適于主動配電網(wǎng)的蓄能型熱電冷聯(lián)供裝置及其運行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱電冷聯(lián)供裝置及其運行方法，特別是關(guān)于一種適于主動配電網(wǎng)的蓄能型熱電冷聯(lián)供裝置及其運行方法，屬于能源動力技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]主動配電網(wǎng)是基于配電網(wǎng)主動管理的概念，多類型間歇式分布式能源并入配電網(wǎng)，如何實現(xiàn)對分布式電源以及配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)用戶的協(xié)同控制，確保配電網(wǎng)的穩(wěn)定經(jīng)濟運行成為關(guān)鍵。熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)是一種高效的分布式電源，能源利用效率高，但是當其并入主動配電網(wǎng)后，往往存在其冷熱負荷與電網(wǎng)的電力需求不能協(xié)同的問題。因為當某一時段要滿足用戶的冷、熱負荷需求，熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)以冷定電或者以熱定電運行，而此時恰逢電力用電低谷期，電網(wǎng)調(diào)度要求其不能發(fā)電上網(wǎng)，而蓄電裝置又存在能效損失較大、價格貴不經(jīng)濟等問題，如果不增加蓄電裝置，電網(wǎng)調(diào)度要求熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)在這一時段不能發(fā)電，就不能產(chǎn)生冷或者熱，從而影響了用戶的冷熱負荷的供應(yīng)。
[0003]為了進一步提高熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的能源利用效率，主要是通過技術(shù)手段挖掘發(fā)動機排煙的熱量，但是目前的技術(shù)對煙氣熱量的回收仍然不夠充分，仍然有大量的煙氣冷凝熱沒有被回收；而且，目前采用熱泵技術(shù)回收煙氣余熱的系統(tǒng)仍然無法改變其“以熱定電”的運行方式，無法適應(yīng)主動配電網(wǎng)電力調(diào)度的需求。如果采用蓄能器與熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)相結(jié)合，利用蓄能器平抑供熱出力波動，可以使熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)“以電定熱”的方式運行，但是與系統(tǒng)煙氣余熱回收技術(shù)結(jié)合時，無法保證煙氣余熱的穩(wěn)定回收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種適于主動配電網(wǎng)的蓄能型熱電冷聯(lián)供裝置及其運行方法，不僅能夠提高能源利用效率，而且能夠保證煙氣余熱的穩(wěn)定回收，進一步提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力以應(yīng)對電力峰谷差不斷增大的局面。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種適于主動配電網(wǎng)的蓄能型熱電冷聯(lián)供裝置，其特征在于:它包括一發(fā)電裝置、一發(fā)電機、一蓄能電熱泵、一余熱回收吸收式熱泵、一高溫?zé)煔馑畵Q熱器、一中溫?zé)煔馑畵Q熱器、一低溫?zé)煔馑畵Q熱器、一高溫蓄能罐、一低溫蓄能罐、一冷卻塔、若干循環(huán)水泵和若干閥門；所述發(fā)電裝置連接所述發(fā)電機用于為其供電，所述發(fā)電機連接所述蓄能電熱泵用于驅(qū)動其進行工作；
[0006]所述發(fā)電裝置的煙氣出口連接所述余熱回收吸收式熱泵的發(fā)生器煙氣進口，所述余熱回收吸收式熱泵的發(fā)生器煙氣出口連接所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器的煙氣進口，所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器的煙氣出口連接所述中溫?zé)煔馑畵Q熱器的煙氣進口，所述中溫?zé)煔馑畵Q熱器的煙氣出口連接所述低溫?zé)煔馑畵Q熱器的煙氣進口，所述低溫?zé)煔馑畵Q熱器的煙氣出口連通外部環(huán)境；所述蓄能電熱泵的第一蒸發(fā)器的水側(cè)出口依次通過第一循環(huán)水泵和第一閥門連接所述低溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)入口，所述低溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)出口通過第二閥門連接蓄能電熱泵的第一蒸發(fā)器的水側(cè)入口 ；所述蓄能電熱泵的冷凝器的水側(cè)入口依次通過第三閥門和第二循環(huán)水泵連接所述高溫蓄能罐的水側(cè)出口，所述蓄能電熱泵的冷凝器的水側(cè)出口通過第四閥門連接與所述高溫蓄能罐的水側(cè)入口 ；所述蓄能電熱泵的第二蒸發(fā)器的水側(cè)入口通過第五閥門連接所述低溫蓄能罐的水側(cè)出口，所述蓄能電熱泵的第二蒸發(fā)器的水側(cè)出口通過第三循環(huán)水泵和第六閥門連接所述低溫蓄能罐的水側(cè)入口 ；所述余熱回收吸收式熱泵的冷凝和吸收器側(cè)入口并聯(lián)連接三條入口支路，其中，第一入口支路連接供熱的回水口，第二入口支路通過第七閥門連接所述冷卻塔的出水口，第三入口支路連接供冷的供水口，第三入口支路中還并聯(lián)連接四條分支入口支路，第一分支入口支路通過第八閥門連接所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)進口，第二分支入口支路依次通過第九閥門、第四循環(huán)水泵和第十閥門連接所述高溫蓄能罐的水側(cè)入口，第三分支入口支路通過第十一閥門連接所述低能蓄能罐的水側(cè)進口，第四分支入口支路通過十二閥門連接所述第二閥門的出口 ；所述余熱回收吸收式熱泵的冷凝和吸收器側(cè)出口并聯(lián)連接三條出口支路，第一出口支路通過第十三閥門連接所述冷卻水塔進口，第二出口支路連接供熱的供水口，第三出口支路通過第十四閥門并聯(lián)連接三條分支出口支路，其中，第一分支出口支路通過第十五閥門連接所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)出口，第二分支出口支路連接所述第四循環(huán)水泵的進口，第三分支支路連接所述第十一閥門的進口，所述第十四閥門的進口處還通過第十六閥門連接所述高溫蓄能罐的水側(cè)出口 ；所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)出口和中溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)出口依次通過第十七閥門和第五循環(huán)水泵連接所述余熱回收吸收式熱泵的蒸發(fā)器水側(cè)入口，所述五循環(huán)水泵的進口還通過十八閥門分別連接三條分支路，第一分支路連接供冷的回水口，第二條分支路通過第十九閥門連接所述第一循環(huán)水泵的出口，第三分支路依次通過第二十閥門和第六循環(huán)水泵連接所述低溫蓄能罐的出口 ；所述余熱回收吸收式熱泵的蒸發(fā)器水側(cè)出口并聯(lián)連接第二十一閥門和第二十二閥門的進口，所述第二十一閥門的出口連接供冷的供水口，所述第二十二閥門的出口并聯(lián)連接所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)進口、中溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)進口和生活熱水的回水口，且所述二十二閥門與生活熱水回水口之前串接第七循環(huán)水泵，所述第七循環(huán)水泵的出口還連接所述低溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)進口 ；生活熱水的供水口分別連接所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)出口、中溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)出口和低溫?zé)煔馑畵Q熱器的水側(cè)出口。
[0007]所述發(fā)電裝置采用微型燃氣輪機、燃氣內(nèi)燃機和燃氣輪機中的一種。
[0008]所述高溫?zé)煔馑畵Q熱器、中溫?zé)煔馑畵Q熱器和低溫?zé)煔馑畵Q熱器均采用間壁式換熱器或直接接觸式換熱器，所述直接接觸式換熱器采用空塔式、塔板式或填料式換熱器。
[0009]一種采用所述蓄能型熱電冷聯(lián)供裝置的運行方法，包括以下內(nèi)容:通過不同的閥門開關(guān)組合，使其分別運行在冬季和夏季的電負荷低谷、電負荷平峰及電負荷高峰時段:
[0010]I)通過不同的閥門開關(guān)組合，使蓄能型熱電冷聯(lián)供裝置運行在冬季的電負荷低谷、電負荷平峰及電負荷高峰時段，具體運行過程為:A)當運行在冬季的電負荷低谷，即主動配電網(wǎng)要求降電負荷運行，此時，開啟第八閥門、第十五閥門，第十七閥門，第二十二閥門和第五循環(huán)泵；將第九閥門、第十八閥門、第二十一閥門、第十二閥門、第十九閥門、第七閥門和第十三閥門均關(guān)閉；關(guān)閉第十閥門、第十一閥門、第十六閥門、第二十閥門、第四循環(huán)水泵、第六循環(huán)水泵和第七循環(huán)水泵，開啟第十四閥門；熱網(wǎng)回水分別流入余熱回收吸收式熱泵和高溫?zé)煔馑畵Q熱器，被煙氣加熱后送至熱網(wǎng)供水管路；此時蓄能電熱泵投入運行，消納熱電冷聯(lián)供裝置的發(fā)電量，同時回收低溫?zé)煔馑畵Q熱器的煙氣余熱，開啟第四閥門、第五閥門、第三閥門、第六閥門、第二循環(huán)水泵和第三循環(huán)水泵，同時開啟第一閥門、第二閥門和第一循環(huán)水泵，高溫蓄能罐中的儲水流入蓄能電熱泵的冷凝器加熱后回到高溫蓄能罐，低溫蓄能罐中的儲水流入蓄能電熱泵的第一蒸發(fā)器，降溫回到低溫蓄能罐，低溫?zé)煔饫淠龘Q熱器的冷卻水回收煙氣余熱后流入蓄能電熱泵的第二蒸發(fā)器，降溫后回到低溫?zé)煔饫淠龘Q熱器繼續(xù)吸收煙氣余熱；B)當運行在冬季的電負荷平峰時段時，將蓄能電熱泵、第二循環(huán)水泵、第三循環(huán)水泵和第一循環(huán)水泵均停機，其余部分與電負荷低谷時段運行方式相同；C)當運行在冬季的負荷高峰時段時，即要求系統(tǒng)多發(fā)電上網(wǎng)，將第十八閥門、第二十一閥門、第七閥門、第十三閥門、第四閥門、第五閥門、第三閥門、第六閥門、第十四閥門和第九閥門均關(guān)閉；將第十七閥門、二十二閥門、第五循環(huán)泵、第一閥門、第二閥門、第八閥門、第十二閥門、第十五閥門和第十九閥門均開啟；將蓄能電熱泵、第二循環(huán)水泵、第三循環(huán)水泵、第一循環(huán)水泵、第七循環(huán)水泵均停機；將第十六閥門、第十一閥門、第十閥門、第二十閥門均開啟，將第四循環(huán)水泵和第六循環(huán)水泵均開啟，第六循環(huán)水泵將低溫蓄能罐中的低溫水抽出，送入低溫?zé)煔饫淠龘Q熱器中，回收煙氣余熱后與熱網(wǎng)回水合并，送入高溫?zé)煔馑畵Q熱器中進一步回收煙氣余熱，加熱后的水分為兩股，一股回到低溫蓄能罐中，另一股進入高溫蓄能罐中，將高溫蓄能罐中的高溫水壓出，送入供熱管網(wǎng)中；
[0011]2)通過不同的閥門開關(guān)組合，使