大容量分布式儲熱技術(shù)項目建設(shè)的可行性

1、大容量分布式儲熱技術(shù)項目建設(shè)的可行性1.1 項目主要技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品1.1.1 離網(wǎng)型分布式風(fēng)力 / 光伏發(fā)電儲熱機組、 在全世界范圍內(nèi)，電能的大規(guī)模儲存問題尚未得到解決， 而現(xiàn)實中， 風(fēng)電、光伏發(fā)電上網(wǎng)的瓶頸問題和電網(wǎng)的峰谷差比 例加大 （即用電高峰和低谷的電功率差 ）卻日益增加， 當(dāng)前解決 這個問題的現(xiàn)實手段是儲能，即儲熱或者儲冷，在我國的西 北、東北、華北和南方沿海地區(qū) ，風(fēng)能和太陽能資源非常豐富 ， 但這類可再生能源受天氣和季節(jié)的影響非常大 ，遇到陰雨天和 無風(fēng)天氣，則會造成電力供應(yīng)緊張甚至中斷 ，給廣大使用該類 可再生能源的用戶， 造成生產(chǎn)和生活的嚴(yán)重影響 ，如果采用 離 網(wǎng)型分布式風(fēng)

2、力 / 光伏發(fā)電儲熱機組 就可以將新能源的電能 以熱的方式儲存起來，滿足生活和分布式采暖用熱需求 ，擴大 新能源應(yīng)用范圍，提高新能源效率，延長新能源項目產(chǎn)業(yè)鏈。能量轉(zhuǎn)換過程為：風(fēng)力、光伏發(fā)出的電通過電加熱管把 電能轉(zhuǎn)換為熱能，熱能可儲存在大容量儲熱器中，當(dāng)需要時 可及時供應(yīng)生產(chǎn)及生活中的熱水，多余的電能可能過蓄電 池、逆變器轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的交流電輸出，供家用電器及照明應(yīng) 用。當(dāng)長期無風(fēng)或陰天時，可用網(wǎng)上市電通過轉(zhuǎn)換開關(guān)對儲熱器進(jìn)行加熱，加熱后進(jìn)行熱能應(yīng)用一、 技術(shù)特點：1、新能源電能轉(zhuǎn)換為熱能的效率高， 由于省缺了蓄電及逆 變電的環(huán)節(jié)，電能轉(zhuǎn)換為熱能的效率可達(dá) 95%以上。2、儲熱器容量大；儲熱器

3、做為熱能儲存設(shè)備，容量大、散 熱損失小，可適應(yīng)各種需求。3、風(fēng)電、光伏效益可發(fā)揮至最大化，由于儲熱器容量大， 風(fēng)電可在離網(wǎng)的情況下， 連續(xù)為儲熱器供應(yīng)能量， 進(jìn)行 能量儲存， 解決了風(fēng)電大面積棄風(fēng)問題， 可以說也為風(fēng) 電的發(fā)展創(chuàng)出了一條新的出路。4、供應(yīng)熱能， 可取代小鍋爐供應(yīng)熱水及取暖， 節(jié)能減排效 果明顯。5、運行成本低， 與用市電設(shè)備相比， 運行過程中無成本發(fā) 生，僅有設(shè)備折舊即可。設(shè)備可以說是一次投資，終身 受益。6、如果風(fēng)力或光照充足， 還可將加熱多余的電能存儲在蓄 電池，應(yīng)用于照明及家電，與蓄熱并不矛盾。1.1.2 大容量矩陣式風(fēng)力發(fā)電儲熱站天然風(fēng)能 /太陽能資源本身具有隨機性較強

