智慧能源基础——如何提升火电厂灵活性改造技术?

智慧能源基础——如何提升火电厂灵活性改造技术?

​国家能源局于2016年启动了提升火电机组运行灵活性改造示范工程,提升机组运行灵活性改造完成后将使热电机组增加20%额定容量的调峰能力,最小技术出力达到40%~50%额定容量。

提升热电机组运行灵活性的主要技术路线有2种:一种是设置储热系统,如热水储热装置、储热式电锅炉(在有峰谷电价时)或熔盐储热装置等,在电网调峰困难时段利用储热装置对外供热,补充热电联产机组由于发电负荷降低带来的供热能力不足;另一种是非储热系统,通过直供式电锅炉(在没有峰谷电价时)或减温减压装置直接对外供热。

智慧能源基础——如何提升火电厂灵活性改造技术?

热储能

1)热水储热系统方案

热水储热系统主要利用水的显热来储存热量,储热设备主要采用储热水罐。根据供热系统的特点,储热水罐通常采用常压或承压式热水储热罐。一般而言,供热管网供水温度低于98℃时设置常压储热罐,高于98℃时设置承压储热罐。常压储热罐结构简单,投资成本较低,储热罐内水的压力为常压;承压储热罐最高工作温度一般为110~125℃,工作压力与工作温度相适应,对储热罐的设计制造技术要求较高,但系统运行与控制相对简单,与热网循环水系统耦合性较好。

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灵活性改造

2)电锅炉系统方案

电锅炉方案实现热电解耦的主要原理是通过设置电锅炉满足采暖热水热负荷,电锅炉用电来自机组发电,由于电锅炉消耗了部分电能,因此机组实际发电负荷可以不用降至过低。机组保持较高发电负荷的同时,工业蒸汽的参数及抽汽量均能够得到满足。因此,电锅炉方案能够在降低机组实际发电负荷(扣除电锅炉用电)参与电网深度调峰的同时,满足采暖及工业热负荷的需求,从而实现机组的深度调峰。

3)高低压两级减温减压系统供热方案

高低压两级减温减压器的方案在原有机组主蒸汽管道与再热冷段蒸汽管道之间设置减温减压器,将主蒸汽经过减温减压后送至再热冷段蒸汽管道并回到锅炉再热器,保证再热器流量从而确保再热器不超温。与此同时,在原有机组再热热段蒸汽管道上设置减温减压器,减温减压器使再热热段蒸汽经过减温减压后作为热网加热蒸汽或工业蒸汽对外供热。采用高低压两级减温减压器系统供热方案可以不用对原有机组锅炉及汽轮机本体进行大规模改造。

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单罐热水储能

​火电厂灵活性改造采用以蒸汽为热源的热储能技术具有明显的技术经济优势,未来仍需要进一步降低改造投资成本和提高储能密度,随着热新技术、新材料、新工艺的不断出现,热储能技术将会在火电厂灵活性改造中占据越来越重要的地位。

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