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峰谷电加热熔盐蓄热技术助力供暖“煤改电”

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    新华网北京1月25日电(张世祥)当前,以京津冀为中心的整个华北地区大面积的雾霾天气已经严重影响到了人民群众的日常生活和身体健康,雾霾天气凸显了京津冀地区乃至我国能源利用状况不合理问题十分突出,大量冬季采暖燃煤是造成京津冀地区冬季空气严重污染的主要原因之一。

    业内专业人士表示,实施“煤改电”供暖技术,利用电力取代燃煤锅炉集中供暖,逐步扩大电采暖的使用比例,特别是推广电网峰谷电采暖方式,是有效控制采暖期空气质量的一个重要途径。目前北京市及周边城市纷纷启动了“煤改电”供暖工程,各级政府也出台了相关的优惠鼓励政策。

图为:中投亿星新能源投资有限公司董事长李亚斌

    目前,一种利用峰谷电加热熔盐蓄热集中供暖的“煤改电”技术走进业内人士的视野,据了解,该技术是一种基于熔盐显热蓄热的电加热集中供暖技术,本技术采用独立熔盐蓄热集中供暖系统,利用晚上峰谷期的低价电加热熔盐储能,白天通过盐-水换热器将循环水加热至供暖温度,将热水输送至建筑物内末端盘管,实现对建筑的供暖功能。本技术使用峰谷电满足白天用电高峰期的供暖需求,有效转移了盈余的峰谷电力,提高了电网稳定性和电能的使用率,并且完全取代了燃煤供暖锅炉,真正实现了建筑供暖的“煤改电”工程改造。

    据了解,熔盐蓄热集中供暖系统采用双罐熔融盐蓄热技术,采用混合熔盐作为蓄热工质,利用低价低谷电力加热熔盐储能,白天不再消耗电力供暖。该技术在夜间低价峰谷电时段,通过熔盐泵将冷盐罐内的熔盐抽出输送到熔盐电加热器将熔盐加热至高温(约500℃左右)后进入热盐罐,在白天用电高峰期利用熔盐泵将热盐罐内储存热量的高温熔盐抽出输送到熔盐-水换热器,加热市政供暖用的水循环系统产生热水,向居民供暖或提供洗浴用热水,此时不再消耗电力用于加热熔盐。此技术只需要将集中供暖系统的燃煤锅炉房改造成熔盐蓄热电加热系统,市政管网及供暖用户末端设备均不需进行改造,最大限度的降低了改造成本,同时实现了电网移峰填谷的目的。

    夜间将电网谷电输送至熔盐电加热器,将低温熔盐加热储存在高温罐中,供暖时将高温熔盐送入熔盐-水换热器加热供暖水路,降温后的熔盐回到冷盐罐中等待夜间再次加热,实现整个供暖循环。系统结构简单、设备少、运行可靠安全,真正实现了绿色供暖的同时缓解电网峰谷差,实现移峰填谷。

    利用峰谷电加热熔盐蓄热集中供暖的“煤改电”技术实施系统主要包括高、低温熔盐罐,熔盐泵,熔盐电加热器,熔盐-水换热器,混合熔盐等设备和材料,系统结构简单,技术成熟,非常适用于京津冀地区建筑面积大于1万平方米的小区、商业地产、旅游区建筑、别墅区等使用,全系统的投资成本大约在每平方米150元左右,供暖季运行成本根据峰谷电价不同在每平方米13元至18元,具有良好的经济性能,适合大规模的推广和应用。

    1月22日,中投亿星新能源投资有限公司(以下简称“中投亿星”)董事长李亚斌在全国工商联新能源商会召开当的新闻发布会上表示,中投亿星新能源投资有限公司与北京工业大学“传热强化与过程节能教育部重点实验室”主任马重芳教授团队联合组建的中投亿星红日太阳能科技有限公司,系太阳能热发电储能系统技术与装备的专业提供商、集成商和服务商。公司技术团队在熔盐传热蓄热领域积累了全套的专利及非专利技术,拥有目前国内唯一高温熔盐储能全系统自主知识产权,并在低熔点熔盐领域取得了国际领先的研究成果和产品。

    李亚斌还强调,公司正在制定一系列市场战略,抓住国家利好政策的时机,强化熔盐技术,积极融入“煤改电”供暖技术革新过程中。

    另据了解,中投亿星凭借在熔盐传热储能系统的技术优势与经验,能够大幅降低目前光热发电站的投资成本近30%。凭借马氏太阳盐的超宽温、低熔点的特性,该公司的槽式系统(已经运行8000小时以上)将传热与蓄热工质合二为一,取消了导热油传热回路,利用马氏熔盐直接经过集热管升温储存热量,减少了导热油换热系统,提高了储能温度和效率,同时降低了管路系统压力,简化了控制系统和设备,提高了电站可靠性和安全性,环境友好无污染,将带来巨大的经济效益,为太阳能发电的快速发展奠定了坚实的基础;对于塔式系统,采用马氏熔盐后将大大降低熔盐上塔冻堵的风险,降低塔式熔盐电站技术难度和成本,为塔式熔盐电站在国内的建设和推广提供有力支持。

    据李亚斌介绍,中投亿星在重点实验室的基础之上,公司成立了高标准的研发中心,中心考察了国外大部分的商业运行电站,结合国外的经验,自主创新,进一步注重实践,并合作建成商业化的示范工程,积累了宝贵的经验。凭借专业的团队、领先的技术、雄厚的资金,致力于太阳能光热电站储热系统的专项研究与运用,从事新能源和节能减排领域储能材料和储能设备的研发、生产和销售,提供包括太阳能热发电、风电、光伏等各种新能源以及建筑供暖、智能电网、工业余热应用等节能减排领域的储能系统解决方案、系统集成及EPC总包。

    据新华网了解,熔盐技术不但在供热领域大有作为,而且还在工业化工余热利用方面也具有重要作用。

    首先,在高温烟气余热,耗用燃料的工业炉窑及内燃机、燃气轮机的烟气等;其次,炉渣余热:冶炼过程中产出的大量炉渣如:高炉、转炉、电炉炉渣、循环流化床煤渣等。再次,产品余热:焦炭、陶瓷、玻璃等产品的显热。第四,冷却介质余热:各种气化冷却装置、工业窑炉的水套等冷却装置产出的蒸汽、冷却水等。第五,可燃废气余热:炼铁高炉产出的煤气、炼油及化工厂的可燃废气等。第六、化学反应余热:冶金、硫酸、硝酸、化肥、化纤、油漆等工业部门生产过程中的余热等。最后,冷凝水、废水余热:工业生产过程蒸汽在工艺过程结束后冷凝水及各生产制造厂的废水等。

    与此同时,工程技术领域也有广阔的应用前景,比如核电钍基熔盐堆和高温熔盐堆、化工盐浴炉、蓄热恒温干燥、各种工业余热应用、智能电网储能、火电站储能、稠油资源高温裂解开采、等其他中高温传热蓄热领域。