固体电蓄热装置及经济性分析

　　6期月中国电力新能源酉体电蓄热装置及经济性分析白胜喜，赵广播，董克哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，黑龙江哈尔滨势，有望替代一部分传统的取暖设备。本文在介绍固体电蓄热装置的原理基础上，分析固体电蓄热装置的经济性和应用前景。

　　随着我国产业结构变化和人民生活水平的提高，白天高峰用电量不断增加，夜间低谷时段用电量大幅降低，供电峰谷差逐年加大，给电网运行带来较大困难和较高的经济损失。大力推广在低谷段运行的电蓄热储能装置，是‘削峰填谷“的有效办法。

　　按蓄热介质的不同，可将电蓄热储能装置分为固体电蓄热装置和液体电蓄热装置即蓄热电锅炉）2种。蓄热电锅炉可以水为介质，以导热油为介质或使用其它介质。目前，绝大多数电热锅炉中的介质是水。受水饱和温度的限制如1.6MP'时水的饱和温度为204*），蓄热电锅炉的水温不能过高，造成蓄能水箱的体积和壁厚过大，占地面积和材料消耗过多，给安装和管理带来不便，同时增加了蓄热装置的投资。采用导热油作为电热锅炉的介质，是由于导热油在常压下可达到较高的温度，可用于需要低压高温的地方。也可利用高温导热油，再将热量传递给水。但由于导热油价格较高，只能用于特殊的场所。

　　而固体蓄热储能装置却能解决上述问题。虽然一般固体材料的比热只有水的1/3-1/4，但由于固体蓄热材料的密度为水的2.5倍左右，蓄热温度可达800-1000*以上，使固体蓄热材料的蓄热能力比同体积水的蓄热能力大5倍左右，蓄能器的体积大大减小，由于固体蓄热储能装置不承受压力，对其形状也没有特殊要求，装置的占地面积和设备投资大大降低。它不仅克服了传统蓄热方式的缺点，而且兼具环保、高效、节能、安全等多项优势，有望替代一部分传统的取暖设备。

　　1固体电蓄热装置的原理英国电热储能装置制造商售给工业与民用的设备为146300套，1981-1982年为175400套，1982-1983年销量增至248300套。据不完全统计，我国现有工业锅炉约43万台，而电热锅炉约4800台，600MW，其中水蓄热电热锅炉仅占103左右，而固体蓄热还鲜有报导。

　　示出了固体电蓄热装置的简图，它以高热容材质做为蓄能组件，外壳用隔热耐火材料加强绝热保温。在夜间电力需求小的时候，蓄能组件通过电阻加热系统被加热到1000*左右，把电能转变成热能储存起来；到了白天，用电高峰期间，则通过送风系统，向储能装置内送入空气，经温度调节向用户供给热风或用热风将水加热。

　　2固体蓄热储能装置的供热系统按热用户需求，固体蓄热装置的供热可采用直接供热系统或间接加热供热系统2种。直接供热系统的原理如所示。利用价格优惠的低谷电将蓄能材料加热到超高温储存热量，白天通过送风系统白胜喜1970-）男，黑龙江哈尔滨人，讲师，从事节能锅炉研宄。

　　新能源中国电力向蓄能装置内送入空气，经温控装置将热量均衡释放，以可调的热风直接向热用户供暖。直接供热系统的特点是系统简单，冷风可直接来自环境，风温可通过系统中的风门调节。间接加热供热系统的原理如所示。该系统为双循环加热系统，在蓄能装置与热用户中间设置了一台热交换器，将放热过程和吸热过程分隔成2个独立的循环回路。蓄能装置所蓄的热量通过热风传递给热交换器中的水，将热水供给热用户。在这种系统中，由于增加了一些设备和管道，系统稍微复杂。

　　直接供热系统间接加热供热系统3固体蓄热装置的运行方式及优点固体蓄热储能装置采用不同的配置和运行方式，可获得不同的经济效益，通常有以下3种运行方。方式1：蓄热量较大，可全部用低谷电。蓄热装置全部安排在低谷8h运行，平时段8h和高峰段8h不用电。此种方式的运行费用较低，但设备一次性投资较大。方式2：蓄热量不够大时，可用低谷电加平峰电。低谷电满功率运行，平峰电半功率运行。此种方式的一次性投资较小，但运行费用较高。方式3：蓄热量较小，可用低谷电加平峰电加高峰电运行。低谷电满功率运行，平峰电60*功率运行，高峰电10*功率运行。此种方式一次性设备投资*小，运行费用*高，但综合费用较低，为经济的运行方式。

　　电能是对环保*有利的能源，电采暖不存在网络和设备热消耗，同时利用低谷电进行蓄能则可大大降低运行费用。特别是固体蓄热装置具有无污染、零排放、安装简单、占地小、成本低、运行费用低等一系列特点，而且同一台装置向用户提供热风的同时，又可向用户提供热水，该采暖方式各方面都具有较明显的优势。

　　除上述经济比较外，固体蓄热装置还具有其它不可比拟的优点，如：1）固体蓄热装置是代替燃煤锅炉供暖的**。目前，环保的呼声越来越高，现有的燃煤锅炉也计划改造使用清洁燃料。目前所采用的清洁燃料不外乎液体燃料、气体燃料和电力。在3种能源的供暖系统中，电热炉的效率*高，特别是固体蓄热装置在采用全蓄热运行的情况下，运行费用*低。从趋势看，低谷电价仍有下降空间，会使运行费用进一步降低。而且固体蓄热装置具有安装简单、占地规模小的特点，可充分利用现有锅炉房的场地进行安装和运行，是代替燃煤锅炉供暖的**。

　　2）固体蓄热装置是分户采暖的**。当前，解决集中供暖收费难主要有2个方案，其一是集中供热分户计量，另一方案是分户采暖。其中集中供热分户计量需要对现有热网进行一系列规模改造，并伴随产生一系列节能温控的问题。而分户采暖因其安装简单、体积小、计量方便已成为目前供暖方式变革的趋势。特别是固体蓄热装置的体积仅为蓄能水箱的1/5左右，并且使用成本低，运行费用低，利用低谷电较优惠的价格储存大量的热量，通过可控装置稳定的释放，成为分户供暖的**。