大容量分布式储热技术项目建设的可行性

1、大容量分布式储热技术项目建设的可行性1.1 项目主要技术及相关产品1.1.1 离网型分布式风力 / 光伏发电储热机组、 在全世界范围内，电能的大规模储存问题尚未得到解决， 而现实中， 风电、光伏发电上网的瓶颈问题和电网的峰谷差比 例加大 （即用电高峰和低谷的电功率差 ）却日益增加， 当前解决 这个问题的现实手段是储能，即储热或者储冷，在我国的西 北、东北、华北和南方沿海地区 ，风能和太阳能资源非常丰富 ， 但这类可再生能源受天气和季节的影响非常大 ，遇到阴雨天和 无风天气，则会造成电力供应紧张甚至中断 ，给广大使用该类 可再生能源的用户， 造成生产和生活的严重影响 ，如果采用 离 网型分布式风

2、力 / 光伏发电储热机组 就可以将新能源的电能 以热的方式储存起来，满足生活和分布式采暖用热需求 ，扩大 新能源应用范围，提高新能源效率，延长新能源项目产业链。能量转换过程为：风力、光伏发出的电通过电加热管把 电能转换为热能，热能可储存在大容量储热器中，当需要时 可及时供应生产及生活中的热水，多余的电能可能过蓄电 池、逆变器转变成稳定的交流电输出，供家用电器及照明应 用。当长期无风或阴天时，可用网上市电通过转换开关对储热器进行加热，加热后进行热能应用一、 技术特点：1、新能源电能转换为热能的效率高， 由于省缺了蓄电及逆 变电的环节，电能转换为热能的效率可达 95%以上。2、储热器容量大；储热器

3、做为热能储存设备，容量大、散 热损失小，可适应各种需求。3、风电、光伏效益可发挥至最大化，由于储热器容量大， 风电可在离网的情况下， 连续为储热器供应能量， 进行 能量储存， 解决了风电大面积弃风问题， 可以说也为风 电的发展创出了一条新的出路。4、供应热能， 可取代小锅炉供应热水及取暖， 节能减排效 果明显。5、运行成本低， 与用市电设备相比， 运行过程中无成本发 生，仅有设备折旧即可。设备可以说是一次投资，终身 受益。6、如果风力或光照充足， 还可将加热多余的电能存储在蓄 电池，应用于照明及家电，与蓄热并不矛盾。1.1.2 大容量矩阵式风力发电储热站天然风能 /太阳能资源本身具有随机性较强

4、、稳定性较差 的特点，这使得风力 /光伏发电场与常规的火电厂、水电站不 同，不能进行稳定的电力生产。由于风力/光伏发电场供电不稳定，不具备调峰功能， 电力系统一般会限制新能源发电在系 统中所占比例，这无疑是风力 /光伏发电发展的一大阻碍，为了真正实现大规模的发展风电，就必须解决风力/光伏发电场的大规模电能储存与转换问题，针对风力/ 光伏发电的快速发展超出了电网建设的速度， 造成电网建设的相对滞后。 我国风 电并网采用的是 “大规模 高集中 高电压 远距离输 送 ”的模式，与欧洲的 “分散上网、就地消纳 ”的方式不同。目 前我国的风力 /光伏发电建设多在偏远地区，发展风力/光伏发电之前，当地经济

5、落后，电网负荷小，不能满足大规模风力 / 光伏发电接入的要求， 在目前经济上可行的大容量蓄电技术没 有实现的情况下，有针对性的在部分距离风力/光伏发电场较近的城市、工业开发区、部队、学校、医院、农村周边建设 大 容量矩阵式风力 / 光伏发电储热站， 把不并网时的新能源电力 转化成热能，向城区、单位、企业、农村提供热水、热风、采 暖需要； 实现风力 /光伏发电场所发电力 “需要上电网时上网、 不需要上网时供热”， 当风力 /光伏电力上网，储热站热能不 足时可用电网市电作补偿， 保证了热力供应的稳定； 既解决了 目前城市供热不足的市政问题， 还大幅度提升了新能源企业的 经济效益；具体见下图 2-1

