电加热式蓄热技术应用探讨 - 新闻动态 - 北京奥林匹亚锅炉有限公司

电加热式蓄热技术应用探讨
CHPlaza清洁供热平台 2023-08-10 来源网络
摘要：结合国内电蓄热技术应用方式，依托新能源风电、光伏区域绿电电价优势，用电蓄热技术替代燃气加热炉，增加绿电消纳能力、减少碳排放量。
对蓄热装置加热模式、供热介质、供热参数、控制方式、适用条件进行研究，从适应性、安全性、操控性、经济性等方面对电蓄热技术在应用上进行论证，为应用试验提供参考借鉴。
电蓄热定义
电蓄热是指利用电网夜间低谷电力或新能源风、光发电，使用电加热设备加热蓄热载体储存热量，按需要时间定量向外部供出热量。电蓄热技术近几年得以快速推广应用与当前能源政策、新能源发展规模和储能设备技术水平密切相关。
电蓄热技术发展助力
2.1新时期能源转型——政策支持
习近平总书记提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和的目标”。2021年初，国家发改委、能源局共同发布《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》发改能源规[2021]280号，为探索源网荷储一体化实施路径指明了方向，即将源网荷储一体化和多能互补作为能源高质量发展的重要举措，积极构建清洁低碳、安全高效的能源系统，促进能源行业转型升级。国家政策层面要求利用存量燃煤机组实施调峰改造，火电厂开展灵活性改造，降低负荷率，优先保证风电等新能源并网发电，促进新能源消纳。
2.2新能源发展迅猛——消纳需要
近年来，我国电力产能过剩问题凸显，水、风、光、核、生物质能源发电量增加，电网总负荷变化幅度加大。冬季热电联供热负荷不断增加，既要多供热又要少发电，和“以热定电”运行特性形成矛盾。风电、光伏没有自主调节能力，用电低谷时，在现有装机规模下采用热电解耦、电蓄热技术可对机组进行深度调峰，将电能直接转化为热能储存，需要供热时供出，电厂减少上网电量，腾挪出来空间，变相地通过储热设施增加了风电、光伏的上网电量，给新能源机组创造电能消纳的条件。
2.3峰谷平电价推行——经济达标
随着社会经济的发展，电网的峰谷电量差进一步拉大，更大的峰谷电价差也将成为必然。通过谷电蓄热也可以为电网提供一种“增量调峰”的技术手段，提高电网运行的安全可靠性。同时，国家对城市环保、碳排放提出了更高的指标要求，逐步缩小规模或取缔煤、气供暖，谷电蓄热供热、峰电停蓄供热，电加热式蓄热技术已在中心城市逐步推广应用。
电加热式蓄热方式
工程上应用的电加热式蓄热技术主要包括热水蓄热、高温固体蓄热和相变蓄热。
3.1热水蓄热技术
热水蓄热方式主要设备为电加热炉、蓄热水箱及附属设备。利用风光电、谷电将水加热并储存在水箱里，在峰、平电时段以热水的形式进行输出，热水温度可以在35~85℃之间任意设定。
3.2固体蓄热技术
在预设的电网低谷时间段或弃电时间段，自动控制系统接通高压开关，电加热器为发热体供电，将电能转换为热能同时被高温蓄热体（MgO砖）不断吸收，当温度达到设定的上限温度或电网低谷时段结束时，电加热器停止工作。蓄热体与热交换器之间有热输出控制器，热交换器可将蓄热体储存的热能转换为热水或者蒸汽输出。
3.3相变蓄热技术
相变蓄热技术是一种以相变储能材料为基础的高新储能技术，主要有固-液、固-固相变两种类型。固-液相变是通过相变材料的熔化过程来进行热量储存，凝固过程来放出热量；固-固相变则是通过相变材料的晶体结构发生改变或固体结构进行有序-无序的转变而可逆地进行储、放热。相变蓄热材料有：氟化物、硫酸盐、硝酸盐以及石蜡等有机蓄热材料。
目前热水蓄热和固体蓄热是两种主流蓄热技术，相变蓄热技术只是在小规模应用。
电蓄热技术国内应用
5.3适应性研究
常规电蓄热利用低谷电价，蓄热装置的加热时长、输入功率与蓄热时长基本固定。采用电蓄热装置替代燃气加热炉，与风电、光伏规模合理配置，多用绿电，减少弃电和外购电量，电蓄热输入功率分多档调控与风电、光伏发电功率变化相适应，供热输出稳定。
结论
电蓄热装置作为终端电气化主要设备之一，推广应用彻底替代了站场生产用热燃气加热炉，实现能源消耗转型，天然气商品化率达到95%的目标，提高了清洁替代率，采用电蓄热技术，可增加调峰能力，提高整个电网安全稳定性。
北京奥林匹亚锅炉有限公司在电蓄热装置与新能源电采暖项目有成熟的配套实施及专业的方案规划，满足用户的清洁采暖、节能降耗等方面的需求。