电蓄热锅炉集中供暖技术研究

电蓄热供暖技术既能够消纳风电降低弃风率、响应火电灵活性改造政策,同时能够满足北方地区的供暖需求,在相关财政政策的支持下具有可观的经济性,市场前景良好。通过对电极锅炉+水蓄热装置、固体蓄热式电加热装置、电极锅炉+低温相变蓄热装置、高温相变蓄热式电加热装置等四种不同电蓄热装置生产厂家以及实际案例的调研,分析比较不同的电蓄热技术特点,建立戴布拉图模型,针对不同的需求推荐合适的电蓄热技术路线。     

基于供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳研究

针对我国供热机组占比高的北方寒冷地区特别是东北地区的电网,在冬季供暖期间存在严重弃风的问题,提出了利用供热系统的蓄热特性,供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的方法,并建立了供热系统热惯性数学模型和含供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的数学模型。结合案例的详细计算说明了配合电网在用电高峰时段,采取供热机组对建筑物提前蓄热的办法,蓄热时间为6. 44 h,在电网低负荷时,供热机组降适当减少供热量进而减少电负荷,利用建筑物和热网的蓄热量满足供热要求,放热时间为8. 26 h,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷并消纳风电等可再生能源,具有可行性和可操作性。供热机组按最小抽汽量114. 3 t/h运行时,每台机组可为风电并网增加约162. 96 MW的容量。     

计及弃风消纳的储电-蓄热协同优化控制研究

针对新疆地区全年供暖期长、供暖期间弃风情况严重的问题，考虑采用蓄热式电锅炉将风能进行转换以促进弃风就地消纳能力。首先考虑风电的快速波动及随机性等不确定性，引入具有灵活调节、双向流动功能的电化学储能协同蓄热式电锅炉消纳弃风。然后建立蓄热-储电系统的供暖模型，根据所提出优化控制策略进行仿真调度。最后以新疆某风电场的真实数据为例，通过仿真分析对比不同供暖方案下弃风消纳率和供暖效益，验证所提方案的经济性及有效性。     

Economic analysis of electrical heating with heat storage using grid integrated wind power

针对冬季供热期我国北方地区因电网风电接纳能力不足导致的严重弃风问题,研究了电力市场背景下采用蓄热式电采暖提高电网风电消纳规模的经济性评估问题,考虑弃风电量、弃风电价等因素影响,建立了弃风蓄热式电采暖系统的经济性评估模型,分析了影响蓄热式电采暖系统经济性的关键因素。结合某清洁供暖示范工程进行算例分析,分析了协定弃风电价对系统经济性的影响,对所提出的经济性评估模型的有效性进行验证,为蓄热式电采暖可行性分析奠定了理论基础。     

高温熔融盐蓄热系统的若干工程问题

高温熔盐蓄热单元对平衡太阳能热发电过程中的能量供求和延长日落后的发电时间有着不可替代的作用,并已经成为现代太阳能热发电站中的一个不可或缺的子系统。本文作者结合所在重点实验室的850℃的二元碳酸优态盐高温熔盐蓄热实验系统的安装与操作经验,讨论了高温熔融盐蓄热系统中常见的一些工程问题,包括熔盐输送管道的连接、熔盐回路的预防凝固和加热保温、熔盐的充装与排放、熔盐长轴泵、事故工况的研究和预防等。     

A literature review on some engineering issues of high temperature molten salt thermal energy storage systems

高温熔盐蓄热单元对平衡太阳能热发电过程中的能量供求和延长日落后的发电时间有着不可替代的作用,并已经成为现代太阳能热发电站中的一个不可或缺的子系统。本文作者结合所在重点实验室的850 ℃的二元碳酸优态盐高温熔盐蓄热实验系统的安装与操作经验,讨论了高温熔融盐蓄热系统中常见的一些工程问题,包括熔盐输送管道的连接、熔盐回路的预防凝固和加热保温、熔盐的充装与排放、熔盐长轴泵、事故工况的研究和预防等。     

基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰能力研究

针对我国北方区域电网风电并网后在冬季供暖期经常弃风情况,以及电网内存在高比例的大型供热机组的特点,提出了基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰的方法,并建立了深度调峰的数学模型;通过案例计算,在一定范围内大型供热产热量的变化不会影响供热质量。在采暖期间,热网配合电网低谷深度调峰适当降低热负荷运行,在电网调峰容量十分紧张情况下利用建筑物具有蓄热特点适当减少供热量,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷具有可行性和可操作性;建立的数学模型可计算出提前蓄热时间和放热时间以及机组的深度调峰能力,为电网调度进行供热机组深度调峰提供了科学的依据。     

