一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，該系統由電鍋爐、蓄熱器、燃氣鍋爐、管道瞬時電加熱器以及相應供熱管道和附屬設備組成；本發(fā)明供熱方式如下：晚上，燃氣鍋爐和管道瞬時電加熱器耦合供熱，電鍋爐加熱蓄熱器和備用燃氣鍋爐中的工質，將電能儲蓄在蓄熱器和備用燃氣鍋爐中；白天，電鍋爐和管道瞬時電加熱器停止工作，儲蓄在蓄熱器和備用燃氣鍋爐中的工質能量釋放與燃氣鍋爐耦合供熱；當極寒冷天氣出現時，白天也可以啟動電鍋爐和管道瞬時電加熱器，以解決燃氣供應之不足。本發(fā)明充分利用了電力谷段電價優(yōu)勢，減少供熱過程中天然氣消耗量，降低供熱成本，緩解天然氣供應壓力，提高城市供熱的穩(wěn)定性、靈活性和可靠性。
【專利說明】
一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種聯合供熱系統，具體涉及一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統。
【背景技術】
[0002]我國城市環(huán)境問題主要是燃煤引起的，如北京市2000年年用煤量達2800萬噸，約占總用能量的75 %，空氣呈現為典型的煤煙型污染特征，大氣中302的90 %來自于燃煤，采暖期用煤增加，SO2濃度從非采暖期的30?40yg/m3猛增至標準的3.5倍，總懸浮顆粒物2/3來源于煙塵。隨著我國對環(huán)境保護的重視，城市燃料結構以煤為主并采取以熱電廠和區(qū)域鍋爐房供熱的集中供熱方式受到了挑戰(zhàn);熱電廠高空排放有利于改善供熱地區(qū)的排放濃度，但其總排放量包括發(fā)電用煤將超過采暖用煤的排放總量。世界許多大城市的經驗表明，改善大氣污染狀況的根本途徑是改變燃料結構。因此，必須以清潔能源供替煤炭，以減少污染物的排放量，達到國家要求的環(huán)境標準。
[0003]隨著我國大型城市供熱燃料結構的不斷調整，天然氣供熱得到了迅速發(fā)展。以北京市為例，大部分集中供熱鍋爐房已由燃煤改為燃氣。但是天然氣單一熱源供熱的發(fā)展存在兩個主要的制約因素:天然氣產量與需求量的矛盾;而且天然氣價格高，造成供熱成本居高不下。其次，在2015年冬季極寒冷天氣下，供熱溫度對天然氣資源保障體系、應急保障體系以及輸配調峰能力等方面都提出了更高要求，天然氣單一熱源供熱難以保障極寒冷天氣供熱的穩(wěn)定性，致使北京市2015年出現了天然氣供熱緊張局面，因此，北京及相關城市開始思考，如何建立一種聯合供熱的體制解決城市供熱目前面臨的難題。
[0004]因此在分析能源結構差異、價格差異、地緣差異以及分時差異的基礎上，設計和開發(fā)多熱源耦合供熱系統是未來合理的供熱方式是解決這一難題的關鍵。多熱源耦合供熱能夠應對極端寒冷天氣供熱調峰、實現城市供熱能源結構調整、實現清潔能源的互補和耦合、解決優(yōu)勢資源分配的差異化。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現有天然氣供熱系統的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，能夠保障供熱的穩(wěn)定性、可靠性和靈活性，并降低供熱成本。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0007]—種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，包括通過變壓器10與配電網11連接的電鍋爐1，配電網11通過變壓器10向電鍋爐I供電，電鍋爐I和蓄熱器2通過管道連接，為蓄熱器2提供熱量;天然氣管網12為燃氣鍋爐3、備用燃氣鍋爐16提供燃氣；電鍋爐1、蓄熱器2和燃氣鍋爐3的回水管道通過多向閥15連接，上游與熱網主回水管道4連接，熱網主回水管道4上設置有第二栗9;電鍋爐I供水管道和燃氣鍋爐3的供水管道通過多向閥14連接，下游是熱網主供水管道5，熱網主供水管道5上設置有第一栗8;蓄熱器2出口蒸汽通過混水閥6與熱網供水混合;在燃氣鍋爐3回水管道或供水管道上布置有管道瞬時電加熱器7;備用燃氣鍋爐16與燃氣鍋爐3并聯連接，當燃氣鍋爐3出現故障不能運行時，備用燃氣鍋爐16替代燃氣鍋爐3工作。
