20170615火电灵活性改造技术-蓄热罐(青岛达能-傅吉收)

大型蓄热罐技术青岛达能环保设备股份有限公司热电联产灵活性改造安博国际工程咨询公司技术中心副总工傅吉收2017年6月15日·大连——达能公司简介目录：——公司产品介绍——火电机组灵活性改造现状——合作单位·丹麦安博公司简介——蓄热罐技术方案介绍——蓄热罐技术方案业绩青岛达能环保设备股份有限公司青岛达能环保设备股份有限公司，位于中国山东省青岛胶州市，是国家高新技术企业、AAA级信用企业，注册资金7100万元，占地面积17万平方米，公司员工800多人。主营业务：环境污染防治、环保节能专用设备、锅炉辅助设备的研制及销售业务。主导产品：脱硫废水处理系统、锅炉余热利用节能除尘系统、锅炉输渣系统等配套设备系列产品。下设青岛能源科技有限公司，并且是北京清远顺合环保科技有限公司的控股公司。企业简介——历史沿革民族品牌、持续创新、精细服务达能公司产品——概况⑦低温省煤器+MGGH国家科技课题、省科技一等奖⑥全负荷脱硝水调节、安全高效⑧脱硫废水零排放两级低温喷淋蒸发、工艺简造价低⑨除尘除雾器高效湿膜除尘除雾、5mg/Nm3③CFB锅炉分级冷却底渣系统拓功能提性能、国际领先④鳞斗干渣机底渣系统领先行业一代、国际领先⑤刮板捞渣机底渣系统八百工程经验、与您分享②循环水极化处理零加药、高倍率、节水节能①火电厂深度调峰蓄热罐热水蓄能、灵调峰、深节能⑩湿式静电除尘器不锈钢极板、喷嘴置集尘极②③④⑤⑥⑦⑦⑨⑧⑩①丹麦Ramboll（安博）公司Ramboll（安博）于1945年成立于丹麦，是全球前10的环境及工程咨询公司，全球前10的能源咨询公司，拥有超过2800名环境、健康与水资源领域的专家，在35个国家共拥有超过13000名员工。服务领域涉及建筑、交通、环境与健康、水、能源、油气、可持续规划及城市设计、管理咨询等。Ramboll–independent-foundationowned-internationalconsultant安博-独立的-基金会拥有的-国际化的咨询公司2017年1月16日，青岛达能环保设备股份有限公司就蓄热器技术合作事项与Ramboll（安博）正式签订了《框架合作协议》。2017年3月7日，Ramboll（安博）公司到达能进行参观访问，双方就合作事项进行详细交流，并与三月下旬会同青岛达能公司相关人员一起走访了国电、国电投、华润等公司及电厂。截至2015年底，我国水电、风电和太阳能发电装机规模分别达到3.2亿千瓦、1.31亿千瓦、4200万千瓦，均居世界第一位，可再生能源总发电量也位居世界第一。风电持续快速发展的同时，近年来我国部分地区的弃风弃光问题也日益凸显。国家能源局发布的2015年风电产业发展情况显示风电弃风限电形势加剧：全年弃风电量339亿千瓦时，同比增加213亿千瓦时，平均弃风率15%。尤其是我国“三北”地区，由于燃煤热电比例高，冬季供暖期调峰困难，弃风问题严重，部分地区弃光问题也开始出现。为了保证民生供热需求，“三北”地区热电联产还将持续增加，加上调峰电源建设条件较差，“十三五”期间可再生能源消纳形势更为严峻。通过灵活性改造提升电力系统调节能力，是解决风电等可再生能源消纳最直接有效的措施之一。火电机组灵活改性现状2016年国家能源局对外发布《关于下达火电灵活性改造试点项目的通知》，要求通过加快能源技术创新，挖掘燃煤机组调峰潜力，提升火电机组灵活性，全面提高系统调峰和新能源消纳能力。