基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标双层优化调度

为解决中国"三北"地区供热期间"风热冲突"问题,在风电消纳困难的电网末端加装蓄热式电锅炉,利用弃风电量进行供热以促进风电就地消纳。该文以弃风消纳最大和运行成本最小为目标建立基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标优化模型,提出双层优化求解的思想,并采用改进型多目标粒子群优化算法进行求解,对生成的Pareto解集使用模糊隶属度法进行筛选。基于中国吉林省某示范工程的实际数据的仿真结果验证了该方法能够有效降低运行成本,提高风电消纳水平。     

电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略及效益分析

针对当前中国"三北"地区风电大规模快速发展而存在的大量弃风问题,研究基于电储热锅炉和燃煤锅炉联合供暖的弃风消纳策略,并建立起综合效益分析模型。根据电网运行管理部门的风电出力与负荷预测数据,建立特定时间段内弃风电量计算模型,并在此基础上研究电储热锅炉利用弃风电量储热、放热的"电-热"能量转换模型,提出利用弃风电量替代燃煤锅炉进行供暖的调度策略。根据热网所需总热量及电储热锅炉调度策略,研究燃煤锅炉最佳节煤运行方式,进一步提出电、煤锅炉联合供暖消纳弃风协调调度控制策略。研究电储热锅炉所消纳弃风电量与同等热量下燃煤锅炉煤耗间换算模型,建立电、热锅炉联合消纳弃风的综合效益分析模型。以风电供暖工程实例进行的仿真分析表明,该文提出的电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略可有效提高弃风消纳能力,同时能大幅减少燃煤锅炉煤耗,提升经济和环境效益。     

太阳能与谷电互补供热系统设计

利用太阳能辅以低谷电加热,采用两个储热罐进行交替轮流集热、供热。当正常集热或低温预热时,两个储热罐的水温低者优先集热循环运行;若两储热罐水温相同,则设定储热罐优先集热循环运行。当正常供热、夜间防冻循环和低温维持运行时,太阳能集热系统优先于低谷电循环运行给储热罐加热。当假日集热或低温保温供热时,同时给两储热罐集热循环运行。供热循环水泵和用热循环水泵的启动运行,以供热时优先,其停止运行以用热系统的回水温度大于或等于取暖温度的最大设定值者优先。以可编程控制器和组态软件技术,实现了系统集热、供热时段的定温、定时、定温差。此互补供热系统可以取代传统的高耗能锅炉,节能率达30%以上。     

含电/热储能清洁供暖系统容量配置与运行分析

针对供暖清洁化改造与新能源消纳,提出增加电/热储能的配置以提高多能源系统的灵活性,以运行成本最低为目标函数构建了包含光伏、电化学储能、蓄热罐、电锅炉的多能流清洁供暖容量配置优化模型,基于DeST进行建筑供热负荷精细模拟,运用智能算法对系统在并/离网运行策略下不同场景各能量单元容量配置进行计算。受制于运行调度策略设置与成本限定,场景一并网运行策略下,仅配置光伏电站,运行成本最低。场景二自由购电与余电弃用策略下,相较场景一减少光伏配置,增加少量储热以减少供热低谷与光伏高出力叠加时段的光伏弃电。场景三在离网运行与新能源消纳限定条件下,电化学储能的大规模配置提高了系统的自给能力,成本较场景一、二大幅提升147.8%、111.9%,新能源浪费率由77%下降至50%,自给能力大幅提升。     

基于高温熔盐储热系统的火电机组深度调峰方案对比及分析

为构建以新能源为主体的电力系统,亟须提高火电机组灵活性,火电机组与熔盐储热系统进行耦合能够强化调峰灵活性和调峰经济性。本文以某670MW电厂为依托,基于Ebsilon对该机组的4种熔盐—火电耦合系统改造方案进行仿真计算,并对比分析了各种方案的热力性能、调峰性能、环保性能及改造难度。结果表明：高温熔盐和低温熔盐储热组合方式有效克服了单种熔盐工作温度受限的问题,能够增强燃煤机组的调峰能力和循环效率;配置电加热器后熔盐能够以目标温度存储于热罐,热电转化效率得到提高,还额外平抑了部分可再生能源的不稳定性;通过低压缸零出力管道进行中压缸排汽蓄热和电加热提温的方案改造量最小、控制方式最为成熟灵活,能够兼顾调峰调频、节能环保和改造难度等方面的需求。     

供热期调峰约束下电网弃风情况分析

在研究供热期电网弃风机理基础上,分析热电联产机组电热耦合关系,并建立考虑电力系统和热力系统约束的区域电网调度模型,定量分析风电渗透率、热负荷水平及电负荷水平对弃风影响。算例使用CPLEX优化软件求解,结果表明:供热期负荷低谷时段,热电联产机组调峰容量为额定容量的20%,严重挤压风电上网空间,导致大量弃风;热电联产机组热负荷水平由额定容量的68.3%下降到52.4%,可减少30%弃风。     

