通過(guò)火電廠靈活性改造技術(shù)的比較分析,提高汽輪機(jī)供熱能力、降低機(jī)組強(qiáng)迫出力的技術(shù),如汽輪機(jī)旁路、低壓缸零出力和高背壓循環(huán)水供熱技術(shù)等,增加了電廠低負(fù)荷運(yùn)行能力,但高峰負(fù)荷時(shí)的頂負(fù)荷能力也隨之降低,在新的輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則下,帶來(lái)調(diào)峰收益損失;電極鍋爐和電鍋爐固體儲(chǔ)熱技術(shù)能夠大幅增加調(diào)峰能力,改造成本高、運(yùn)行費(fèi)用高;熱儲(chǔ)能技術(shù)在火電廠的應(yīng)用,既能增加機(jī)組調(diào)峰深度,也能增加頂負(fù)荷能力,投資和運(yùn)行成本較低,具有明顯優(yōu)勢(shì),通過(guò)對(duì)熔鹽、相變、熱水和混凝土儲(chǔ)熱技術(shù)在火電廠的應(yīng)用分析比較,熔鹽和相變儲(chǔ)熱經(jīng)濟(jì)性較差,熱水和混凝土儲(chǔ)熱具有較強(qiáng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),而且混凝土儲(chǔ)熱密度更高,應(yīng)用范圍更廣。
1、技術(shù)背景
在電力市場(chǎng)改革的背景下,清潔高效靈活運(yùn)行已經(jīng)成為火電行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要目標(biāo),火電廠靈活性改造技術(shù)得到了越來(lái)越多的關(guān)注。選擇合適的靈活性改造技術(shù)是火電廠運(yùn)營(yíng)者最關(guān)心的問(wèn)題,而這其中,靈活性改造成本,運(yùn)行費(fèi)用以及電力輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則下的調(diào)峰收益是選擇最合適改造技術(shù)的關(guān)鍵。最近發(fā)布的《東北電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則(暫行)》,市場(chǎng)規(guī)則得到進(jìn)一步完善升級(jí),新規(guī)則設(shè)計(jì)了尖峰旋轉(zhuǎn)備用市場(chǎng)日前競(jìng)價(jià)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)輔助服務(wù)市場(chǎng)“壓低谷、頂尖峰”全覆蓋,明確“能上能下”的雙向調(diào)峰機(jī)組才能獲得全部輔助服務(wù)收益,向火電機(jī)組提出了完整的靈活性標(biāo)準(zhǔn),能夠激勵(lì)和引導(dǎo)火電廠采取合適的靈活性改造技術(shù),全面提升機(jī)組調(diào)峰能力。
2、靈活性改造技術(shù)比較
目前火電廠靈活性改造主要面對(duì)的是“三北”地區(qū)供熱電廠在采暖季運(yùn)行靈活性不足的問(wèn)題,因此,提高供熱機(jī)組的調(diào)峰能力是靈活性改造的主要內(nèi)容。供熱機(jī)組的靈活性改造主要分為三類(lèi),一是增加機(jī)組供熱能力,在滿足供熱負(fù)荷的條件下降低鍋爐出力,減小機(jī)組強(qiáng)迫出力,主要有汽輪機(jī)旁路供熱技術(shù),低壓缸零出力供熱技術(shù)和高背壓循環(huán)水供熱技術(shù)等;二是電熱供暖調(diào)峰技術(shù),將機(jī)組發(fā)出的電能轉(zhuǎn)化為熱能對(duì)外供暖,如電極鍋爐技術(shù)和電鍋爐固體儲(chǔ)熱技術(shù);三是熱儲(chǔ)能調(diào)峰技術(shù),將汽輪機(jī)內(nèi)過(guò)剩的蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能介質(zhì)的熱能存儲(chǔ)起來(lái),如應(yīng)用較多的熱水罐儲(chǔ)能技術(shù),相變儲(chǔ)熱技術(shù)以及潛在的熔鹽熱儲(chǔ)能技術(shù)和混凝土儲(chǔ)熱技術(shù)等。
2.1、增加機(jī)組供熱調(diào)峰技術(shù)
