【关键词】低谷电 蓄热 供热
第一作者：王飞，男，1991.10，硕士，助理工程师，区域新能源供热，15393114904，543315942@qq.com
* 通讯作者：王飞，男，1991.10，硕士，助理工程师，区域新能源供热，15393114904，543315942@qq.com
0引言
随着经济发展,人民生活水平的提高,社会对电能的需求不断地增长,电网容量不断扩大,用电结构发生很大变化,致使各大电网的峰谷差日趋增大[1]，导致夜间低谷电浪费；同时北方地区长期采用燃煤锅炉供暖，多数燃煤锅炉热效率低，污染物不达标且随意排放，导致冬季雾霾天气频频出现。2015年发改委针对电力改革的指导中，鼓励有条件的地区推广热电机组蓄热技术，开展低谷电力供热试点[2]。同时随着“南方供暖”话题每年都会在全国人大会议上提出，南方供暖成为老百姓非常紧迫的现实需求。煤改电供暖是一种安全、清洁、舒适的供暖方式[3]，利用谷电蓄热供暖更是在全国供暖改革中必定会形成一股热潮。
1谷电蓄热供暖技术
低谷电蓄热供暖技术，是利用在低谷时期，将电能转化成热能存储到系统中，非低谷电时期把这部分热能通过热交换器缓慢释放出来，供用户采暖用，这种采暖方式因为其蓄热能力局限性只适用于集中供热不能覆盖且供热面积较小的分散地区。低谷电蓄热供暖技术，电能向热能的转换再到供热，能够有效的平衡电网负荷，提高发电效率，表现出削峰填谷、调峰扩容的优势，从侧面上也表现出节能降耗，减少污染排放。
目前，市场上主要应用的低谷电蓄热供暖技术，按照蓄热形式可分为熔盐蓄热、固体蓄热、水箱蓄热。主要可由以下几个系统构成：谷电加热系统、蓄热机组、储热介质循环系统、换热机组、采暖热水循环系统和控制系统。其原理图如下图1所示。
图1 谷电蓄热供暖技术原理图.png)
其中谷电加热系统，是整个供暖体系的根本，是电能转化成热能过程的场所；蓄热机组是蓄热介质被加热后的容器；储热介质循环系统是把蓄热介质的热量储存和释放循环进行的系统；换热机组可以是固—水换热器、水—水换热器、汽—水换热器及相关附属配套设施，是将被加热后的蓄热介质的部分热量传递给冷流体的设备。采暖热水循环系统主要是散热器、循环水泵、补水定压设备以及供热管道，用于用户供暖的用热循环。控制系统主要是自动控制系统，主要包括报警系统、自动监测系统表现为换热机组高低温侧供回水温度及压力、自动控制系统包括蓄热介质循环系统中的泵和阀门及采暖热水系统中的泵及阀门等。
2谷电蓄热供暖优势及前景
随着电力负荷逐年增长，用电峰谷差值也会相应增大，会使得低谷电时段的电能造成极大的浪费，我国用电峰谷差率约为0.5-0.6，大力开发低谷电的利用储能已经成为必然。开发谷电蓄热储能利用与直接利用电能或者其它清洁燃料供热技术相比具有以下优势：
①改善电厂运行效益。采用蓄热介质进行储热，有效转移了盈余的峰谷电力，实现了电力资源动态的合理利用，对于提高国家冬季电能利用率具有显著作用。
②减少环境污染。从根本上使用电加热供暖，在整个供暖系统中对都未产生有害物质，实现了真正的“宜电则电”，有效解决了北方雾霾天气。
③蓄热量可调。一般采暖方式的用户采暖室内参数虽然可以根据需要调节温度，但是要实现热源的控制还尚未实现。蓄热采暖系统采用蓄热介质以往年最大热负荷定蓄热量。在天气状况良好的情况下，可能不需要过多的热量，用户可以根据需求灵活控制蓄热介质的流量，从而达到用户侧稳定输出甚至减少谷电蓄热时间的目的。
3谷电蓄热供暖技术系统效益
低谷电蓄能供暖系统效益，分为经济效益和能源节约效益。
3.1 经济效益
经济效益是指低谷电蓄能供暖系统在运行中创造的效益，经济效益受到电价、供暖策略的影响较为明显，要做到按需供暖，才能提高供暖系统的经济效益[4]。
低谷电蓄热供暖技术的经济效益主要受两方面的影响，一方面是低谷电价时段长短和电价的限制；另一方面主要受动态蓄热量的影响。以陕西省为例，峰电段为：每日8时至20时，电价为0.54元 /（kW· h）；谷电段为：每日20时至8时，电价为0.2元 /（kW·h）。以供暖面积为3000㎡的电蓄热采暖区块为例说明蓄热供暖的节能效益。居民白天基本在外工作，采暖时间按20h计，热负荷指标按照节能建筑取38w/㎡，则该区块的热负荷为114KW；陕西省集中供热采暖价格是每月5.80元/㎡。按照下式计算：
蓄热采暖价格=蓄热电量（热负荷×采暖时间）×低谷电价×120天
集中供热采暖价格=采暖面积×每月单位面积采暖价格×4个月
供暖费用的节省比例=两种采暖价格差/集中供热采暖价格
则该区块每年电蓄热采暖需5.5万元；每年集中供热采暖需6.9万元，每年采暖季的供暖费用节省比例达21％。陕西省截至2019年已实现62万户“煤改电”采暖，其中一半按照低谷电蓄热供暖计，每户按照100㎡的建筑面积计算，按照每年“煤改电”用户5％增长趋势，到2024年陕西省低谷电蓄热采暖可节省达8亿元。
3.2 能源节约效益
按照标准煤热值7000kcal/kg(1cal=4.1858J)、燃煤锅炉热效率 90%进行计算，截至2024年，与上述谷电蓄热采暖负荷相等的燃煤锅炉需要耗煤约 24万t。该项目每年可减少二氧化碳排放65万t、粉尘排放 2.4万t、二氧化硫排放 2081t、氮氧化物排放 1839t，由此可见谷电蓄热采暖具有明显的环保效益。
4 结束语
通过对利用谷电蓄热采暖技术的介绍，分析阐述了该技术的优势及应用前景，并通过接近实际情况的低谷电蓄热采暖的举例，分析得出该技术具有很好的经济性和环境效益。综上所述，基于谷电蓄热采暖技术的系统，是改善环境、促进电网削峰填谷、提高可再生能源利用率的有效途径之一，是一项值得大力推广的储能技术。
[1]李坤, 金兴, 辛超, et al. 引进型机组参与两班制调峰的节能效益[J]. 能源与节能, 2012(12):68-70.
[2]发改运行[2015]518号：国家发展改革委 国家能源局关于改善电力运行 调节促进清洁能源多发满发的指导意见
[3]梁文静．清洁采暖助力“煤改电”[J].供热制冷.2016,12（1）：47-50
[4]蔡运罡. 低谷电蓄能供暖系统的应用探讨[J].科技创新与应用,2017(2):91-91.
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论文作者: 王飞
论文发表刊物:《城镇建设》2019年 24期
论文发表时间:2020/3/4
标签：蓄热论文; 采暖论文; 低谷论文; 系统论文; 技术论文; 介质论文; 效益论文; 《城镇建设》2019年 24期论文;