山东某居民小区煤改电蓄热锅炉实践

文中对山东某居民小区煤改电蓄热锅炉项目实践进行介绍。包括采用电蓄热锅炉的原因、建筑物负荷分析、实际投资和投运后的运行数据分析。分析表明:电蓄热锅炉用于居民小区的改造,按年均耗电85kWh/m~2和当地的供暖价格估算,低谷电价应为0.25~0.3元/kWh,供暖公司才能基本盈利或不亏损。     

光热与电极锅炉联合供暖方式的研究

介绍了一种光热与电极锅炉联合供暖方式。电极锅炉具有寿命长、启动快、发热量大、安全环保等优势,在冬季太阳能供暖和蓄热都达不到供暖需求时,可以启动电极锅炉,实现与光热供暖相互补充。同时,电极锅炉可利用风电及低谷电供暖,其还可以起到平衡电网压力的作用。     

蓄热技术在600 MW机组灵活性改造上的应用

在弃风弃光问题日趋严重以及供热机组“以热定电”的运行方式限制下,通过对机组进行灵活性改造,在保障机组的供热能力同时使其具备调峰能力。本文通过开展大型蓄热罐技术在600 MW供热机组上的应用研究,实现机组在用电低谷期蓄热,在用电高峰期利用蓄热罐供热并且使参与电网调峰。首先,对大型蓄热罐的设计建设展开研究,根据电厂现有条件以及实际供热需求设计蓄水罐容量、布水方式等关键参数;随后分析了蓄/放热系统的经济运行方式。实际应用效果显示,该设计具有较好的适用性,值得进一步推广。     

低谷电蓄热和太阳能结合的供热控制系统设计与实现

设计一种低谷电蓄热为主、太阳能集热为辅的供热系统。通过PLC为核心的控制系统,对系统各部分温度及部件工作状态监测结果和预设参数进行对比,控制调节蓄热装置、循环泵、电磁阀等实现供热温度控制,为用户提供更经济的供热方案。     

浅析蓄热式电锅炉能效监测方法

<正>1前言蓄热技术是指在电网低谷时段运行电加热设备,对存放在蓄热体中的蓄热介质进行加热,将电能转换成热能储存起来,在用电高峰期将热能释放,以满足建筑物采暖或生活热水需要的热量,从而实现电网移峰填谷、充分利用低谷电的一种技术。蓄热式电锅炉是靠电器元件通电后达到加热的目的,因此没有燃烧,不排放黑烟、灰尘、二氧化硫、二氧化碳等有害气体,没有废弃物。具有无污染、无噪声、占地少、无需人工值守、运营成本低等优点,这些是燃煤、燃油、燃气锅     

熔盐电磁感应加热器的数值模拟与分析

将电磁感应加热技术应用于低谷电加热熔盐蓄热供暖领域,以熔盐电磁感应加热器为研究对象,利用数值模拟方法研究不同加热条件下感应加热器壁面以及熔盐内部磁场和温度场的分布特点,并得到线圈电流、电流频率、熔盐流速和加热器材料对磁场和温度场的影响规律。研究结果表明:磁感应强度、管道壁面的感应电流密度、加热器壁面温度及熔盐进出口温升随线圈电流的增大而增大,线圈电流频率的升高仅会影响磁场在感应加热器内部的分布;熔盐流速增加时加热器壁面温度和熔盐进出口温升均显著降低,流速分别为0.1和0.4 m/s时所对应的壁面最高温度分别为406和264℃,进出口温升分别为38.79和10.05℃;加热器材料为碳钢时的磁感应强度、感应电流密度、加热器壁面温度以及熔盐进出口温升均大于同等条件下不锈钢材料。     

Analysis of thermal performance of electromagnetic induction based molten salt heating system

将电磁感应加热技术应用到低谷电加热熔盐储热供暖领域,搭建熔盐电磁感应加热实验系统,以感应加热器为研究对象,探究熔盐以及线圈冷却水在不同熔盐流速和线圈电流工况下的温度变化规律,计算加热效率和冷却水热损失率。结果表明：电磁感应加热器可以快速加热熔盐,熔盐温升主要集中在开始加热80～240 s之间,温升速率在100 s时最大;改变线圈电流或熔盐流速,可以产生不同终温的熔盐,流速0.177 m/s时,熔盐在不同电流下出口温度分别为201.452 ℃、203.891 ℃、207.599 ℃、212.975 ℃和221.454 ℃;熔盐流速一定,熔盐和线圈冷却水吸热量随线圈电流的增加而升高;线圈电流不变,熔盐吸热量随流速的增加而升高、线圈冷却水吸热量随流速增加而降低;熔盐流速0.296 m/s、线圈电流600 A时,熔盐加热效率为69.28%,线圈冷却水热损失率为16.45%。