適于主動配電網的蓄能型熱電冷聯供裝置及其運行方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱電冷聯供裝置及其運行方法，特別是關于一種適于主動配電網的蓄能型熱電冷聯供裝置及其運行方法，屬于能源動力技術領域。
【背景技術】
[0002]主動配電網是基于配電網主動管理的概念，多類型間歇式分布式能源并入配電網，如何實現對分布式電源以及配電網區域內用戶的協同控制，確保配電網的穩定經濟運行成為關鍵。熱電冷聯供系統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后，往往存在其冷熱負荷與電網的電力需求不能協同的問題。因為當某一時段要滿足用戶的冷、熱負荷需求，熱電冷聯供系統以冷定電或者以熱定電運行，而此時恰逢電力用電低谷期，電網調度要求其不能發電上網，而蓄電裝置又存在能效損失較大、價格貴不經濟等問題，如果不增加蓄電裝置，電網調度要求熱電冷聯供系統在這一時段不能發電，就不能產生冷或者熱，從而影響了用戶的冷熱負荷的供應。
[0003]為了進一步提高熱電冷聯供系統的能源利用效率，主要是通過技術手段挖掘發動機排煙的熱量，但是目前的技術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，目前采用熱泵技術回收煙氣余熱的系統仍然無法改變其“以熱定電”的運行方式，無法適應主動配電網電力調度的需求。如果采用蓄能器與熱電冷聯供系統相結合，利用蓄能器平抑供熱出力波動，可以使熱電冷聯供系統“以電定熱”的方式運行，但是與系統煙氣余熱回收技術結合時，無法保證煙氣余熱的穩定回收。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種適于主動配電網的蓄能型熱電冷聯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定回收，進一步提高電網調節能力以應對電力峰谷差不斷增大的局面。
[0005]為實現上述目的，本發明采取以下技術方案:一種適于主動配電網的蓄能型熱電冷聯供裝置，其特征在于:它包括一發電裝置、一發電機、一蓄能電熱泵、一余熱回收吸收式熱泵、一高溫煙氣水換熱器、一中溫煙氣水換熱器、一低溫煙氣水換熱器、一高溫蓄能罐、一低溫蓄能罐、一冷卻塔、若干循環水泵和若干閥門；所述發電裝置連接所述發電機用于為其供電，所述發電機連接所述蓄能電熱泵用于驅動其進行工作；
[0006]所述發電裝置的煙氣出口連接所述余熱回收吸收式熱泵的發生器煙氣進口，所述余熱回收吸收式熱泵的發生器煙氣出口連接所述高溫煙氣水換熱器的煙氣進口，所述高溫煙氣水換熱器的煙氣出口連接所述中溫煙氣水換熱器的煙氣進口，所述中溫煙氣水換熱器的煙氣出口連接所述低溫煙氣水換熱器的煙氣進口，所述低溫煙氣水換熱器的煙氣出口連通外部環境；所述蓄能電熱泵的第一蒸發器的水側出口依次通過第一循環水泵和第一閥門連接所述低溫煙氣水換熱器的水側入口，所述低溫煙氣水換熱器的水側出口通過第二閥門連接蓄能電熱泵的第一蒸發器的水側入口 ；所述蓄能電熱泵的冷凝器的水側入口依次通過第三閥門和第二循環水泵連接所述高溫蓄能罐的水側出口，所述蓄能電熱泵的冷凝器的水側出口通過第四閥門連接與所述高溫蓄能罐的水側入口 ；所述蓄能電熱泵的第二蒸發器的水側入口通過第五閥門連接所述低溫蓄能罐的水側出口，所述蓄能電熱泵的第二蒸發器的水側出口通過第三循環水泵和第六閥門連接所述低溫蓄能罐的水側入口 ；所述余熱回收吸收式熱泵的冷凝和吸收器側入口并聯連接三條入口支路，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煙氣水換熱器的水側進口，第二分支入口支路依次通過第九閥門、第四循環水泵和第十閥門連接所述高溫蓄能罐的水側入口，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出口并聯連接三條出口支路，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煙氣水換熱器的水側出口，第二分支出口支路連接所述第四循環水泵的進口，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出口 ；所述高溫煙氣水換熱器的水側出口和中溫煙氣水換熱器的水側出口依次通過第十七閥門和第五循環水泵連接所述余熱回收吸收式熱泵的蒸發器水側入口，所述五循環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水泵的出口，第三分支路依次通過第二十閥門和第六循環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器水側出口并聯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連接所述高溫煙氣水換熱器的水側進口、中溫煙氣水換熱器的水側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水泵，所述第七循環水泵的出口還連接所述低溫煙氣水換熱器的水側進口 ；生活熱水的供水口分別連接所述高溫煙氣水換熱器的水側出口、中溫煙氣水換熱器的水側出口和低溫煙氣水換熱器的水側出口。
[0007]所述發電裝置采用微型燃氣輪機、燃氣內燃機和燃氣輪機中的一種。
[0008]所述高溫煙氣水換熱器、中溫煙氣水換熱器和低溫煙氣水換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供裝置的運行方法，包括以下內容:通過不同的閥門開關組合，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組合，使蓄能型熱電冷聯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閉；關閉第十閥門、第十一閥門、第十六閥門、第二十閥門、第四循環水泵、第六循環水泵和第七循環水泵，開啟第十四閥門；熱網回水分別流入余熱回收吸收式熱泵和高溫煙氣水換熱器，被煙氣加熱后送至熱網供水管路；此時蓄能電熱泵投入運行，消納熱電冷聯供裝置的發電量，同時回收低溫煙氣水換熱器的煙氣余熱，開啟第四閥門、第五閥門、第三閥門、第六閥門、第二循環水泵和第三循環水泵，同時開啟第一閥門、第二閥門和第一循環水泵，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器，降溫回到低溫蓄能罐，低溫煙氣冷凝換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器，降溫后回到低溫煙氣冷凝換熱器繼續吸收煙氣余熱；B)當運行在冬季的電負荷平峰時段時，將蓄能電熱泵、第二循環水泵、第三循環水泵和第一循環水泵均停機，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，即要求系統多發電上網，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閉；將第十七閥門、二十二閥門、第五循環泵、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、第二循環水泵、第三循環水泵、第一循環水泵、第七循環水泵均停機；將第十六閥門、第十一閥門、第十閥門、第二十閥門均開啟，將第四循環水泵和第六循環水泵均開啟，第六循環水泵將低溫蓄能罐中的低溫水抽出，送入低溫煙氣冷凝換熱器中，回收煙氣余熱后與熱網回水合并，送入高溫煙氣水換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，送入供熱管網中；
[0011]2)通過不同的閥門開關組合，使