提升热源侧调峰能力的热电解耦技术.pdf

1、书书书?第一作者简介?陆明媚?女?高级工程师?硕士?从事供热储能领域的相关工作?收稿日期?修回日期?提升热源侧调峰能力的热电解耦技术陆明媚?张启连?王宏伟?彭伟杰?丁?敏?张凯旋?蔡琼瑜?建投河北热力有限公司?河北 石家庄?石家庄供热事务中心?河北 石家庄?河北科技大学 建筑工程学院?河北 石家庄?摘?要?对常用的?种热电解耦技术?蓄热罐?电锅炉?热泵技术?进行分析?介绍实际工程应用案例?提出技术发展面临的问题与建议?关键词?低碳?热电联产?热电解耦?可再生能源中图分类号?文献标志码?文章编号?概述近年来?中国努力优化能源结构?推动绿色低碳发展?持续优化能源生产?消费结构?取得了较为显著的效果

2、?年我国北方地区清洁供热率从?增加到?新能源增势强劲?清洁化进程加快?特别是风能?太阳能等可再生能源跨越式增长?近年来我国清洁能源发电装机量和并网规模飞速增长?又因在北方热需求较大的城市冬天需保证供热?以热定电模式致使弃光弃电现象严重?这就要求电力系统必须加强应变能力?要求热电机组能够满足用电尖峰?低谷的负荷调节要求?热电联产作为热电厂主要的运行模式?一般采用以热定电或以电定热作为运行策略?热电联产运行稳定?技术成熟?比热电分产模式更加节省燃料?能源利用率高?能有效减少系统的碳排放?但是由于热与电的耦合关系?在热需求较大的时期及地区?电网调峰受到极大的限制?在供热负荷达到最大时?热电机组灵活性

3、极小?无法消纳可再生能源?也会阻碍可再生能源上网通道?为了保障基本的供暖?热电机组会承担很大的负荷?造成可再生能源难以并网?弃风弃光现象频发?为了解决这一问题并充分利用风光等可再生能源?热电解耦是必经之路?热电解耦不仅可以加大新能源消纳?还可以有效增加热电机组的深度调峰能力?本文总结归纳部分热电解耦的途径及供热改造实际应用方案?并对可再生能源发电在未来的发展等进行思考与探索?热电解耦技术发展现状针对目前以热定电调峰能力差?新能源消纳不完全而产生弃风弃光的现象?世界各国都在积极探索解决办法?从研究现状来看?对热电机组增设耦合装备技术较为成熟?蓄热罐蓄热技术包含显热?潜热和化学?种蓄热方式?目前显

4、热?潜热蓄热方式在热电网调峰工程方面应用较为广泛?从蓄热罐布置位置来看?可分为热源侧?用户侧?种蓄热方式?在热源侧布置蓄热罐?当热电厂所负责区域电负荷需求增大时?热电厂生产的热量随之增长?而末端热用户的热需求保持稳定状态?此时产热量大于需热量?利用水?相变蓄热材料等介质的蓄热能力将热量储存在蓄热罐中?实现了热电解耦?明显提升热电机组调峰能力?能够维持电网安全?稳定运行?在用户侧布置蓄热罐?当热需求降低时?将供热管网中多余的热量转移到蓄热罐中?当热需求升高时?将热量从蓄热罐中提取出?第?卷?第?期?年?月煤 气 与 热 力?来?与供热管网一同向热用户供暖?可以在满足用户供暖需求的同时减少热网供热

5、的压力?且用户侧蓄热罐可与分布式光伏?空气源热泵等技术相结合?具有较好的灵活性?欧洲部分热电厂引入蓄热水罐?提高了燃气蒸汽联合循环发电机组的利润和热生产能力?提高了电网的稳定性和灵活性?对蓄热罐体积进行模拟运算?可精准预测热需求?并协助热电厂计划下一个工作周期的运行模式?等人?对热电厂蓄热罐最佳尺寸的计算展开了研究?并对安装了蓄热罐的热电机组经济效益展开调查?发现具有蓄热功能的热电机组有较高的经济效益与可靠性?等人?对比了集中式和分散式储热对热电机组最大灵活性的影响程度?以及在传统集中供暖模式下对热负荷高峰的保证情况?学者们?针对增设蓄热罐的热电机组的有效性?灵活性和经济性展开了大量的研究?首

6、先开发考虑可再生能源调节的解耦技术的节能和经济分析模型?从峰值节能率和回收率等方面定义新的性能指标?研发热力学分析模型验证热电机组灵活性和热力学性能?对热电机组进行定量分析?并考虑多技术整合?将电锅炉?储热装置?电储能和旁路补偿技术集成应用到热电联产系统中?优势互补?提高了热电联产系统的整体灵活性?电锅炉电锅炉的工作原理为?通过电加热元件将电能转化为热能?加热锅炉中的水产生热水或蒸汽?这种运行模式需要电能供应?在用热高峰期或热电机组供热不足时向热网补充热能?能够在不改变热电机组工作状态下使用过剩的电能?消纳新能源电能的并网压力或者分担集中供暖的热负荷?从而实现热电解耦?按照工作原理可将电锅炉分为电极式?电阻式?电感式?类?其中电极式锅炉将水作为电阻进行生热?电阻式锅炉使用镍铬合金?铬铝合金等电阻丝生热?电感式锅炉利用电磁感应原理加热金属材料生热?不同的生热方法导致锅炉的效果不同?因运行维护?产热效率及控制精度等因素?电极式锅炉相较其他?种类型电锅炉得到了更广泛的应用?国内外对热电联产增设电锅炉的技术进行了大量的研究?德国学者在区域供热管网中增设电锅炉?解决了电网在低剩余负荷时与热电厂发