽引射高温给水进行供热，以满足热用户的需求。本发明同时提高了火电机组的深度调峰能力和供热水平，具有实现火电机组的炉‑机解耦、提升机组能量利用效率和供热能力等诸多优势。
技术研发人员：陈伟雄,景浩,崔智鹏,种道彤,王进仕,赵全斌,严俊杰
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5