工业蒸汽蓄热技术应用场景及效益预期分析
发布者:chplaza | 来源: 国网节能综合能源 | 0评论 | 291查看 | 2019-10-18 15:58:56    

2019年10月9日,综合能源事业部与来访的北京希克斯科技有限公司(简称“希克斯”)就工业蒸汽供应、蒸汽存蓄技术及相关市场应用进行了业务交流,充实了事业部在未来多元化供热领域的技术储备。


双方交流情况


希克斯首席执行官兼首席技术官李旭刚就燃煤锅炉电蓄热替代技术进行了市场和技术方面的介绍。目前,在传统锅炉蓄热方式中,分为如下集中场景:


1.常温常压:蓄热温度小于90℃,使用小面积采暖和供应生活热水;


2.常温有压:蓄热温度小于95℃,使用小面积采暖和供应生活热水;


3.高温高压:蓄热温度100℃到200℃,温差大,供热能力强,运行成本低,可供蒸汽。


以上场景涉及的蓄热技术主要包含了热水蓄能、相变蓄热、固体蓄热和蒸汽蓄热几种。希克斯公司针对目前相变蓄热和固体蓄热技术存在的技术瓶颈进行了介绍,旨在更全面提升未来对具体项目的评估纬度。如相变蓄热技术能量密度大、设备占地面积小等优势,但也存在核心材料造价高、理想运行条件苛刻等问题;固体蓄热技术较为成熟,但存在核心蓄热材料因循环次数增多产生效率衰减问题和寿命问题。


蒸汽蓄热技术简介


原理:传统蒸汽蓄热技术主要在终端用户用汽负荷下降时产生多余的饱和蒸汽,通过蒸汽蓄热器进行存储。蒸汽蓄热器是热能的吞吐仓库,一般为卧式圆筒体,内装软化水。而电蒸汽锅炉蒸汽蓄热技术主要利用电蒸汽锅炉作为热源,系统中配置封闭蒸汽蓄热装置,充分利用低廉低谷电价把蒸汽能量贮藏转化为体积小的高压热水保存,供白天高峰用电期间供蒸汽再释放使用,降低直接电加热运行费用。


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充热过程:当用汽负荷下降时,多余蒸汽以热能形式通过充热装置充入软水中贮存,使器内水压力、温度上升,形成一定压力下的饱和水;


放热过程:当用汽负荷上升,锅炉供汽不足时,打开储热器,随着压力下降,器内饱和水成为过热水而自行蒸发,向用户供汽。


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通过蓄热器对热能的吞吐作用,使供用热系统平稳运行,从而可使锅炉在满负荷或某一稳定负荷下平稳运行。蓄热器中的水既是蒸汽和水进行热交换的介质,又是蓄存热能的载体。


蒸汽蓄热适用场景


1.应用于用汽负荷波动较大的供热系统,例如制浆造纸、化纤、纺织等行业。


2.无锅炉企业必须外购热电厂过热蒸汽、而单位自身只需饱和蒸汽;存在高能低,高焓低用问题;


3.应用于瞬时用汽量较大的供热系统,例如使用蒸汽喷射真空泵的行业,间隙制气的煤气厂,氮肥厂等.


4.应用于汽源供汽不稳定的供热系统,例如采用余热锅炉供气,采用汽化冷却供汽的体系.锅炉负荷往往受余热量变化的影响而不能稳定,采用蓄热器后可使热系统稳定运行。


5.应用于需要随时供汽,随时用汽的供热系统,例如间断用汽(不连续),随时用汽(早晚用汽多,中午用汽少,白天用汽多,晚上用汽少)的宾馆、饭店等。


6.冬季/夏季蒸汽负荷差距较大,冬季蒸汽负荷占比较大场景;


7.燃气锅炉运行燃烧机频繁启停,蒸汽使用量不稳定或者大多数时间均很小蒸汽量场景。


蒸汽蓄热效益预期


1.提高锅炉运行效率、节约燃料。实践表明,使用蒸汽蓄热器,一般可节约燃料5%,有时超过10%。


2.保证汽压稳定,生产正常,提高产品产量和质量。


3.使锅炉稳定运行,消除锅炉因经常赶火、压火、拨火等不正常运行而可能引起的损坏、延长其使用寿命。


4.减轻司炉人员的劳动强度,提高锅炉安全运行率。


5.锅炉工况稳定后,可以方便的控制风煤比,鼓引风比稳定,改善燃烧过程、减少因不完全燃烧造成的环境污染。


6.增大供热能力、减少基建投资。在供热能力低于用热负荷的企业恰当的安装使用蓄热器,可使供汽量提高,避免锅炉增容而起到减少基建投资的效果。


总结


总之,蒸汽蓄热技术可有效地解决蒸汽的供需矛盾,从而稳定锅炉运行工况,达到提高蒸汽品质,稳定生产工艺、节能降耗的目的。凡是蒸汽负荷不稳定的供热系统,蒸汽白天需求与夜间时间错峰、峰谷电价差距较大的场景,使用蒸汽蓄热器都可收到良好效果。

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