增加機(jī)組供熱能力的調(diào)峰技術(shù)主要是將汽輪機(jī)內(nèi)部蒸汽的做功份額減小,將其轉(zhuǎn)化為對(duì)外供暖的熱能,能夠降低汽輪機(jī)組的強(qiáng)迫出力,具有較強(qiáng)的調(diào)峰能力。汽輪機(jī)旁路供熱將做功能力較強(qiáng)的高溫高壓蒸汽抽出供熱,調(diào)峰潛力大,但存在較大的熱經(jīng)濟(jì)損失,運(yùn)行成本較高;低壓缸零出力技術(shù)將中壓缸排汽全部用于供熱,消除了冷源損失,運(yùn)行費(fèi)用較低;低壓缸高背壓循環(huán)水供熱技術(shù)既保留低壓缸部分做功能力,又消除了冷源損失,具有最佳的熱經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行成本優(yōu)勢(shì),但一般需要更換專(zhuān)門(mén)的低壓缸轉(zhuǎn)子,改造費(fèi)用較高。這些技術(shù)的共同特點(diǎn)是減少蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)部做功,增加供熱,擴(kuò)展機(jī)組的低負(fù)荷運(yùn)行范圍,如下圖1所示:
圖1:增加機(jī)組供熱能力的調(diào)峰示意圖
從上圖可以看出,在供熱負(fù)荷(綠線)不變的情況下,有效降低了機(jī)組的最低負(fù)荷;但值得注意的是,這種靈活性改造技術(shù)只能增加機(jī)組的低負(fù)荷調(diào)峰能力,不能增加機(jī)組高峰負(fù)荷時(shí)的頂負(fù)荷能力,甚至高背壓循環(huán)水供熱改造會(huì)降低機(jī)組的頂負(fù)荷能力,按照最新的輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則,屬于“能下不能上”的靈活性改造技術(shù),不能帶來(lái)全面的調(diào)峰收益。
2.2、電熱供暖調(diào)峰技術(shù)
電熱供暖調(diào)峰技術(shù)主要有電極鍋爐和電鍋爐固體儲(chǔ)熱技術(shù),不涉及熱電廠本體設(shè)備改造,對(duì)熱電廠正常運(yùn)行影響較小。電極鍋爐和電鍋爐固體儲(chǔ)熱直接消耗電能,減少熱電廠對(duì)外供電,以此增加低負(fù)荷調(diào)峰能力,具有調(diào)峰深度大,運(yùn)行靈活性好的優(yōu)勢(shì),但缺點(diǎn)是投資成本高,運(yùn)行成本高,適合市場(chǎng)初期收益較高的深度調(diào)峰市場(chǎng)需求,隨著越來(lái)越多電廠的加入輔助服務(wù)市場(chǎng),深度調(diào)峰需求越來(lái)越少,在以拼成本的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,以電能為熱源的供熱調(diào)峰技術(shù)將難以獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
2.3、熱儲(chǔ)能調(diào)峰技術(shù)
熱儲(chǔ)能調(diào)峰技術(shù)是將機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過(guò)剩蒸汽熱量轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)熱介質(zhì)的熱能存儲(chǔ)起來(lái),當(dāng)需要時(shí)將熱能釋放,以此增加機(jī)組靈活性的調(diào)峰技術(shù)。例如,在采暖季供熱蒸汽出現(xiàn)過(guò)剩時(shí),將多余熱能存儲(chǔ)到儲(chǔ)熱設(shè)備中,當(dāng)電力負(fù)荷處于低谷時(shí),減小鍋爐負(fù)荷和汽輪機(jī)出力,滿足機(jī)組低負(fù)荷調(diào)峰要求,供熱不足的部分由儲(chǔ)熱設(shè)備補(bǔ)充;當(dāng)電力負(fù)荷處于高峰時(shí),增加鍋爐負(fù)荷,減少汽輪機(jī)對(duì)外供熱,增強(qiáng)機(jī)組的頂負(fù)荷能力,供熱不足的部分由儲(chǔ)熱設(shè)備補(bǔ)充;從熱電廠供熱特性圖來(lái)看,熱儲(chǔ)能相當(dāng)于將固定的供熱需求轉(zhuǎn)化為可變的供熱需求,拓展了熱電廠調(diào)峰運(yùn)行范圍,如下圖2所示。
