一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统及其工作方法与流程

专利检索2024-12-12  35


本发明属于脱硫浆液闪蒸余热回收,具体涉及一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统及其工作方法。


背景技术:

1、在燃煤电厂烟气排放是大气污染物的主要来源之一,湿法脱硫塔被燃煤电厂广泛采用。湿法脱硫装置处理过的烟气温度在45~55℃,烟气中含有大量的水蒸气,且处于饱和状态,携带大量汽化潜热。脱硫浆液闪蒸提热技术是一项新型的烟气余热回收技术,该技术利用湿法烟气脱硫工艺中浆液的沸点会随着环境压力降低而降低的特性,建立一个真空相变环境,使当前负压饱和温度以上的脱硫浆液发生闪蒸,产生负压蒸汽携带汽化潜热输送至热泵内向低温介质进行冷凝放热,从而实现脱硫浆液余热的清洁、高效、低成本回收。该技术可实现节能、节水、提高脱硫效率、消除烟羽视觉污染的多重目的,可同时兼顾节能与减排。

2、而当前的脱硫浆液闪蒸技术尚且存在两大主要缺陷:其一,负压蒸汽携带的汽化潜热需要采用电动热泵或吸收式热泵升温向低温介质放热,如果采用吸收式热泵,需要引入一股汽轮机抽汽作为吸收式热泵的高温热源,影响系统运行时的发电量;如果采用电动热泵,一方面是影响实时发电量,另外由于加热的低温介质常为热网水,温度变化波动,导致电动热泵的效率变化较大。其二,现有系统设计为连续运行,其目标为最大化利用余热潜热,但由于采用抽汽或电力作为热泵补充提热的驱动,因此存在一部分的热电耦合,在机组调峰方面能力有限,调控复杂。

3、由此可见,现有的余热潜热利用系统为连续运行方式,在利用余热潜热时,由于存在热电耦合,影响系统运行时的发电量。


技术实现思路

1、为了克服上述技术缺陷,本发明提供了一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统及其工作方法,采用本系统及其工作方法,能够解决余热潜热利用系统在利用余热潜热时存在热电耦合,导致影响实时发电量的技术问题。

2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术内容:

3、一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,包括依次相连的脱硫浆液闪蒸装置、电动热泵和相变蓄热装置;

4、所述脱硫浆液闪蒸装置的蒸汽出口与所述电动热泵的蒸发侧连通;所述相变蓄热装置与所述电动热泵的冷却侧连通;所述相变蓄热装置用于补充热网供热需求。

5、进一步地,所述储热系统还包括电能输入装置,所述电能输入装置与所述电动热泵电连接,以为所述电动热泵提供驱动电能。

6、进一步地,所述电能输入装置采用厂用电输电单元或发电机,通过直接供电方式与所述电动热泵相连。

7、进一步地,所述电能输入装置采用蓄电池,通过储电供电方式与所述电动热泵相连。

8、进一步地,所述脱硫浆液闪蒸装置包括脱硫塔和低压闪蒸罐,所述脱硫塔的出口与所述低压闪蒸罐的入口连通,所述低压闪蒸罐的第一出口与所述脱硫塔的入口连通,第二出口与所述电动热泵蒸发侧相连。

9、进一步地,所述脱硫塔的出口与所述低压闪蒸罐的入口之间设置有用于调节脱硫浆液流量的变频泵。

10、进一步地,所述相变蓄热装置采用带有相变材料的储热罐,所述储热罐连接在所述电动热泵的冷却侧。

11、进一步地,所述相变材料采用水合盐、石蜡、脂肪酸或多元醇。

12、一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统的工作方法,基于上述脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,包括:

13、在用电低谷期,消耗多余电能驱动电动热泵,电动热泵利用脱硫浆液闪蒸装置产生的饱和蒸汽提升冷却侧的能量温度,同时将工质输送至相变蓄热装置,以供相变蓄热装置储存热量;

14、在用电高峰期,相变蓄热装置将储存的热量输送至热网。

15、进一步地,所述电动热泵腔体内保持低压状态。

16、相比现有技术,本发明具有如下有益效果:

17、本发明提供了一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,本系统包括依次相连的脱硫浆液闪蒸装置、电动热泵和相变蓄热装置,其中,脱硫浆液闪蒸装置的蒸汽出口连接在电动热泵的蒸发侧,电动热泵的冷却侧与相变蓄热装置的入口相连,在用电低谷期,通过消耗多余电能驱动电动热泵,电动热泵利用脱硫浆液闪蒸装置产生的饱和蒸汽提升冷却侧的能量温度,同时将工质输送至相变蓄热装置,以供相变蓄热装置储存热量;在用电高峰期,相变蓄热装置将储存的热量输送至热网;本系统蓄存的热量可以在任何时候使用,补充供热需求,释放了脱硫浆液闪蒸提热余热回收的灵活性,使得余热回收系统与热电调度需求解耦;本系统能够实现从脱硫浆液中通过闪蒸技术提取热量、补充供热量,同时实现整个系统的灵活调节,使整个系统支撑火电灵活性方面的重要工作;本系统结构和原理简单,便于实施和运维,具有良好的推广应用价值。