4、、穩(wěn)定性較差 的特點，這使得風(fēng)力 /光伏發(fā)電場與常規(guī)的火電廠、水電站不 同，不能進(jìn)行穩(wěn)定的電力生產(chǎn)。由于風(fēng)力/光伏發(fā)電場供電不穩(wěn)定，不具備調(diào)峰功能， 電力系統(tǒng)一般會限制新能源發(fā)電在系 統(tǒng)中所占比例，這無疑是風(fēng)力 /光伏發(fā)電發(fā)展的一大阻礙，為了真正實現(xiàn)大規(guī)模的發(fā)展風(fēng)電，就必須解決風(fēng)力/光伏發(fā)電場的大規(guī)模電能儲存與轉(zhuǎn)換問題，針對風(fēng)力/ 光伏發(fā)電的快速發(fā)展超出了電網(wǎng)建設(shè)的速度， 造成電網(wǎng)建設(shè)的相對滯后。 我國風(fēng) 電并網(wǎng)采用的是 “大規(guī)模 高集中 高電壓 遠(yuǎn)距離輸 送 ”的模式，與歐洲的 “分散上網(wǎng)、就地消納 ”的方式不同。目 前我國的風(fēng)力 /光伏發(fā)電建設(shè)多在偏遠(yuǎn)地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力/光伏發(fā)電之前，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟

5、落后，電網(wǎng)負(fù)荷小，不能滿足大規(guī)模風(fēng)力 / 光伏發(fā)電接入的要求， 在目前經(jīng)濟上可行的大容量蓄電技術(shù)沒 有實現(xiàn)的情況下，有針對性的在部分距離風(fēng)力/光伏發(fā)電場較近的城市、工業(yè)開發(fā)區(qū)、部隊、學(xué)校、醫(yī)院、農(nóng)村周邊建設(shè) 大 容量矩陣式風(fēng)力 / 光伏發(fā)電儲熱站， 把不并網(wǎng)時的新能源電力 轉(zhuǎn)化成熱能，向城區(qū)、單位、企業(yè)、農(nóng)村提供熱水、熱風(fēng)、采 暖需要； 實現(xiàn)風(fēng)力 /光伏發(fā)電場所發(fā)電力 “需要上電網(wǎng)時上網(wǎng)、 不需要上網(wǎng)時供熱”， 當(dāng)風(fēng)力 /光伏電力上網(wǎng)，儲熱站熱能不 足時可用電網(wǎng)市電作補償， 保證了熱力供應(yīng)的穩(wěn)定； 既解決了 目前城市供熱不足的市政問題， 還大幅度提升了新能源企業(yè)的 經(jīng)濟效益；具體見下圖 2-1

6、 所示：1.1.3 工業(yè)余熱間歇式儲熱器余熱 資源因為載體多樣、分布分散、衰變快、不可儲存、 穩(wěn)定性差等原因， 一直未得到大量應(yīng)用； 工業(yè)生產(chǎn)過程排出的 余熱一般波動很大， 而且與用熱負(fù)荷的波動并不同步， 所以實 現(xiàn)工業(yè)余熱的回收利用時， 通過儲熱技術(shù)來平衡用熱負(fù)荷是余 熱回收的重點， 工業(yè)余熱間歇式儲熱器 主要用于蒸汽熱能回 收、煙氣 /熱風(fēng)熱能回收、熱能回收；蒸汽余熱回收儲熱裝置是在余熱高峰時儲存對外排空的 蒸汽的熱能， 并大容量把熱能儲存起來， 滿足其余時間段的熱 力需求， 同時回收的大量冷凝水可以再次利用； 在余熱產(chǎn)量少 于用熱需求時將所存熱能取出以填補差額。煙氣 /熱風(fēng)熱能回收儲熱裝

7、置主要 采用熱管傳熱，間壁式 換熱原理，煙 氣從熱管外部通過，熱管吸收煙氣熱量后傳給 蓄熱材料，把 熱能儲存起來，需 要熱水或熱風(fēng)時，通 過水或 空氣把熱能置換出來； 回收 蓄熱裝置投資為 5 萬元。若蒸 汽價格按30元/t計算，則蓄熱總共蓄熱2000小時就可收回投 資。本余熱回收系統(tǒng)全年運行， 根據(jù)余熱量波動情況， 如果每 天累積蓄熱67小時，一年便可收回全部投資。1.1.4 儲能式蒸汽發(fā)生器 無論是工業(yè)或是生活用能，都存在需要供應(yīng)蒸汽的問 題，因此發(fā)展儲能蒸汽鍋爐，用于電力調(diào)峰或新能源發(fā)電的 儲能都是必須。儲能熱電站雖然熱效率比抽水畜能電站低，但卻有靈活和投資省的優(yōu)點。然而熱能儲存峰值電站