圖2:熱儲(chǔ)能調(diào)峰示意圖
如上圖所示,熱儲(chǔ)能使熱電廠具備了“雙向”調(diào)峰能力,即可增加熱電廠低負(fù)荷運(yùn)行能力,也能增加高峰期的頂負(fù)荷能力,可以獲得完整的調(diào)峰收益,而且由于采用蒸汽作為熱源,熱儲(chǔ)能的熱經(jīng)濟(jì)性好,運(yùn)行成本低,因此熱儲(chǔ)能調(diào)峰技術(shù)具有最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
3、熱儲(chǔ)能技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用
3.1、熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用
熔鹽熱儲(chǔ)能技術(shù)由于工作溫度高,比熱容高,熱穩(wěn)定性好,蒸汽壓力低的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)在太陽(yáng)能光熱發(fā)電領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,如由多元硝酸無(wú)機(jī)鹽組成的Solarsalt鹽,Hitec鹽和HitecXL鹽等,另外,美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和Halotechnics公司以及國(guó)內(nèi)的北京工業(yè)大學(xué)等單位在積極研制新型的低熔點(diǎn)熔鹽,希望能夠進(jìn)一步拓展熔鹽溫度利用范圍,降低熱儲(chǔ)能成本。這些熔鹽的主要參數(shù)如下表1所示:
表1:熔鹽技術(shù)參數(shù)表
以上熔鹽體系中,熔點(diǎn)在100℃以下的熔鹽配方中均含有價(jià)格較高的LiNO3,而且含有Ca(NO3)2的混合熔鹽在熔點(diǎn)溫度附近的粘度較大,適宜的工作溫度均在100℃以上;另外美國(guó)Halotechnics公司的熔鹽具有較低的熔點(diǎn),但含有價(jià)格昂貴的CsNO3,因此這些熔鹽雖然有熔點(diǎn)低的優(yōu)勢(shì),但普遍存在價(jià)格較高、推廣應(yīng)用難度大的問(wèn)題。
從火電廠蒸汽生產(chǎn)流程及熔鹽的儲(chǔ)熱換熱特點(diǎn)來(lái)看,熔鹽熱儲(chǔ)能適用于高溫高壓蒸汽的熱能存儲(chǔ),可以在汽輪機(jī)高壓旁路或者再熱器出口設(shè)置熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng),如下圖3所示。
圖3:熔鹽熱儲(chǔ)能在汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖
在實(shí)際中,無(wú)論是高溫高壓的主蒸汽還是過(guò)熱度很高的再熱蒸汽,載熱密度低,且蒸汽高溫潛熱需要維持高壓,向熔鹽換熱需要采用換熱面積較大的高壓厚壁換熱器,導(dǎo)致?lián)Q熱效率低下且成本高;如果為減小換熱器設(shè)計(jì)制造難度和降低成本,增大換熱溫差,則會(huì)減小熔鹽溫度利用區(qū)間,帶來(lái)熔鹽用量的大幅增加,從而導(dǎo)致熱儲(chǔ)能成本大幅增加,因此,利用高溫高壓蒸汽向熔鹽換熱儲(chǔ)熱,工程實(shí)施難度大且成本高,技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性低。
相對(duì)于換熱難度較大的高溫高壓蒸汽,回?zé)嵯到y(tǒng)的鍋爐給水是一個(gè)相對(duì)理想的熱源,在高加旁路安裝熔鹽儲(chǔ)熱裝置,如下圖4所示,進(jìn)行熱能的存儲(chǔ)和釋放,可快速調(diào)節(jié)汽輪機(jī)負(fù)荷,能夠?qū)崿F(xiàn)電力調(diào)頻和調(diào)峰。
圖4:熔鹽熱儲(chǔ)能在火電廠回?zé)嵯到y(tǒng)的應(yīng)用
