儲(chǔ)熱技術(shù)在綜合能源系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值

吳江

摘要：現(xiàn)階段，我國開發(fā)的能源類別十分的豐富，這些能源的種類具有較強(qiáng)的多樣性特征。一些可再生的能源缺乏一定的穩(wěn)定性，能源需求量會(huì)比較高。在眾多因素的影響下，使得我國綜合能源系統(tǒng)無法及時(shí)的供給，呈現(xiàn)出了一種供需不平衡的狀態(tài)。在其狀況下，需要合理的使用儲(chǔ)熱技術(shù)，借助該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，緩解其所存在的矛盾性問題。本文主要就儲(chǔ)熱技術(shù)在綜合能源系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行分析，合理的應(yīng)用儲(chǔ)熱系統(tǒng)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，更好的來控制好負(fù)荷的波動(dòng)程度，減小項(xiàng)目資金的損失，讓企業(yè)項(xiàng)目資金鏈維持良好的運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的案例來分析儲(chǔ)熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，綜合性的評(píng)定系統(tǒng)的運(yùn)行效果，為我國日后所開展的綜合能源系統(tǒng)合理化設(shè)計(jì)工作提供經(jīng)驗(yàn)，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：綜合能源;儲(chǔ)熱;冷熱電三聯(lián)供;棄風(fēng)消納;熱電解耦

引言：綜合能源系統(tǒng)的構(gòu)建主要是用來供給用戶冷、熱等的各項(xiàng)能源需求，可再生能源玻璃數(shù)值會(huì)比較高，并借助智能電網(wǎng)，讓能源網(wǎng)絡(luò)可以較好的維持協(xié)調(diào)運(yùn)行的狀態(tài)，達(dá)到互補(bǔ)互濟(jì)的目的。綜合能源系統(tǒng)的可持續(xù)性比較強(qiáng)，該系統(tǒng)的使用已經(jīng)成為了當(dāng)前能源發(fā)展的必然，在該系統(tǒng)內(nèi)，能源需求較為復(fù)雜，各類影響因素比較多，這些因素的存在給其供需平衡的發(fā)展形成了很大的挑戰(zhàn)，儲(chǔ)熱技術(shù)的使用可以更好的處理時(shí)間、空間等層面所存在的不平衡性問題，調(diào)節(jié)效用十分的顯著，可以更好的控制系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)，使得系統(tǒng)的工作效率得到顯著的提升，減小了系統(tǒng)的運(yùn)行成本費(fèi)用。

1儲(chǔ)熱技術(shù)在三聯(lián)供能源系統(tǒng)中的價(jià)值

綜合能源系統(tǒng)是指一定區(qū)域內(nèi)利用先進(jìn)的物理信息技術(shù)和創(chuàng)新管理模式，整合區(qū)域內(nèi)煤炭、石油、天然氣、電能、熱能等多種能源，實(shí)現(xiàn)多種異質(zhì)能源子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)規(guī)劃、優(yōu)化運(yùn)行，協(xié)同管理、交互響應(yīng)和互補(bǔ)互濟(jì)。在滿足系統(tǒng)內(nèi)多元化用能需求的同時(shí)，要有效地提升能源利用效率，促進(jìn)能源可持續(xù)發(fā)展的新型一體化的能源系統(tǒng)。電負(fù)荷以及冷熱負(fù)荷的匹配程度會(huì)直接影響到冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，在實(shí)際的工程項(xiàng)目當(dāng)中，電負(fù)荷以及冷熱負(fù)荷的匹配度無法較好的匹配在一起，總體匹配度低下。實(shí)際工程內(nèi)通常會(huì)使用以熱定電的形式開展一系列的設(shè)計(jì)等的工作。就熱負(fù)荷的需求量設(shè)置好余熱鍋爐的容量數(shù)值，從而更為精確的設(shè)置好發(fā)電機(jī)組的容量規(guī)格參數(shù)等。在其系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，其必須要以熱負(fù)荷需求數(shù)值為基準(zhǔn)，合理化的調(diào)整發(fā)電量。若其存在不足的問題，就需要讓市政電網(wǎng)及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)給，使得電熱聯(lián)合維持一種良好的供應(yīng)狀態(tài)，維持系統(tǒng)高效運(yùn)行的良好狀態(tài)。但是，目前我國實(shí)際工程項(xiàng)目中，波動(dòng)性熱負(fù)荷的幅度會(huì)比較高，這就在無形之中給系統(tǒng)的使用形成了挑戰(zhàn)，借助儲(chǔ)熱技術(shù)處理其問題，開辟出一條有效的技術(shù)途徑。

