一种用于降低燃煤锅炉引风机电耗的储能系统

技术领域

本发明涉及燃煤发电设备技术与储能系统技术领域，尤其是涉及一种用于降低燃煤锅炉引风机电耗的储能系统。

背景技术

在电网调峰压力日益加剧的背景下，储能系统作为平抑电网峰谷差的重要调节资源，受到广泛关注。现有空气压缩储能系统多在用电低谷，将空气压缩至高压并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰期，高压空气从储气室释放，经加热升温后驱动透平发电。在储能释能过程中经过了多个设备的能量转换过程，因而系统总效率较低且设备投资大。

燃煤电厂的设备中，锅炉引风机长期连续运行，是主要耗能设备。然而，现有技术的锅炉引风机的节能改造方案多聚焦于引风机运行阶段，利用变负荷运行下的引风机变频调节来降低其运行功耗，而对减少锅炉引风机的运行负荷研究甚少，制约了锅炉风机的节能上限。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于降低燃煤锅炉引风机电耗的储能系统，该发明能够直接减少锅炉引风机的运行负荷和空气压缩储能装置发电过程中的能量损失，可有效降低引风机功耗，进而降低厂用电率，提高机组的调峰能力，达到节能降耗、降低运行成本的目的，带来明显的经济效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种用于降低燃煤锅炉引风机电耗的储能系统，包括空气压缩储能装置和烟气引射装置，所述烟气引射装置包括锅炉引风机和与所述空气压缩储能装置连接的烟气引射器，所述烟气引射器的输入端通过第一烟气管道连接烟气输入口，所述锅炉引风机的输入端通过第二烟气管道连接烟气输入口，所述烟气引射器和所述锅炉引风机的输出端均通过烟气输出管道连接有脱硫塔；

所述空气压缩储能装置作为所述烟气引射器的驱动汽源，驱动所述烟气引射器将烟气通过所述第一烟气管道引射至所述烟气输出管道，与由所述锅炉引风机运行输出至所述烟气输出管道内的烟气混合，进入所述脱硫塔内处理并释放至大气中。

优选地，所述空气压缩储能装置包括依次连接的背压机、压缩机和空气储存罐，所述空气储存罐的输出端与所述烟气引射器连接，所述背压机的输入端连接有汽轮机，所述汽轮机连接有锅炉；

来自所述锅炉的高温蒸汽经所述汽轮机做功后，作为所述背压机的驱动汽源，所述背压机驱动所述压缩机压缩空气，并将压缩后的空气输入至所述空气储存罐中储存为高压空气。

优选地，所述汽轮机还连接有发电机，来自所述锅炉的高温蒸汽经所述汽轮机做功、发电后，带动所述发电机发电。

优选地，所述汽轮机的输出端依次通过凝汽器、凝结水泵、低压加热器、给水泵和高压加热器与所述锅炉连接。

优选地，所述凝汽器的输出端连接有冷却塔和循环水泵，所述循环水泵的输出端与所述凝汽器的输入端连接，形成循环回路。

优选地，所述背压机还连接有回热装置。

优选地，所述汽轮机、所述背压机和所述压缩机设有一台或多台。

优选地，所述第一烟气管道上设有旁路阀门。

与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：

(1)本发明通过将空气压缩储能装置和烟气引射装置结合，通过空气压缩储能装置驱动烟气引射器将烟气由第一烟气管道升压引射至烟气输出管道内，与由锅炉引风机运行输出至烟气输出管道内的烟气混合，进入脱硫塔内处理并释放至大气中，直接减少了锅炉引风机的运行负荷，有效降低引风机功耗，进而降低厂用电率，提高机组的调峰能力，达到节能降耗、降低运行成本的目的，带来明显的经济效益；同时，烟气引射器为压缩空气的释能部件，减少了空气压缩储能装置在发电过程中的能量转换环节，降低了空气压缩储能装置发电过程中的能量损失。

(2)本发明通过设置依次连接的背压机、压缩机和空气储存罐，且背压机连接汽轮机，汽轮机连接锅炉，汽轮机还连接有发电机组，使得在用电高峰时，来自锅炉内的高温蒸汽经汽轮机做功、发电后，带动发电机发电；在用电低峰或平峰时，一部分在汽轮机中部分膨胀后被抽取作为背压机的驱动汽源，降低汽轮机的运行负荷，同时背压机驱动压缩机压缩空气并存于储气罐中，用电高峰时释放高压空气驱动引射器引射烟气，提高了系统的能量转换效率及运行灵活性，降低了发电过程中的能量损失，进一步挖掘了燃煤发电机组及空气压缩储能系统的调峰潜力，缓解了电网调峰压力。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于降低燃煤锅炉引风机电耗的储能系统的结构示意图。