在汽輪機(jī)抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的給水旁路設(shè)置熔鹽熱儲(chǔ)能系統(tǒng),利用調(diào)節(jié)流經(jīng)高加的鍋爐給水流量,改變各級(jí)高加的抽汽量,從而快速調(diào)節(jié)汽輪機(jī)輸出功率;當(dāng)降負(fù)荷時(shí),增加給水流量,更多蒸汽抽入高加,汽輪機(jī)出力減少,多余的鍋爐給水經(jīng)過(guò)換熱器將熱能存儲(chǔ)到熔鹽罐;當(dāng)增加負(fù)荷時(shí),減少流經(jīng)高加的給水流量,減小汽輪機(jī)抽汽,增加汽輪機(jī)功率輸出,其余的鍋爐給水經(jīng)由熔鹽罐加熱后送入鍋爐,從而滿足調(diào)峰需求。
值得注意的是,目前大型熱電廠低負(fù)荷時(shí)的鍋爐給水溫度一般不超過(guò)250℃,即使采用價(jià)格較貴的低熔點(diǎn)熔鹽,熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的工作溫度利用范圍僅為100℃~120℃左右,熔鹽顯熱利用效率較低,導(dǎo)致熔鹽用量和儲(chǔ)能成本增加,熱儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性較差。
3.2、相變儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用
相變儲(chǔ)熱技術(shù)是利用儲(chǔ)熱體在發(fā)生相變時(shí)需要吸收或釋放相變潛熱的原理進(jìn)行熱能的存儲(chǔ)和利用,優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)熱和放熱溫度變化小,儲(chǔ)熱密度高。目前的中高溫相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)中,普遍采用無(wú)機(jī)鹽混合物作為相變材料,存在相變過(guò)程導(dǎo)熱系數(shù)低的問(wèn)題,需要采取多種傳熱強(qiáng)化措施,如增加換熱翅片或?qū)釀┑龋瑢?dǎo)致中高溫相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)成本較高,工程實(shí)施難度大。
中低溫相變儲(chǔ)熱技術(shù)在熱電廠已有工程應(yīng)用,如內(nèi)蒙古豐泰熱電廠相變儲(chǔ)熱項(xiàng)目,儲(chǔ)熱容量為20MWh,采用復(fù)合二元鹽相變材料,相變溫度為92℃;儲(chǔ)熱系統(tǒng)采用汽輪機(jī)中壓抽汽為熱源,加熱除鹽水為相變儲(chǔ)熱裝置充熱,放熱時(shí),儲(chǔ)熱裝置加熱除鹽水向熱網(wǎng)循環(huán)水放熱。該項(xiàng)目將相變儲(chǔ)熱技術(shù)用于供暖調(diào)峰,但儲(chǔ)能規(guī)模小,儲(chǔ)熱溫度低,作為示范項(xiàng)目難以達(dá)到商業(yè)化項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性要求。
除了供暖儲(chǔ)熱外,相變儲(chǔ)熱技術(shù)更適合多種溫度區(qū)間銜接的儲(chǔ)熱應(yīng)用場(chǎng)合,如火電廠的回?zé)嵯到y(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)電力調(diào)頻調(diào)峰功能,如下圖5所示。
圖5:相變儲(chǔ)熱在火電廠回?zé)嵯到y(tǒng)的應(yīng)用
在鍋爐給水旁路接入中高溫相變儲(chǔ)熱裝置,在凝結(jié)水旁路接入低溫相變儲(chǔ)熱設(shè)備;當(dāng)需要降負(fù)荷時(shí),增加鍋爐給水流量和凝結(jié)水流量,增大回?zé)岢槠蛊啓C(jī)出力降低,多余的給水和凝結(jié)水流經(jīng)相變儲(chǔ)熱器將熱能存儲(chǔ);當(dāng)需要增加負(fù)荷時(shí),部分鍋爐給水和凝結(jié)水經(jīng)過(guò)儲(chǔ)熱器換熱升溫,減少回?zé)岢槠?,增加汽輪機(jī)出力。
