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蓄热式电锅炉优势特点:消纳风电、弃风供热

来源:技术文章    发布时间:2021-10-11    浏览:96次

一、金喆风电消纳固体蓄热电锅炉简介

风电消纳一直是我国风力电场的难题之一,针对“弃风限电"这一难题,金喆的解决方案是:

采用金喆的固体电蓄热技术或水蓄热电蓄热技术,由风电或其他相关企业建立热力站,利用弃风产生的电力,在夜间风力最大但又是用电低谷的时段,将无法消纳的风电转换成热能存储到高温固体蓄热装置或热水池里,同时24小时为城市提供恒温的热水,满足为城镇居民供暖、供热水的需求。

二、金喆固体蓄热电锅炉风电消纳工作原理

固体蓄热电锅炉的风电消纳,就是使固体蓄热电锅炉利用峰谷时段电价差进行供热,即在谷电时段供热和蓄热,在峰电时段利用蓄热的能量进行供热,将风电限电地区的风能,通过电锅炉的能量转换,实现与集中供热企业联合供热。

三、采用固体蓄热电锅炉实现风电消纳的可行性

1.国家政策的支持。

早在2013年,国家能源局就发布了《关于做好风电清洁供暖工作的通知》。

2015年,又再次发布了《关于开展风电清洁供暖工作的通知》,鼓励各相关省区要研究利用冬季夜间风电进行清洁供暖的可行性,制定促进风电清洁供暖应用的实施方案和政策措施。要求各省区能源主管部门要积极制定和督促落实促进风电清洁供暖工作的配套措施,特别是协调好风电制暖设备与热力管网的衔接工作。

2.使用蓄热蓄热装置,可以有效消纳冬季风电,实现清洁供暖。

每年风力最大的时间段为10月到次年4月,而此时,也是风电消纳最困难的时期。

由于风电的不稳定性,使得并网相对困难,就地消纳越来越承担着重任。目前的就地消纳方式大概有以下两种:

停机弃风:关闭风力发电机,停止发电。该方法虽然最有效,却是最浪费能源的方法。

水库蓄水蓄热:将低处的水抽到高处的水库,需要用能量时,放水发电。该方法因为涉及到能量的多次转换,且需要很大的地方来建造水库,能量浪费比较严重。

但是,在冬季,风电的大风期、火电的供热期和三北地区水电的枯水期(使得水库蓄水蓄能无法实现)碰在了一起,增加了风电消纳的难度。

这期间,也恰恰是供暖季节。

由于大量的供暖需要,火力发电因为其热电联动的特点,为了千家万户的取暖,只能“以热定电"! 为了保证供暖,很多风电场被迫停转弃发,给煤电供热机组让路。

同时,在我国,风能比较多的地方,也正是很寒冷供暖需求最集中的地方,如西北、华北、东北地区。

如此,一边是烧煤取暖,一边是浪费了清洁能源,而且同时造成风电产业的全面下坡!

使用固体蓄热电锅炉进行风电消纳,能够有效缓解电网调峰及外送压力、有效提高风资源利用率、最大限度减少风能损失、达到风电就地消纳,而且解决了当地政府和热力公司采用燃煤取暖带来的一次能源消耗和综合环境问题,实现了风电消纳和清洁供暖双赢格局。

3.使用蓄热蓄热装置,可以有效消纳夜间风电,实现削峰填谷作用。

由于70%的风电是在夜晚产生的,而由于夜晚又是用电低谷期,发出的电力无处消纳,所以此时的风力是最大的却无法利用!

金喆固体蓄热电锅炉在“弃风"时段全功率运行,可以充分发挥在用电负荷侧“削峰填谷"的作用。针对风电间歇性和反调峰性,其夜间工作增加电网负荷低谷段用电量,促进风电与电网的友好性。