6、 所示：1.1.3 工业余热间歇式储热器余热 资源因为载体多样、分布分散、衰变快、不可储存、 稳定性差等原因， 一直未得到大量应用； 工业生产过程排出的 余热一般波动很大， 而且与用热负荷的波动并不同步， 所以实 现工业余热的回收利用时， 通过储热技术来平衡用热负荷是余 热回收的重点， 工业余热间歇式储热器 主要用于蒸汽热能回 收、烟气 /热风热能回收、热能回收；蒸汽余热回收储热装置是在余热高峰时储存对外排空的 蒸汽的热能， 并大容量把热能储存起来， 满足其余时间段的热 力需求， 同时回收的大量冷凝水可以再次利用； 在余热产量少 于用热需求时将所存热能取出以填补差额。烟气 /热风热能回收储热装

7、置主要 采用热管传热，间壁式 换热原理，烟 气从热管外部通过，热管吸收烟气热量后传给 蓄热材料，把 热能储存起来，需 要热水或热风时，通 过水或 空气把热能置换出来； 回收 蓄热装置投资为 5 万元。若蒸 汽价格按30元/t计算，则蓄热总共蓄热2000小时就可收回投 资。本余热回收系统全年运行， 根据余热量波动情况， 如果每 天累积蓄热67小时，一年便可收回全部投资。1.1.4 储能式蒸汽发生器 无论是工业或是生活用能，都存在需要供应蒸汽的问 题，因此发展储能蒸汽锅炉，用于电力调峰或新能源发电的 储能都是必须。储能热电站虽然热效率比抽水畜能电站低，但却有灵活和投资省的优点。然而热能储存峰值电站

8、的关键技术是 储能蒸汽发生器（或称储能蒸汽锅炉） ，由于它具有储能密 度高，发硬灵敏和不仅可接受蒸汽能量还可以接收烟气和新 能源电力的特点，故它比已发展了几十年的锅炉畜汽器有工 广阔的用途和前景。这项技术在美国，法国和日本等国家已 经进行了研究。 设计的输出功率为 50KW 的 相变储能锅炉， 直径 23M 高 23M ，可储存 250KW.H 的热量维持发电 6H.。 该锅炉包括了若干储能灌，储热时，给热流体经底部热管， 使热交换工作流体蒸发上升，热量被各储热灌吸热，工作流 体凝结回收底部 ,，在需要蒸汽时， 泵将热交换工作流体从上 部喷至储热灌，吸热后工作流体蒸发，升压，其蒸汽上升至 顶蒸

9、汽发生器，水在此被加热并转换成蒸汽，可用于供热和 发电。1.1.5 移动式供热箱体热能回收配送装置 （简称移动供热车 ）是一种基于高密度 蓄热材料的移动式节能环保设备， 利用其移动特性可以将热 电厂、钢厂、水泥厂、电石厂、硅铁厂、酒厂等高耗能单位 （热源 ）的余热或废热回收储存起来，很方便地运输到附近的 宾馆、酒店、洗浴城等常年热水用量较大的用户处，为其提 供价格低廉的生活热水、供暖；此外 ,还可以将一些集中供 热的热源厂在非采暖期闲置的锅炉为该装置提供热源， 然后 送到需要用热的单位为其供热。每台移动式供热车的蓄热装置 （ 标准 20 尺货柜大小 ）单台次 回收载送总热量为12.5GJ（约3

10、00万千卡），而用户用燃油燃 气锅炉获得同等的热量需要燃油约 400Kg-700kg（ 取决于锅 炉的实际热效率 ），直接收益为 1680-2940 元 （一般 32KG/GJ, 价值145元/GJ）,可减排二氧化碳约 420KG ,它的推广应用 将会带来巨大的经济效益和社会效益。移动式供热车由牵引车和蓄热装置组成， 蓄热装置由蓄热元 件、温度控制装置、蒸汽分配器、导热介质、壳体、保温层 组成。废蒸汽-分配器-导热介质（水）-蓄热元件-储存热能（蓄 热材料：固态-液态），利用此过程实现热能转化和储存， 再用牵引车运送蓄热装置至热能用户。对于生活热水用户， 将蓄热装置并入原供热系统， 通过温度 控制装置提供所需温度的热水， 移动供热车每台次一般可提 供50-65 C热水60t左右；当用户需要采暖时，可通过循环水泵把热能供给采暖系统， 移动供热车每台一般可满足约 10， 000 平米 1 天的供暖。项目价值：它的推广应用既可使排放废热的企业增加收入， 降低热污染， 同时又减少了热能用户的燃料消耗， 降低了经 营成本、减少了二氧化碳的排放。1、社会效益：将废热及余热实现梯级回收再利用，减少一 次能源消