1.1典型應(yīng)用場景

在一些食品加工類的行業(yè)，其工廠當(dāng)中存在電力、蒸汽等層面的需求，三聯(lián)供系統(tǒng)的使用頻率會(huì)比較高，熱負(fù)荷的波動(dòng)性比較明顯。以我國某一工廠三聯(lián)供系統(tǒng)為例進(jìn)行講解，其工廠的工期需求曲線有著較為顯著性的周期性特征，其循環(huán)的周期時(shí)間為七十分鐘。整體蒸汽需求曲線的波動(dòng)比較明顯，最大的蒸汽需求為每小時(shí)15.35噸，最小的蒸汽需求數(shù)值為每小時(shí)6.55噸，整體平均的蒸汽需求為每小時(shí)10.9噸。且蒸汽負(fù)荷變化率會(huì)比較高，整體最大的負(fù)荷變化率在十分鐘之內(nèi)的負(fù)荷變化約為26.7%。

1.2常規(guī)方案

首先，機(jī)組調(diào)節(jié)難度比較大，想要讓系統(tǒng)的效率數(shù)值盡可能的提升，就應(yīng)當(dāng)以電負(fù)荷跟隨熱負(fù)荷的形式，確保其實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)。這種處理方式需要所耗費(fèi)的人力比較大，會(huì)給運(yùn)行人員帶來很大的不便。其次，發(fā)電效率比較差，項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性低下。最后設(shè)備的初始投資金額比較高，設(shè)備實(shí)際使用率較小，最終的投資回收時(shí)間會(huì)比較長。

1.3儲(chǔ)熱方案

首先，要采取蒸汽蓄熱器來處理上述的各類問題，在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)期，必須要科學(xué)化的去分析蒸汽負(fù)荷曲線，同時(shí)借助科學(xué)公式來推算出平均的蒸汽負(fù)荷數(shù)值，控制好蒸汽量，以其數(shù)值為基準(zhǔn)選擇蒸汽蓄熱器類型，盡可能的消除掉蒸汽負(fù)荷所產(chǎn)生的波動(dòng)性。其次，在選擇運(yùn)行方案時(shí)，要控制好鍋爐的產(chǎn)汽量。

1.4儲(chǔ)熱應(yīng)用價(jià)值

冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)當(dāng)中，需求側(cè)負(fù)荷波動(dòng)的現(xiàn)象會(huì)比較頻繁。電負(fù)荷的波動(dòng)通常都是讓電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，整體技術(shù)的使用難度比較小。熱負(fù)荷的波動(dòng)性相對來說會(huì)比較復(fù)雜，這主要是因?yàn)闊嶝?fù)荷不但在需求側(cè)存在波動(dòng)，同時(shí)其還會(huì)受到熱電耦合性的影響，在需求側(cè)波動(dòng)的作用下，側(cè)電負(fù)荷的波動(dòng)會(huì)更加的明顯，借助儲(chǔ)熱系統(tǒng)控制好熱負(fù)荷的波動(dòng)程度，不斷的提升其系統(tǒng)的靈活程度。首先，儲(chǔ)熱技術(shù)的使用可以更好的抑制負(fù)荷的波動(dòng)，讓其設(shè)備的調(diào)節(jié)工作進(jìn)展的更為順暢，同時(shí)還能有效的提升系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行效率。蓄熱裝置設(shè)施的應(yīng)用會(huì)讓余熱鍋爐的產(chǎn)汽負(fù)荷更加的穩(wěn)定，給機(jī)組調(diào)控工作的開展帶來了很大的幫助，讓燃?xì)廨啓C(jī)保持一種良好且高效的發(fā)電狀態(tài)，防止其負(fù)荷波動(dòng)明顯拉低發(fā)電的效率。減小電力設(shè)備實(shí)際設(shè)計(jì)的容量數(shù)值，有效的去提升電氣設(shè)備的使用率，減小項(xiàng)目初期的投資金額，合理的應(yīng)用蓄熱裝置設(shè)施，讓設(shè)計(jì)人員都可以做好平均熱負(fù)荷的選型工作，防止其受到常規(guī)設(shè)計(jì)的影響，致使其設(shè)備選型規(guī)格過大，設(shè)備使用率低下等。