4.冬季供暖的供给侧环保改革,给风电供暖提供了机会。

出于环保的考虑,原来的由煤、气、油锅炉供暖的方式,现在需要重新改造。

中国电供暖创新发展大会,于2015年12月27日在北京召开,倡导以电力为能源的新型供暖方式替代以燃煤供暖的传统模式。

四、金喆风电消纳固体蓄热电锅炉特点

1.蓄能能力强,单台容量大。

蓄能容量大,单台电蓄能锅炉容量可达10MW,可以直接接入10KV/35KV高压电网。

2.灵活性强。

可以实现随蓄随用,蓄热效果明显,风电消纳稳定可靠,对大型风电消纳项目尤为适用。

3.供热能力强,可以实现24小时恒温供暖。

金喆的固体蓄热电锅炉,采用超导传热换热系统,减少常规传热环节,提升机组能效比/热效率至98%。并且采用 850℃高温蓄热介质,电能通过发热介质转化为热能后,存储于850℃高温蓄热介质,瞬时耐热温度可达1200℃。由此,保证了我们的固体蓄热电锅炉供热能力很强,即使只在低谷电时段蓄热蓄热,也可以实现满负荷状态下的24小时恒温供暖。

同时,我们采用先进智能的控制策略,使得我们的电锅炉可以根据各时段供热需求、天气条件、用电负荷等因素进行分时分温控制,热量输出调整响应速度快,适应气候变化能力强,供热效果好。

4.系统运行稳定。

大规模集中供暖最怕出现意外情况,因此,运行稳定的系统是关键。

金喆固体蓄热电锅炉采用模块化设计,每个模块有独立的控制器,损坏一个,不影响其它机器,互为备份,不停机。例如:9个模块的现场,如果有1个模块发生故障,还有8个模块的设备可以正常运行,互为备份,不停机!

同时,金喆具备完善的售后服务体系,出现售后问题可以立马响应,确保系统故障24小时内恢复原状。

保温效果好,确保热量损失降到较低

5.优越的保温性能,将热量损失降到较低

金喆的固体蓄热电锅炉采用纳米保温材料,即使在不供暖的情况下,优良的保温技术也能保证在24小时里,蓄能系统里的水温下降不超过3℃。

6.体积小。

金喆节固体储能电锅炉内部采用固态合金材料和一体化结构设计,将加热、储热、取热、换热及控制功能组合在一起,形成一台真正的真空相变锅炉。

由于固体合金材料为高密度铁基合金储热材料(RHM),储热能力可达到600Kcal/升,是常压水的17倍;因此,大大提高了储热能力,蓄热温度可达800℃以上。

由于密度高且采用一体化设计,在达到同样供热效果的前提下,锅炉整体体积是普通电锅炉的1/10。

五金喆风电消纳固体蓄热电锅炉效益举例分析

1.项目拟设

假设,某F风电场位于X省D市中部,距离D市约50KM,规划容量200mw。预计风电场一二期年上网发电量为20912*104kwh,风电场等效利用时间2091.2h。按照该省目前限电量15%考虑,风电场每年弃风量为3136.8*104kwh。拟在风电场所在区域建热力站,站址位于D市A镇南侧,处于66kv A变电站供电区内,金喆固体蓄热电锅炉从A镇变电站经10KV线路受电。

2.固体蓄热电锅炉选型

冬季D市用电峰段为10:00-15:00和18:00-21:00;用电谷段为22:00-6:00,共8小时;其余为平电时段。

为尽可能多利用谷段时电量,降低运行成本,采用全量蓄热模式计算,即电锅炉加热水用电全部来自谷段的8H。本工程拟选用电锅炉出水口参数为1.0MPa,180摄氏度,电锅炉电功率为10MW,由此计算出需要的固体蓄热电锅炉总负荷。

由于具体计算过程比较复杂,此处省略,如果您有这方面的采购计划,我们可以为您出具具体方案。

在本工程中,经计算,应该采用3台10MW的电热水锅炉。

3.效益分析

经济效益

固体蓄热电锅炉供热主要成本包括固体蓄热电锅炉的一次性投入成本、用电成本和人力成本等。固体蓄热电锅炉建设期为1年,使用期为20年。

环保效益

金喆固体蓄热电锅炉消纳弃风,相当于在风电过剩时,利用过剩风电为居民进行供暖,此举一方面可以有效解决风电就地消纳难题,另一方面能够减轻冬季供暖对煤的依赖性,减少小锅炉烟尘、炉渣排放,有助于改善大气环境质量。

由前面计算可知,F风电场每年弃风电量为3136.8*104kwh,采暖期电锅炉用电量为3087*104kwh。与传统燃煤锅炉相比,每年可节约煤炭5799.22t,减少二氧化碳10195.78t、二氧化硫5.70t、氢氧化物41.95t和1.92t的烟尘排放量。

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