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Fig. 1Schematic diagram of direct connection system between heat storage tank and heat supply network
2.2 电热锅炉技术
电热锅炉技术主要分为电阻式锅炉、电极式锅炉、电热相变材料锅炉和电固体蓄热锅炉,其中做到高压电直接接入和大功率直供发热的方案是电极式锅炉,电极式锅炉是利用含电解质水的导电特性,通电后被加热产生热水或蒸汽,单台锅炉的最大功率可达80 MW。
电极锅炉在欧洲的应用较多,投资的商业模式是提供电力市场价格平衡调节的手段,在上网电价低于某一定值时,通过电锅炉将低利润甚至负利润的发电量转化为高利润的供热量。
2.3 主再热蒸汽辅助供热技术
主再热蒸汽辅助供热技术是考虑到汽轮机的运行特性和锅炉燃烧运行工况,确保机组安全稳定运行,并尽可能减少机组改造工作量。从锅炉主再热蒸汽取汽,经减温减压,并满足热网加热器设计要求参数时,进入热网加热器,使机组在低负荷运行工况下最大限度提升机组供热能力。
2.4 低压转子改光轴技术
光轴改造是将现有汽轮机改成高背压式供热机组,低压缸不进汽,主蒸汽由高压主汽门、高压调节汽门进入高中压缸做功。中压排汽(部分低加回热抽汽切除)全部进入热网加热器供热。将低压转子拆除后,更换成一根光轴,连接高中压转子与发电机转子,光轴仅起到传递扭矩的作用。此技术改造后没有低压缸做功,可以回收原由低压缸进入凝汽器排汽热量,减少冷源损失,使尽可能多的蒸汽用于供热。
目前该技术应用的供热机组较多,但由于将低压转子更换为光轴后低压缸不进汽,机组带电负荷能力在整个供热期将随之降低,因此机组实际调峰范围并没有实质性扩大,采用该技术主要是为提高机组供热能力,扩大供热面积。
2.5 低压缸零出力技术
低压缸零出力供热技术,其核心是仅保留少量冷却蒸汽进入低压缸,实现低压转子“零”出力运行,更多的蒸汽进入供热系统,提高供热能力,降低供热期机组负荷的出力下限,满足调峰需求,同时减少了机组冷源损失,发电煤耗下降明显。对于300 MW等级机组,改造后在相同主蒸汽量的条件下,采暖抽汽流量每增加100 t/h,供热负荷增加约70 MW,电负荷调峰能力增大约50 MW,发电煤耗降低约36g/(kW·h)。该技术能够实现供热机组在抽汽凝汽与高背压运行方式的不停机灵活切换,实现热电解耦,总体成本低,运行维护费用小。
2.6 几种技术路线对比与选择
如表1所示,综合对比分析现有火电机组灵活性改造技术路线的投资费用、运行成本以及各自的优缺点,低压缸零出力供热技术在初期投资、运行成本、深度调峰能力方面都比其他技术有优势,非常适合现阶段新建电厂以及已投产电厂机组灵活性改造,因此,该电厂进行低压缸零出力供热技术改造具有可行性。
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