8、的關(guān)鍵技術(shù)是 儲能蒸汽發(fā)生器（或稱儲能蒸汽鍋爐） ，由于它具有儲能密 度高，發(fā)硬靈敏和不僅可接受蒸汽能量還可以接收煙氣和新 能源電力的特點，故它比已發(fā)展了幾十年的鍋爐畜汽器有工 廣闊的用途和前景。這項技術(shù)在美國，法國和日本等國家已 經(jīng)進(jìn)行了研究。 設(shè)計的輸出功率為 50KW 的 相變儲能鍋爐， 直徑 23M 高 23M ，可儲存 250KW.H 的熱量維持發(fā)電 6H.。 該鍋爐包括了若干儲能灌，儲熱時，給熱流體經(jīng)底部熱管， 使熱交換工作流體蒸發(fā)上升，熱量被各儲熱灌吸熱，工作流 體凝結(jié)回收底部 ,，在需要蒸汽時， 泵將熱交換工作流體從上 部噴至儲熱灌，吸熱后工作流體蒸發(fā)，升壓，其蒸汽上升至 頂蒸

9、汽發(fā)生器，水在此被加熱并轉(zhuǎn)換成蒸汽，可用于供熱和 發(fā)電。1.1.5 移動式供熱箱體熱能回收配送裝置 （簡稱移動供熱車 ）是一種基于高密度 蓄熱材料的移動式節(jié)能環(huán)保設(shè)備， 利用其移動特性可以將熱 電廠、鋼廠、水泥廠、電石廠、硅鐵廠、酒廠等高耗能單位 （熱源 ）的余熱或廢熱回收儲存起來，很方便地運輸?shù)礁浇?賓館、酒店、洗浴城等常年熱水用量較大的用戶處，為其提 供價格低廉的生活熱水、供暖；此外 ,還可以將一些集中供 熱的熱源廠在非采暖期閑置的鍋爐為該裝置提供熱源， 然后 送到需要用熱的單位為其供熱。每臺移動式供熱車的蓄熱裝置 （ 標(biāo)準(zhǔn) 20 尺貨柜大小 ）單臺次 回收載送總熱量為12.5GJ（約3

10、00萬千卡），而用戶用燃油燃 氣鍋爐獲得同等的熱量需要燃油約 400Kg-700kg（ 取決于鍋 爐的實際熱效率 ），直接收益為 1680-2940 元 （一般 32KG/GJ, 價值145元/GJ）,可減排二氧化碳約 420KG ,它的推廣應(yīng)用 將會帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。移動式供熱車由牽引車和蓄熱裝置組成， 蓄熱裝置由蓄熱元 件、溫度控制裝置、蒸汽分配器、導(dǎo)熱介質(zhì)、殼體、保溫層 組成。廢蒸汽-分配器-導(dǎo)熱介質(zhì)（水）-蓄熱元件-儲存熱能（蓄 熱材料：固態(tài)-液態(tài)），利用此過程實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化和儲存， 再用牽引車運送蓄熱裝置至熱能用戶。對于生活熱水用戶， 將蓄熱裝置并入原供熱系統(tǒng)， 通過溫度 控制裝置提供所需溫度的熱水， 移動供熱車每臺次一般可提 供50-65 C熱水60t左右；當(dāng)用戶需要采暖時，可通過循環(huán)水泵把熱能供給采暖系統(tǒng)， 移動供熱車每臺一般可滿足約 10， 000 平米 1 天的供暖。項目價值：它的推廣應(yīng)用既可使排放廢熱的企業(yè)增加收入， 降低熱污染， 同時又減少了熱能用戶的燃料消耗， 降低了經(jīng) 營成本、減少了二氧化碳的排放。1、社會效益：將廢熱及余熱實現(xiàn)梯級回收再利用，減少一 次能源消