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根据以上技改需求,按照储热式背压机组设备配置方案,得到如下技改方案主设备技术参数:
储热式背压机组热电联产运行流程如下:
(1)储热阶段:晚上19:30至第二天8:30,热负荷为20t/h,处于低谷,熔盐锅炉维持最小负荷30t/h,背压机组排气量20t/h(不计背压机组损耗),剩余热能存储在高温熔盐罐内,储热量为80MWh。
(2)放热阶段:白天8:30至晚上19:30,背压机组供热随热负荷在30t/h~70t/h波动,当背压机组最大供热无法满足尖峰负荷80t/h时,由熔盐储热设备直接通过换热器向热用户提供热能,将存储的热能释放。
(3)热电解耦:背压机组和熔盐换热器配合供热,背压机组“以电定热”运行,换热器补充供热,满足供热前提下的“热电解耦”。
3、经济性分析
储热式背压机组热电联产技改方案的主要设备增加了熔盐锅炉,储热设备和换热器,投资成本估算如表下所示:
将抽凝式热电项目改造为储热式背压机组热电项目,不考虑锅炉和汽轮机改造,估算增加的熔盐热储能设备和换热设备的投资约为2350万元。
在技改方案收益方面,抽凝热电改为储热式背压热电,能够取得以下方面的经济收益:
˙大幅降低热电厂供电煤耗,避免关停,而且能够提升项目的经济盈利能力;
˙大幅增加供热能力,增加供热收入;
˙能够参与电网调峰,获得辅助服务补偿。
综上所述,将抽凝小热电改造为储热式背压热电项目具有很好的技术经济可行。
4、结论
在煤电去产能、加快淘汰技术落后小热电的背景下,发展清洁高效背压热电成为许多园区热电厂、自备热电厂解决生存问题的有效出路。针对背压热电面临的需要稳定热负荷问题,以及热电耦合、不能调峰的问题,基于高温熔盐储热的背压热电联产技术有效解决了上述问题,具备如下技术优势:
1) 提高了背压热电联产项目应对热负荷大幅波动的能力,拓宽了背压机组的应用范围;
2) 具备了满足热负荷条件下的热电解耦能力,使背压机组参与电力市场调峰成为可能;
3) 避免锅炉负荷大幅波动,有利于锅炉高效运行和减少污染物排放;
4) 热储能设备具有储热效率高,储能密度高,占地面积小,经济性好的优点。
通过对抽凝小火电技改方案的初步分析,储热式背压机组热电技改方案工程技术难度低、投资成本低、预期收益高,具有很好的技术经济可行性,适合大规模推广应用。
5、参考文献
[1] 沈钢. 论热电联产中背压型机组节能优势及发展前景[J]. 资源节约与环保, 2014(4):2-2.
[2] 谢刚. 熔融盐理论与应用【M】. 北京:冶金工业出版社, 1998. 1-9
[3] 何梓年. 太阳能热利用. 合肥:中国科学技术大学出版社,2009.7
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