2儲(chǔ)熱技術(shù)在熱電聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1典型應(yīng)用場景

就我國東北地區(qū)的某一熱電廠為例進(jìn)行探究，通過調(diào)查，該熱電廠的汽輪機(jī)最小功率限值為96MW，發(fā)電負(fù)荷峰值會(huì)隨著供熱蒸汽流量變化而變化。最小發(fā)電負(fù)荷隨供熱蒸汽流量增加先不變，然后增加。

2.2常規(guī)方案

平均供熱功率為336.0MW，最大供熱功率為377.2MW，最小供熱功率為274.4MW。供熱負(fù)荷跟隨用戶采暖需求每日呈周期性波動(dòng)，夜間供熱負(fù)荷較高，最高供熱負(fù)荷出現(xiàn)在3﹕00—7﹕00;白天供熱負(fù)荷較低，最低供熱負(fù)荷出現(xiàn)在14﹕00—16﹕00。在夜間最大供熱負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)段，機(jī)組的發(fā)電調(diào)峰能力僅為32.8MW，此時(shí)正是風(fēng)電負(fù)荷高峰時(shí)段，同時(shí)夜間電網(wǎng)用電負(fù)荷大幅度下降，電網(wǎng)調(diào)峰形勢嚴(yán)峻，不得不棄風(fēng)保供熱。

2.3儲(chǔ)熱方案

為避免棄風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，在夜間必須降低熱電機(jī)組發(fā)電負(fù)荷，即減少供熱抽汽流量，這樣就不能滿足供熱需求，因而必須有其他的熱源來補(bǔ)充。如果增加蓄熱裝置，在白天供熱需求較低的時(shí)段增大抽汽量，并將過剩的熱量存儲(chǔ)起來;在夜間，使用蓄熱裝置釋熱，減少供熱抽汽量，就能達(dá)到降低熱電機(jī)組發(fā)電負(fù)荷的目的。根據(jù)該廠的實(shí)際情況，可設(shè)計(jì)一套相變蓄熱裝置。

3儲(chǔ)熱技術(shù)在電供暖能源系統(tǒng)的價(jià)值

大幅度降低電采暖的運(yùn)行費(fèi)用。儲(chǔ)熱技術(shù)充分利用峰谷電價(jià)政策，將高峰時(shí)段和平段的用電量全部轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段，避免在高電價(jià)時(shí)段用電，實(shí)現(xiàn)了在保證供暖效果相同的前提下采暖費(fèi)用的大幅度下降。

結(jié)語：依據(jù)文章上述的內(nèi)容可以得知，儲(chǔ)熱技術(shù)在綜合能源系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值極高，為了能更好的探究儲(chǔ)熱技術(shù)在綜合能源系統(tǒng)中的使用要點(diǎn)，本文以冷熱電三聯(lián)供、熱電聯(lián)產(chǎn)等能源系統(tǒng)的應(yīng)用場景進(jìn)行了深入的探究，闡明清楚了儲(chǔ)熱系統(tǒng)使用的價(jià)值，同時(shí)還制定出了更為合理化的儲(chǔ)熱系統(tǒng)優(yōu)化方式，借助工程實(shí)踐的方式，驗(yàn)證其系統(tǒng)以及技術(shù)的使用效果，降低項(xiàng)目的初始資金投資量，達(dá)到熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱電解耦目的，提升了棄風(fēng)消納量數(shù)值，減小總體電采暖運(yùn)行資金費(fèi)用，緩解電能供需矛盾的現(xiàn)狀，完善儲(chǔ)熱技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]光熱電站熔鹽傳熱儲(chǔ)熱技術(shù)應(yīng)用[J].王鵬，羅塵丁，巨星.電力勘測設(shè)計(jì).2017（02）

[2]儲(chǔ)熱技術(shù)基礎(chǔ)（Ⅱ）——儲(chǔ)熱技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].李永亮，金翼，黃云，葉鋒，汪翔，李大成，王彩霞，丁玉龍.儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù).2013（02）

[3]儲(chǔ)熱系統(tǒng)在解決光伏消納問題中的應(yīng)用[J].魏小淤，陳云輝，袁智強(qiáng)，包海龍.供用電.2017（04）

[4]氧化還原儲(chǔ)熱技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].王會(huì)，王詩卉，李振山，蔡寧生.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào).2019（21）

[5]熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)在光熱電站中的應(yīng)用[J].李磊.能源與環(huán)境.2018（05）