相變儲(chǔ)熱技術(shù)用于火電廠回?zé)嵯到y(tǒng),不僅儲(chǔ)能密度高,負(fù)荷調(diào)節(jié)速度快,而且不受供暖季限制,可以全年調(diào)頻調(diào)峰,但需要優(yōu)化相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱換熱性能,進(jìn)一步降低成本。
3.3、熱水儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用
火電廠熱水儲(chǔ)能技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已有廣泛應(yīng)用,主要用于熱電廠供暖季熱電解耦,提高供熱機(jī)組的運(yùn)行靈活性;工作原理是供熱蒸汽流量出現(xiàn)過(guò)剩時(shí),將多余熱能轉(zhuǎn)化為熱水并存儲(chǔ)到熱水罐中,當(dāng)電力需求處于低谷時(shí),減小鍋爐和汽輪機(jī)出力,供熱不足的部分由熱水罐補(bǔ)充;當(dāng)電力需求處于高峰時(shí),增加鍋爐出力,減少汽輪機(jī)對(duì)外供熱,增強(qiáng)電廠的頂負(fù)荷能力,供熱不足的部分由熱水罐補(bǔ)充。
實(shí)際工程一般采用單罐熱水斜溫層儲(chǔ)熱方式,利用水的溫度密度差特性,熱水存儲(chǔ)在儲(chǔ)罐的上部,冷水在儲(chǔ)罐的下部,熱水和冷水之間有一層厚度較小的溫度梯度層,如下圖6所示。單罐斜溫層儲(chǔ)熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)罐體同時(shí)儲(chǔ)存高低溫水,簡(jiǎn)化了儲(chǔ)熱系統(tǒng)配置,降低了造價(jià)。目前單罐熱水儲(chǔ)能的工程應(yīng)用較多,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富,技術(shù)成熟可靠。
圖6:?jiǎn)喂逕崴畠?chǔ)能在火電廠的應(yīng)用
以蒸汽為熱源的熱水儲(chǔ)能,投資成本和運(yùn)行費(fèi)用較低,既能夠增加熱電廠的低負(fù)荷運(yùn)行能力,也能夠增加高峰時(shí)段的頂負(fù)荷能力,具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但同時(shí),熱水儲(chǔ)能也存在儲(chǔ)熱密度低,空間占用大的問(wèn)題,尤其是城市區(qū)域的熱電廠改造,由于占地方面的限制,采用熱水儲(chǔ)能技改存在一定難度。
3.4、混凝土熱儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用
混凝土熱儲(chǔ)能作為一種太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)中低成本熱儲(chǔ)能解決方案,是一種高效、大規(guī)模、低成本的中高溫顯熱儲(chǔ)能技術(shù),技術(shù)示意圖如下圖7所示。
圖7:混凝土儲(chǔ)熱原理示意圖
耐高溫混凝土內(nèi)部設(shè)置換熱介質(zhì)流通管道,高溫傳熱介質(zhì)通過(guò)換熱管道,釋放熱能,混凝土作為儲(chǔ)熱介質(zhì),溫度升高,儲(chǔ)存熱能;放熱時(shí),混凝土將熱能傳導(dǎo)至傳熱介質(zhì),溫度降低,完成熱能釋放;混凝土儲(chǔ)熱的主要材料是鋼筋和水泥,獲取方便,成本低,安全性好,運(yùn)輸方便,便于模塊化設(shè)計(jì)制造。
混凝土是一種性能優(yōu)良、造價(jià)低廉的太陽(yáng)能光熱發(fā)電領(lǐng)域顯熱儲(chǔ)熱材料,國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)均開(kāi)展了針對(duì)高溫混凝土材料的研究,如德國(guó)DLR,國(guó)內(nèi)武漢理工大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院等,主要目標(biāo)是提高混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng)的換熱儲(chǔ)熱性能,增加比熱容和導(dǎo)熱系數(shù),降低建設(shè)成本等。不同于光熱發(fā)電領(lǐng)域的高溫高壓蒸汽熱能的存儲(chǔ)與輸出,火電廠熱儲(chǔ)能的需求是高溫蒸汽熱量輸入和中低溫蒸汽甚至熱水的熱量輸出,能夠大幅降低混凝土儲(chǔ)熱的技術(shù)要求,有利于混凝土儲(chǔ)熱單元的換熱和儲(chǔ)熱優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)一步降低儲(chǔ)熱成本。
