火电机组深度调峰技术研究

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1 电极式热水炉概述

1.1 热水锅炉工作模式

所谓的电极式热水锅炉实际上指的就是直热式锅炉。在其实际应用的过程当中根据不同的划分规则可以将其进一步划分为电极热水锅炉以及电极蒸汽锅炉。就我国当前的实际情况而言，由于各类因素的影响在电蓄热调峰领域当中应用的几乎全为电极热水锅炉。该锅炉在实际使用中所采用的具体原理如下所示：首先，通过三相电机作用的正常发挥，借助于水资源在实际流动中所表现出来的高热阻性质，想方设法在电阻设备内部增加一些电导率。使得炉中水加热放电，从而进一步将99%的电能转化为热能的形式，同时还可以生成大量的蒸汽以及热水。为了保证这套锅炉系统能够满足人们的实际使用需求，设计人员为其添加了循环水泵、电极锅炉、换热器、补水定压装置等等。通过这些装置作用的正常发挥可以使系统当中热水产生的一系列热能向热网完成相应的输送活动。当供热工作完毕之后，还可以使热水进一步返回到锅炉当中进行二次吸热。

就一般情况而言，电极热水锅炉在实际工作中相应的功率可以在0.5%～100%之间进行自发调节。当锅炉的实际功率处于5%～100%的时候，还可以对其无级调节。在火电机组正式运行的过程当中，独立设置电极锅炉系统可以全方位利用设备所产生的电力能源实现热能的转化工作。除此之外由于该套锅炉在实际应用中所具有的一系列优势，可以和热水罐相互结合，一同为储存热能提供强有力的支持。

该系统在实际应用中所需要的占地面积非常小，而且需要投入的资金量也非常低。该套系统的有效应用完全可以满足电网深度调峰调度工作的实际与需求。由于换热功率相对而言比较大，同时基于该系统采用了蓄热的方式。因此在对机组进行调峰时，相应的使用时长以及功率不会受到其他条件的束缚。这样可以使该机组调峰潜力充分地发挥出来[1]。

1.2 电极锅炉特点

对于电极锅炉而言，在其实际应用的过程当中适合在电压为6～20kV的范围内使用。由于该项特点，该电极锅炉可以应用在一些电压不是十分稳定的电网系统当中。电极式锅炉系统在实际应用中有以下几个方面的优势：首先，电极锅炉的生产效率非常高，大部分锅炉都达到了99%以上。同时其本身的体积较少，可以节约我国有限的土地资源。其次，在锅炉使用的过程当中，可以直接利用10kV高压电对其进行直接供电。这种供电方式可以进一步降低对变压器的投资额度。再次在实际运行的过程当中，其安全性能以及稳定性能非常高。没有蒸汽换热环节，无须对锅炉进行排污处理。最后，通过锅炉作用的正常发挥可以全方位调节电网峰谷的差值，进一步减小电网在白天所需要承担的负荷，充分利用电网在夜间的低谷电[2]。

2 固体蓄热技术

（1）固体电蓄热设备工作原理。高温固体电蓄热设备的组成部分有很多，在实际应用中通过高温固体蓄热设备作用的正常发挥，可以保障电发热体热量供应工作的正常进行。通过电发热体可以将电能直接转变为热能，让蓄热体进对热能进行有效吸收。蓄热体本身的温度系统在实际使用的过程当中，会通过内部元器件作用的正常发挥自动断开相应的开关，停止向电网提供电力。当遇到特殊情况时，可以利用热输出装置连接蓄热体以及热交换器。通过换热交换器作用的正常发挥，把热能进一步转变为热风热水等等满足人们的实际使用要求[3]。

（2）固体蓄热调峰原理。就当前的实际情况而言，在火电厂根据自身工作的实际需求展开深度调网工作时，承担深度调峰工作的主体是热电厂。之所以要采取这样的方式最根本的原因是通过该区域作用的正常发挥，可以使大量的电能转化为热能，并且将热能用于人们日常生产生活的集中供热工作。纯凝电厂在工作的过程当中并没有热负荷的产生，因此如果将电能储存再转化为电能或者是其他形式的能源会产生大量能量的浪费。因此，纯凝电厂在参与调峰工作最主要的工作是采取一系列积极有效的措施，使得电网的负荷得以减轻。热电厂在实际运行时，采用的主要是以热定电的方式。如果不增加大量的储能设备，热电厂只能根据供热量决定其最终发电量。而在增加了蓄能设施之后，可以实现电厂热能以及电能的灵活储存以及转换[4]。

3 高压电极热水锅炉+固体蓄热设备技术

在应用该技术进行深度调峰时，可以通过高压电极热水锅炉作用的正常发挥消耗部分机组发电量。同时对外进行供热，补充热网所需的供热量。通过这样的方式进行深度调峰。高压电极热水锅炉设备在实际使用中，相应的原理是通过一定的方式方法把电能转换直接将其转变为热能，并且将热能输送到相应的能量转换装置当中。当水和电极进行密切接触之后，电流就会转变为热量，并且将其传输到介质当中，进一步实现低温介质向高温介质的转变。除此之外通过板式换热器作用的正常发挥，可以将循环水管中所存在的热量输送到用户当中去实现高温介质向低温介质的转变。通过这一技术的有效利用，可以在最大程度上保障系统热量处于均衡的状态当中[5]。