18、优选地,本发明中,储热系统还包括电能输入装置,电能输入装置的输电方式可采用两种形式:一方面,电能输入装置采用厂用电输电单元或发电机,通过直接供电方式给电动热泵供电,这样,能够直接消纳电厂调度时用于调峰的电,合理利用了能源;另一方面,电能输入装置采用蓄电池,通过储电供电方式给电动热泵供电,这样,蓄电池可在任何时候驱动系统运行。

19、优选地,本发明中,脱硫浆液闪蒸装置包括脱硫塔和低压闪蒸罐,并且在脱硫塔的出口与低压闪蒸罐的入口之间设置了用于调节脱硫浆液流量的变频泵,能够有效控制提取的热量;这里,变频泵可采用电控泵,能够远程对提取的热量进行有效控制。

20、优选地,本发明中,相变蓄热装置采用带有相变材料的储热罐,此处,相变材料采用水合盐、石蜡、脂肪酸或多元醇;这些材料在固态时具有良好的成型性,不易出现析出现象,性能稳定,无腐蚀性,能够在蓄热过程中发挥着重要作用,有效地储存和释放热量,从而满足为热网供热需求。

21、本发明还提供了一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统的工作方法,基于上述脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,采用本方法能够有效解决现有系统在利用余热潜热存在热电耦合,进而影响系统运行时的发电量的问题,本方法简单易行,便于实施,实现了脱硫浆液闪蒸提热的余热回收的系统流程,实现了余热回收系统与电网调度、新能源运行时间、用电峰谷时间解耦,并且保证了电动热泵运行温度以及工作效率的稳定性。

22、优选地,本发明中,电动热泵腔体内始终保持低压状态,这样便于脱硫浆液闪蒸装置产生的饱和蒸汽的流动,保证了工作效率。



技术特征:

1.一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,包括依次相连的脱硫浆液闪蒸装置、电动热泵(4)和相变蓄热装置;

2.根据权利要求1所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,所述储热系统还包括电能输入装置(6),所述电能输入装置(6)与所述电动热泵(4)电连接,以为所述电动热泵(4)提供驱动电能。

3.根据权利要求2所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,所述电能输入装置(6)采用厂用电输电单元或发电机,通过直接供电方式与所述电动热泵(4)相连。

4.根据权利要求2所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,所述电能输入装置(6)采用蓄电池,通过储电供电方式与所述电动热泵(4)相连。

5.根据权利要求1所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,所述脱硫浆液闪蒸装置包括脱硫塔(1)和低压闪蒸罐(3),所述脱硫塔(1)的出口与所述低压闪蒸罐(3)的入口连通,所述低压闪蒸罐(3)的第一出口与所述脱硫塔(1)的入口连通,第二出口与所述电动热泵(4)蒸发侧相连。

6.根据权利要求5所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,所述脱硫塔(1)的出口与所述低压闪蒸罐(3)的入口之间设置有用于调节脱硫浆液流量的变频泵(2)。

7.根据权利要求1所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,所述相变蓄热装置采用带有相变材料的储热罐(5),所述储热罐(5)连接在所述电动热泵(4)的冷却侧。

8.根据权利要求7所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,所述相变材料采用水合盐、石蜡、脂肪酸或多元醇。

9.一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统的工作方法,基于权利要求1-8任一项所述脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统的工作方法,其特征在于,所述电动热泵(4)腔体内保持低压状态。


技术总结
本发明公开了一种脱硫浆液闪蒸余热回收的储热系统及其工作方法,属于脱硫浆液闪蒸余热回收技术领域,本系统包括依次相连的脱硫浆液闪蒸装置、电动热泵和相变蓄热装置,其中,脱硫浆液闪蒸装置的蒸汽出口连接在电动热泵的蒸发侧,电动热泵的冷却侧与相变蓄热装置的入口相连,在用电低谷期,通过消耗多余电能驱动电动热泵,电动热泵利用脱硫浆液闪蒸装置产生的饱和蒸汽提升冷却侧的能量温度,同时将工质输送至相变蓄热装置,以供相变蓄热装置储存热量;在用电高峰期,相变蓄热装置将储存的热量输送至热网;本系统蓄存的热量可以在任何时候使用,补充供热需求,释放了脱硫浆液闪蒸提热余热回收的灵活性,使得余热回收系统与热电调度需求解耦。

技术研发人员:李凌杉,彭烁,周贤,安航,刘珺,张云鹏
受保护的技术使用者:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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