混凝土換熱儲(chǔ)熱一體,溫度適應(yīng)范圍廣,能夠直接儲(chǔ)存高溫高壓水蒸氣熱能,有效解決火電廠高溫高壓蒸汽的換熱儲(chǔ)熱難題,匹配火電廠熱儲(chǔ)能的技術(shù)要求,例如,可直接應(yīng)用于熱電廠供暖蒸汽熱能存儲(chǔ),如下圖8所示,實(shí)現(xiàn)熱電解耦,提高機(jī)組運(yùn)行靈活性。
圖8:混凝土儲(chǔ)熱在火電廠的應(yīng)用
當(dāng)供暖蒸汽出現(xiàn)過(guò)剩時(shí),將多余蒸汽導(dǎo)入混凝土儲(chǔ)熱單元存儲(chǔ)熱能,蒸汽冷卻后送入冷凝水箱或排入凝汽器,當(dāng)電力需求處于低谷時(shí),減小鍋爐負(fù)荷,降低汽輪機(jī)出力,供暖蒸汽不足的部分由混凝土儲(chǔ)熱單元加熱冷凝水產(chǎn)生蒸汽補(bǔ)充;當(dāng)電力需求處于高峰時(shí),增加鍋爐出力,減少汽輪機(jī)對(duì)外供熱,增強(qiáng)電廠的頂負(fù)荷能力,供熱不足的部分由混凝土儲(chǔ)熱單元產(chǎn)生蒸汽補(bǔ)充。
與單罐熱水儲(chǔ)能相比,混凝土熱儲(chǔ)能安全性好,儲(chǔ)熱溫度高,儲(chǔ)能密度高,成本低廉,而且混凝土儲(chǔ)熱的熱能輸出形式多樣,即可輸出熱水用于民用供暖,也能輸出蒸汽用于工業(yè)供熱,具有較好的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)和市場(chǎng)應(yīng)用潛力。
4、結(jié)論
火電廠靈活性改造技術(shù)中,采用增加機(jī)組供熱能力的方法,如汽輪機(jī)旁路供熱,低壓缸零出力和高背壓循環(huán)水供熱技術(shù)等,能夠有效降低機(jī)組的強(qiáng)迫出力,提高電廠低負(fù)荷運(yùn)行靈活性,但會(huì)降低機(jī)組在負(fù)荷高峰時(shí)的頂負(fù)荷能力,在新的輔助服務(wù)規(guī)則下面臨調(diào)峰收益損失。
采用電熱供暖調(diào)峰技術(shù),如電鍋爐固體儲(chǔ)熱,電極鍋爐等,投資成本高,以電能為熱源,運(yùn)行費(fèi)用高,在輔助服務(wù)市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力不足。
火電廠采用熱儲(chǔ)能調(diào)峰技術(shù),既能增加機(jī)組的低負(fù)荷運(yùn)行能力,也能增加負(fù)荷高峰時(shí)的頂負(fù)荷能力,運(yùn)行費(fèi)用低,具備較好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
通過(guò)對(duì)熔鹽熱儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能、熱水儲(chǔ)能和混凝土熱儲(chǔ)能幾種技術(shù)在火電廠應(yīng)用的方案對(duì)比,可得出如下表2結(jié)論:
表2:熔鹽、相變、熱水和混凝土熱儲(chǔ)能在火電廠應(yīng)用的技術(shù)對(duì)比
綜合多種熱儲(chǔ)能技術(shù)在火電廠應(yīng)用的分析比較,可以得出:
(1)熔鹽熱儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能適合汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的熱儲(chǔ)能,但存在成本高,經(jīng)濟(jì)性較差的問(wèn)題;
(2)熱水儲(chǔ)能投資成本低,經(jīng)濟(jì)性較好,但儲(chǔ)能密度小,占地大,應(yīng)用場(chǎng)合存在一定限制;
(3)混凝土熱儲(chǔ)能成本低,儲(chǔ)能密度較高,應(yīng)用溫度范圍廣,即可用于民用供暖,也可用于工業(yè)供熱,具有較好的經(jīng)濟(jì)可行性和市場(chǎng)應(yīng)用潛力。