[0008]作為優(yōu)選的供熱方式如下:用電谷段，燃氣鍋爐3和管道瞬時電加熱器7作為耦合熱源對用戶13進行供熱，電鍋爐I對蓄熱器2進行加熱，儲蓄熱量;用電峰段，燃氣鍋爐3和蓄熱器2作為耦合熱源對用戶13進行供熱，電鍋爐I與管道瞬時電加熱器7不工作。
[0009]用電谷段電鍋爐I可與燃氣鍋爐3和管道瞬時電加熱器7耦合對用戶13進行供熱，同時對蓄熱器2進行加熱。
[0010]所述管道瞬時電加熱器7為直接接觸供應熱水或回水的電加熱器。
[0011 ]所述耦合供熱系統，電鍋爐I采用直熱式電鍋爐或蓄熱式電鍋爐。
[0012]所述耦合供熱系統，蓄熱器2采用變壓蒸汽或熱水蓄熱器。
[0013]所述耦合供熱系統，將供熱基站常規(guī)配置的備用燃氣鍋爐16作為蓄熱器在用電谷段進行蓄熱，在用電峰端進行供熱，增加了供熱基站的蓄熱能力。
[0014]所述耦合供熱系統中蓄熱器2出口與熱網主供水管道5連接處的混水閥6采用一種噴射式低壓乏汽利用裝置，能夠將蓄熱器2出口蒸汽與熱網主供水管道5中的熱水充分混合，提高熱水溫度。
[0015]和現有技術相比較，本發(fā)明創(chuàng)新點、優(yōu)點和積極效果是:
[0016]1、本發(fā)明的天然氣、電耦合供熱系統充分考慮了電采暖谷電價優(yōu)勢，電力谷段時供熱系統中的電加熱器作為供熱輔助熱源，可減少燃氣鍋爐天然氣消耗量，降低供熱成本，緩解天然氣能源供應壓力。
[0017]2、本發(fā)明的天然氣、電耦合供熱系統中布置有蓄熱器，電力谷段時，電鍋爐對蓄熱器進行加熱，將谷段電能儲蓄在蓄熱器中，在電力峰段和平段時，釋放蓄熱器中的能量，與燃氣鍋爐耦合供熱，可充分利用谷段電能。
[0018]3、本發(fā)明的天然氣、電耦合供熱系統各供熱熱源是相互獨立的，可獨立調節(jié)，又相互耦合，提高了供熱系統的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，系統由電鍋爐
1、蓄熱器2、燃氣鍋爐3、備用燃氣鍋爐16、管道瞬時電加熱器7以及相應供熱管道和附屬設備組成；系統組成形式如下:由配電網11通過變壓器10向電鍋爐I供電，電鍋爐I和蓄熱器2通過管道連接，為蓄熱器2提供熱量;天然氣管網12為燃氣鍋爐3提供燃氣；電鍋爐1、蓄熱器2和燃氣鍋爐3的回水管道通過多向閥15連接，上游與熱網主回水管道4連接，熱網主回水管4上設置有第二栗9;電鍋爐I供水管道和燃氣鍋爐3的供水管道通過多向閥14連接，下游是熱網主供水管道5，熱網主供水管道5上設置有第一栗8;蓄熱器2出口蒸汽通過混水閥6與熱網供水混合;在燃氣鍋爐3回水管道或供水管道上布置有管道瞬時電加熱器7;備用燃氣鍋爐16與燃氣鍋爐3并聯連接，當燃氣鍋爐3出現故障不能運行時，備用燃氣鍋爐16替代燃氣鍋爐3工作。
[0022]所述耦合供熱系統，作為優(yōu)選的供熱方式如下:用電谷段燃氣鍋爐3和管道瞬時電加熱器7作為耦合熱源對用戶13進行供熱，電鍋爐I對蓄熱器2進行加熱，儲蓄熱量；用電峰段燃氣鍋爐3和蓄熱器2作為耦合熱源對用戶13進行供熱，電鍋爐I與管道瞬時電加熱器7不工作。
[0023]所述耦合供熱系統，用電谷段電鍋爐I可與燃氣鍋爐3和管道瞬時電加熱器7耦合對用戶13進行供熱，同時對蓄熱器2進行加熱。
[0024]所述耦合供熱系統，電鍋爐I采用直熱式電鍋爐或蓄熱式電鍋爐。
[0025]所述耦合供熱系統，蓄熱器2采用變壓蒸汽或熱水蓄熱器。
[0026]所述管道瞬時電加熱器7為直接接觸供應熱水或回水的電加熱器。
[0027]所述耦合供熱系統，將供熱基站常規(guī)配置的備用燃氣鍋爐16作為蓄熱器在用電谷段進行蓄熱，在用電峰端進行供熱，增加了供熱基站的蓄熱能力。
[0028]所述耦合供熱系統中蓄熱器2出口與熱網主供水管道5連接處的混水閥6采用一種噴射式低壓乏汽利用裝置，能夠將蓄熱器2出口蒸汽與熱網主供水管道5中的熱水充分混合，提高熱水溫度。
