相变蓄热技术在热电机组调峰中广泛应用
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来源: 澳门美高梅官网 作者: 日期: 18.08.03

相变蓄热为清洁供暖开辟新路

相变蓄热技术在热电机组调峰及风电消纳中广泛应用

秦虹

  “大容量相变蓄热系统应用范围很广,一方面可以服务于煤改电、清洁供暖市场,这个市场带来的需求量非常大,特别是北方地区处于井喷的状态。另一方面在工业中低温余热、废热利用领域,可以将余热等变废为宝。此外,在弃风弃光供暖、农业大棚种植及农产品烘干、热电联产电厂的调峰等众多领域亦有应用。”近日,北京今日能源科技发展有限公司(简称“今日能源”)董事长张文亮在接受澳门美高梅官网 记者采访时表示。

  他坦言,最早推出大容量相变蓄热装置时,目的是解决工业余热利用的问题,如今却在煤改电、清洁供暖方面需求很大,此外与光伏、风电相结合,可以为清洁能源消纳开辟一条道路。

  相变蓄热具备成本优势

  相变蓄热有着自己的优势。一般而言,相变蓄能材料有以石蜡、脂肪酸、醇类等在内的固液有机物相变材料,以水合盐、融熔盐等为代表的固液无机物相变材料以及高分子固固相变材料。这些相变蓄能材料比水的储能密度高,可达水的5~6倍,且热量主要分布在相变温度附近,输出温度恒定、体积小、控制管理灵活。

  根据电力系统和热力系统的耦合关系,储热系统的应用位置:一是在热电联产机组与供热首站之间,通过大容量中温相变储热装置的蓄热和放热(释热),打破热电联产机组“以热定电”的电—热刚性耦合方式,提高热电联产机组的调节能力;二是在可再生能源(风力发电)电供热处,增加相变蓄热装置,提高可再生能源的消纳能力。

  “我们利用电力系统的峰谷电价,相变蓄热装置通过一个电锅炉在夜晚低谷电价时进行蓄热,白天电价高的时候切断,可以将蓄热装置中的热进行供暖。增加蓄热装置后,在张家口地区,夜间电价0.1元~0.15元,白天电价0.6元以上,这样的电价,蓄热装置完全可以取代煤电供暖运行成本,蓄电系统的运行成本2000元~3000元/千瓦时,蓄热系统折算成千瓦时计算,成本大约在200元/千瓦时,蓄电的电池成本是蓄热装置成本的10倍。”张文亮表示。

  煤改电、清洁供暖政策启动后,市场上出现从事蓄热的企业比较多,但是真正能做到大型化、产品功率有效可控的企业并不多,大容量相变蓄热可以快速充放,最快可以做到一小时充放,达到快速调节的目的,以提高电厂调峰的灵活性。

  “目前,江苏、山东、河北、内蒙古、新疆、西藏等地都有应用。但是大容量相变蓄热仍处在起步阶段,推广过程中遇到一些阻力,只能在电价政策比较好的地方,即峰谷电价差大的地方推广。”张文亮提出了装备推广过程中的困境。

  提高可再生能源消纳能力

  “在传统的电力生产模式的基础上,增加储能环节后,增加的蓄水,蓄电和蓄氢,可以有效提升可再生能源的消纳能力,减少浪费,提高电网的安全。我们通过增加储能环节,有效实现了能源的合理利用,综合使用效率达到了85%以上。”张文亮表示。

  据他介绍,前年开始,该公司与清华大学、中南设计院合作,承接了国家科技支撑项目,主要针对三北地区热电厂,大容量相变蓄热可以解决热电厂本身的调峰需求,同时可以解决弃风问题。帮助压缩热电厂热负荷,以降低电出力,同时可把节约出来的电负荷让给风电场,让风电场多消纳。

  以今日能源为内蒙古呼和浩特热电厂配备容量为20兆瓦时相变储热装置项目为例,分别在热电联产机组处和电供热负荷处建设储热工程,将大容量储热应用在热电联产系统中。

  “这个项目在日间电力负荷峰时段,机组供热能力有富余时,满足热负荷需求外,利用蓄热装置进行蓄热;在夜间电力低谷时段,由蓄热装置放热满足热负荷需求,此时,热电机组可达到较小出力,调峰幅度大,减少90%以上的弃风情况。”张文亮举例说。

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