图中标记为：1、汽轮机，2、发电机，3、凝汽器，4、背压机，5、压缩机，6、空气储存罐，7、烟气引射器，8、旁路阀门，9、第一烟气管道，10、第二烟气管道，11、锅炉引风机，12、烟气输出管道，13、脱硫塔，14、回热装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参考图1所示，本实施例提供一种用于降低燃煤锅炉引风机电耗的储能系统，包括空气压缩储能装置和烟气引射装置，其中，烟气引射装置包括锅炉引风机11和与空气压缩储能装置连接的烟气引射器7，烟气引射器7的输入端通过第一烟气管道9与烟气输入口连接，锅炉引风机11的输入端通过第二烟气管道10与烟气输入口连接，烟气引射器7和锅炉引风机11的输出端均通过烟气输出管道12连接有脱硫塔13。

通过上述技术方案，空气压缩储能装置驱动烟气引射器7将烟气由第一烟气管道9升压引射至烟气输出管道12内，与由锅炉引风机11运行输出至烟气输出管道12内的烟气混合，进入脱硫塔13内处理并释放至大气中。该技术方案减少了锅炉引风机11的运行负荷，进而有效降低锅炉引风机11的功耗而降低用电率，提高机组的调峰能力，达到节能降耗、降低运行成本的目的，带来明显的经济效益。同时，烟气引射器7为压缩空气的释能部件，减少了空气压缩储能装置在发电过程中的能量转换环节。

作为一种可选的实施方式，空气压缩储能装置包括依次连接的背压机4、压缩机5和空气储存罐6，所述空气储存罐6的输出端与烟气引射器7连接，该背压机4的输入端连接有汽轮机1，汽轮机1连接有锅炉。

来自锅炉的高温蒸汽经汽轮机1做功后，作为背压机4的驱动汽源，背压机4驱动压缩机5压缩空气，并将压缩后的空气输入至空气储存罐6中储存为高压空气。

作为一种可选的实施方式，汽轮机1还连接有发电机2，来自锅炉的高温蒸汽经汽轮机1做功、发电后，带动发电机2发电。

通过上述技术方案，使得在用电高峰时，来自锅炉内的高温蒸汽经汽轮机做功、发电后，带动发电机发电；在用电低峰或平峰时，一部分在汽轮机中部分膨胀后被抽取作为背压机的驱动汽源，降低汽轮机的运行负荷，同时背压机驱动压缩机压缩空气并存于储气罐中，用电高峰时释放高压空气驱动引射器引射烟气，提高了系统的能量转换效率及运行灵活性，降低了发电过程中的能量损失，进一步挖掘了燃煤发电机组及空气压缩储能系统的调峰潜力，缓解了电网调峰压力。

作为一种可选的实施方式，汽轮机1的输出端依次通过凝汽器3、凝结水泵、低压加热器、给水泵和高压加热器与锅炉连接。汽轮机1的排汽经凝汽器3冷凝后依次流经凝结水泵、低压加热器、给水泵和高压加热器后进入锅炉吸热后再次变成高温蒸汽进入汽轮机1完成循环，进而降低能量损耗。

作为一种可选的实施方式，凝汽器3的输出端连接有冷却塔和循环水泵，循环水泵的输出端与凝汽器3的输入端连接，形成循环回路。排汽经凝汽器3中换热后冷却水经冷却塔和循环水泵后再次进入凝汽器完成循环。

作为一种可选的实施方式，背压机4还连接有回热装置14。背压机4中蒸汽进一步膨胀做功后进入回热装置14。

作为一种可选的实施方式，第一烟气管道9上设有旁路阀门8。

作为一种可选的实施方式，汽轮机1、背压机4和压缩机5设有一台或多台，具体数量可视燃煤发电机组及空气储能装置实际容量而定，可采用多级压缩、中间换热等方式对过程进行优化。

作为一种可选的实施方式，脱硫塔13的顶部设有用以将烟气排出至大气的排放口。

本实施例提供的一种用于降低燃煤锅炉引风机电耗的储能系统的工作原理如下所示：

在用电高峰时，自锅炉内的高温蒸汽经汽轮机1做功、发电后，带动发电机2发电；在用电低峰或平峰时，一部分在汽轮机1中部分膨胀后被抽取作为背压机4的驱动汽源，背压机4驱动压缩机5压缩空气，并将压缩后的空气输入至所述空气储存罐6中储存为高压空气，运行高峰时将空气储存罐6中存储的高压空气作为引射气源，驱动烟气引射器7将烟气由第一烟气管道9升压引射至烟气输出管道12内，与由锅炉引风机11运行输出至烟气输出管道12内的烟气混合，进入脱硫塔13内处理并释放至大气中，直接减少了锅炉引风机11的运行负荷，进而有效降低锅炉引风机11的功耗而降低厂用电率。同时减少了空气压缩储能系统发电过程中的能量损失，提高了系统的能量转换效率及运行灵活性，进一步挖掘了燃煤发电机组及空气压缩储能系统的调峰潜力，缓解了电网调峰压力。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。