[0029]本發(fā)明的工作原理:在電力谷段時，布置在燃氣鍋爐3出水管道或進水管道的管道瞬時電加熱器7開始工作，作為燃氣鍋爐3供熱的補充熱源，減少燃氣鍋爐3耗氣量，電鍋爐I開始工作加熱蓄熱器2，將電能儲蓄在蓄熱器2中，同時電鍋爐I也可作為補充熱源與燃氣鍋爐3和管道瞬時電加熱器7進行耦合供熱，并且備用燃氣鍋爐16作為蓄熱器開始蓄熱;在電力峰段和平段時，管道瞬時電加熱器7和電鍋爐I停止工作，蓄熱器2作為補充熱源與燃氣鍋爐3耦合供熱。充分利用電采暖谷電價優(yōu)勢，減少天然氣使用量，降低供熱成本，緩解天然氣供應壓力，提高供熱系統的穩(wěn)定性和保障性。
【主權項】
1.一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:包括通過變壓器(10)與配電網(11)連接的電鍋爐(I)，配電網(11)通過變壓器(10)向電鍋爐(I)供電，電鍋爐(I)和蓄熱器(2)通過管道連接，為蓄熱器(2)提供熱量;天然氣管網(12)為燃氣鍋爐(3)提供燃氣；電鍋爐(I)、蓄熱器(2)和燃氣鍋爐(3)的回水管道通過多向閥(15)連接，上游與熱網主回水管道(4)連接，熱網主回水管道(4)上設置有第二栗(9);電鍋爐(I)供水管道和燃氣鍋爐(3)的供水管道通過多向閥(14)連接，下游是熱網主供水管道(5)，熱網主供水管道(5)上設置有第一栗(8);蓄熱器(2)出口蒸汽通過混水閥(6)與熱網供水混合;在燃氣鍋爐(3)回水管道或供水管道上布置有管道瞬時電加熱器(7);備用燃氣鍋爐(16)與燃氣鍋爐(3)并聯連接，當燃氣鍋爐(3)出現故障不能運行時，備用燃氣鍋爐(16)替代燃氣鍋爐(3)工作。2.根據權利要求1所述的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:燃氣鍋爐(3)和管道瞬時電加熱器(7)作為耦合熱源對用戶(13)進行供熱，電鍋爐(I)對蓄熱器(2)進行加熱，儲蓄熱量；用電峰段，燃氣鍋爐(3)和蓄熱器(2)作為耦合熱源對用戶(13)進行供熱，電鍋爐(I)與管道瞬時電加熱器(7)不工作。3.根據權利要求1所述的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:用電谷段，電鍋爐(I)與燃氣鍋爐(3)和管道瞬時電加熱器(7)耦合對用戶(13)進行供熱，同時對蓄熱器(2)進行加熱。4.根據權利要求1所述的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:所述管道瞬時電加熱器(7)直接接觸供應熱水或回水。5.根據權利要求1所述的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:所述電鍋爐(I)為直熱式電加熱鍋爐或蓄熱式電加熱鍋爐。6.根據權利要求1所述的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:所述蓄熱器(2)為變壓蒸汽或熱水蓄熱器。7.根據權利要求1所述的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:將供熱基站常規(guī)配置的備用燃氣鍋爐作為蓄熱器在用電谷段進行蓄熱，在用電峰端進行供熱，增加了供熱基站的蓄熱能力。8.根據權利要求1所述的一種基于供熱基站的天然氣、電耦合供熱系統，其特征在于:所述蓄熱器(2)出口與熱網主供水管道(5)連接處的混水閥(6)為噴射式低壓乏汽利用裝置，能夠將蓄熱器(2)出口蒸汽與熱網主供水管道(5)中的熱水充分混合，提高熱水溫度。
【文檔編號】F24D12/02GK106091079SQ201610382438
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月1日 公開號201610382438.X, CN 106091079 A, CN 106091079A, CN 201610382438, CN-A-106091079, CN106091079 A, CN106091079A, CN201610382438, CN201610382438.X
【發(fā)明人】趙欽新, 謝昌亞, 王云剛, 梁志遠
【申請人】西安交通大學