工业锅炉谷电替代技术

周厚国++杨双双++曾智勇

摘要：根据生物质燃料替代政策，以节能环保为切入点，从经济性、现有资源利用条件、环保安全性3个方面选取因素指标，开发出了谷电熔盐蓄热系统应用于工业锅炉，实践结果表明：相比天然气作为燃料替代，谷电替代具有降低企业生产成本，扩大利润空间，有利于促进企业的良性发展。同时电能保证用户侧清洁无污染排放，兼具企业发展与环境保护的双赢局面。谷电的有效利用能改善电力峰谷差，平衡国家电网安全运行，是电网发展谷电经济的重要手段。

关键词：熔盐； 谷电； 清洁环保

中图分类号：TM732

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）16000102

1引言

企业发展是硬道理，环境保护是硬要求。工业锅炉是重要的热能设备，广泛应用于工业领域的热需求[1]。相当长的时间内，我国实行“以煤为主”的能源政策，工业锅炉的生产、使用一直以燃煤锅炉为主。随着环保意识的提高，国家及政府推出了一系列的节能减排政策和措施，大力发展清洁能源。生物质燃料因缺乏与自身清洁环境相适应的专门的大气污染物排放标准，深圳开展了生物质锅炉替代项目。其中天然气替代、电能替代[2，3]是两大主流方案。

熔盐具有热系数大，热稳定性好，热容量大，溶解能力高的优异特性[4]。我国电价实行谷峰制，旨在鼓励大家用谷电，在提倡利用清洁能源的背景下，整合现有资源，针对部分企业使用生物质锅炉进行谷电改造。利用国家峰谷电价政策，采用电加热方式在享受谷电价格时间段将热量存储于蓄热设备内，生产需要时，高温熔盐通过换热装置与需要热源进行换热，能量再以热交换的形式释放出来，满足生产需要。

2方案设计原理

设计谷电熔盐储热换热系统（图1），采用熔盐作为储热介质，在晚上电低谷期间，机组利用廉价低谷电自动加热熔盐，将电能转换成热能并储存在高温罐内，生产需要时根据用热量需求逐步自控释放，可单罐也可采用模块式双罐组合工作。

3经济性分析

技术参数：某工厂需求0.6MPag饱和蒸汽量2 t/h，具体参数见表1。

已知：进水20℃时，水焓值H1为83.91 kJ/kg；0.6 MPag饱和蒸汽温度为158.84℃，饱和水焓值H2为2756.66 kJ/kg，电加热效率0.95，储热效率0.95，损热效率0.95，

由计算公式Q=m（H2-H1），得每小时产汽所需热量：

Q=2000×（2756.66-83.72）=5345880 kJ。

4资源利用条件

能源是经济和社会发展的重要物质基础。目前，我国天然气资源量只占世界总量的0.9%，天然气资源人均占有量仅为世界人均水平的4.3%。从长远来看， 天然气是非可再生能源，且我国属于天然气进口国家，天然气气源不稳定、价格受国际能源市场价格波动增加了国内能源供应难度。

近年来，我国谷电富余目前已成常态，我国推行峰谷电价政策，用优惠电价鼓励错开用电高峰，减轻用电高峰阶段的供电压力。 同时，电加热可利用效率>95%，设备系统简单，操作方便，调节灵活，占地面积小，环境适应性强。低谷电蓄热设备可根据场地不同灵活放置，有效减少占地。平衡国家电网安全运行，提高发、变、配电设备的使用率，熔盐谷电蓄热锅炉几乎不受气候、地质条件限制。

熔盐是世界上公认的最佳高温传热储热介质，具有储热密度大、价格低、放热工况稳定易调节等优点。

5环保安全性

燃气锅炉对城市基础设施依赖性较大，使用过程中存在安全隐患。且依然存在温室气体的排放，二氧化碳是温室气体，积聚过多会千万温室效应，影响生态平衡。

谷电蓄热工业锅炉技术采用电能作为热源，无污染物排放，符合国家低碳环保、节能减排政策。就地生产，就地消费，减少热量损耗，提高能源利用效率。对城市基础设施依赖性较低，整个系统安全可靠。

6优化方案

从长远可持续角度出发进行优化，利用储热技术对可再生能源消纳并实现联产联供技术，整合用户侧可再生自然资源与谷电互补供给系统，根据用户需求设计科学合理的电、热输入比例，提高能源利用效率、杜绝污染排放、改善电力峰谷差。在保证用户需求的同时，减少系统对基地能源的依赖。同时提升能源的综合利用效率，并减少系统的温室气体排放。通过对多种清洁能源进行资源整合，提高清洁能源的竞争力。充分发挥可再生能源的经济效益、环境效益、社会效益。推动可再生能源产业规模化、商业化，进一步完善可再生能源产业链体系。

2017年8月绿色科技第16期

杨双双，等：工业锅炉谷电替代技术

能源与节能

7结语

节能环保产业属于典型的政策法规驱动型产业，既要突出市场导向，充分发挥市场配置资源的基础性作用，又要加强政府引导，驱动潜在需求转化为现实市场。既符合国家宏观节能政策，又满足企业自身经济效益的需要，同时缓解电力设施的制约。

（1）与燃气锅炉相比，谷电锅炉运行费用具有明显的经济性，且谷电利用不破坏已有设备的整体结構进行扩充。

（2）由分析可知，推广谷电利用具有完全的可行性，完善相关的储热蓄能配套措施是电网发展谷电经济的重要环节。

（3）市场利好离不开相关政策的扶协，随着光热发电技术的进一步成熟，发电技术运用的整个流程都属于环保生产。打造清洁产业链，实现经济、社会、生态全面协调可持续发展。

参考文献：

[1]

刘凤强.工业锅炉发展现状及趋势[J].应用能源技术，2014（5）：19～20.

[2]杨瑞瑜.九评：我国电网谷电大规模储能调峰技术路线[J].电网与清洁能源，2015（6）.

[3]裴海波， 李德智，韩婉娇，等.面向新能源消纳的电能替代技术[J].电力需求侧管理2016， 18（6）：45～48.endprint

[4]杨武龙，姜洪涛，吴靥沙，等.熔盐在新能源领域的應用[J].过程工程学报，2012，12（5）：897.

Alternative Technology of Industrial Boiler Valley

Zhou Houguo， Yang Shuangshuang，Zeng Zhiyong

（Shenzhen Ai Neng Sen Technology Co.， Ltd.， Shenzhen， Guangdong， 518057， China）

Abstract： According to biomass fuel alternative policies，based on energy conservation and environmental protection as the breakthrough point， this paper has developed the three factors of economic efficiency， existing resources utilization and environmental protection.It has developed the application of the valley thermal storage system in industrial boilers.The results showed that compared with natural gas as a fuel substitute， alternative valley power with lower production costs andgreater profit spaceis conducive to promote the benign development of the enterprise. At the same time， power can ensure that the user side is clean and has no pollution emissions with win-win situation between enterprise development and environmental protection. The effective use of valley power can improve poor electricity peak valley and balance the safe operation of the national power grid， which is an important means of valley power grid development economy.

Key words： molten salt；valley electricity；clean and environmental protectionendprint