技术要求：（1）热电机组增加20%额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30%-40%额定容量；（2）纯凝机组增加15%-20%额定容量的调峰能力，最小技术出力达到30%-35%额定容量。（3）部分具备改造条件的电厂预期达到国际先进水平，机组不投油稳燃时纯凝工况最小技术出力达到20%-25%。十三五规划：灵活性改造2.2亿千瓦（相当于2020年煤电装机的20%），其中热电机组1.33亿千瓦（三北地区），纯凝机组0.87亿千瓦。增加调峰能力0.46亿千瓦。灵活性改造路线选择-蓄热水罐方案蓄热水罐方案主要是在保证机组日间高负荷发电，保证正常供暖基础上，增加抽汽的量，额外加热一部分热网循环水，并从供水侧引出至蓄热水罐中储存。在夜间社会用电量低谷阶段，机组参与进行深度调峰，同时将蓄热水罐中的热水直接输送至热网供水母管中供热，以避免调峰期间采暖抽汽不足的问题。中型区域供热系统蓄热器的压力和系统压力一样大型区域供热系统的配送压力高，保证蓄热器经常在较低的压力工作蓄热罐介绍蓄热水罐技术来自于北欧，北欧在热电联产和集中供热方面，特别是大型蓄热水罐方面已经有三四十年的应用历史。在丹麦和瑞典，几乎所有的热电厂出口都设置有大型的蓄热水罐。按压力划分由于区域供热系统的特点，区域供热系统中使用的蓄热罐通常为常压式或有压式热水蓄热罐。一般管网温度低于100℃时设置常压型蓄热罐，高于100℃时设置成有压型蓄热罐。建造有压式蓄热罐的成本要比建造常压式蓄热罐的成本高,检验安装难度较大。变压式蓄热罐定压式蓄热罐直接储存蒸汽储存热水和小部分蒸汽常压式有压式按安装形式划分立式卧式露天直埋蓄热水罐的罐体主要由碳钢板分层焊接而成，在罐体的上部和下部设置布水盘和喷嘴，作用是将热水和冷水均匀缓慢的引入至罐体内部。蓄热罐基本结构蓄热罐工作原理蓄热罐内部可同时储存热水和冷水。水温不同，水的密度也不同，在一个足够大的容器中，由于重力原因，密度不同的冷热水自然分层，热水在上，冷水在下，中间形成1m左右的过渡层。当热源产热量大于用户用热量时，蓄热罐蓄热时，热水从上部水罐入，冷水从下部水管排出，过渡层向下移动；当热源产热量小于用户用热量时，蓄热罐放热，放热时，热水从上部水管排出，冷水从下部水管进入，过渡层向上移动。罐体中水的质量是保持恒定不变的，而能量是变化的。蓄热罐工作过程的实质就是蓄热、放热的过程。在用户热负荷需求较低时，蓄热罐将发电系统产生的多余热量吸收并储存，等用热负荷上升时放出热量。蓄热罐工作时，应保证其进、出水流量平衡，并在冷、热水液位上下变化时保持过渡层稳定。另外，为避免蓄热罐内的水溶解氧并将这些水带入热网，影响热网循环水水质，蓄热罐内的液面上通常冲入蒸汽或氮气，保持微正压，使蓄热罐内的水与空气隔离。蓄热罐主要功能1）保证热网的安全运行：如果万一出现管路爆裂等异常现象，大量失水时，在故障修复后，可以快速补充热量；万一出现异常低温时，蓄热罐可以提供短期的尖峰热源。2）电负荷调峰（下调）：当电力过剩或需要为新能源让路时，将火电厂的发电量降下来，但为保证低压缸拥有一定的冷却蒸汽流量，发电负荷不能降得太低，而且各级供热抽汽量不能太大，因为此时有可能会造成供热量不足，这时，储热罐就可以利用储存的热量来解决这个问题。对于具有背压运行模式的机组，其发电量可降到很低的水平，这需要增大汽机旁路流量或增大锅炉主蒸汽直接供热的抽汽量，这就会造成供热量过大，此时就可以通过大型蓄热水罐将过多的热量储存起来备用，从而实现更大深度调峰。3）电负荷调峰（上调）：在电网缺电时，需要火电机组发挥其最大的发电能力，则必须停止或降低抽汽供热的比例，此时供热能力下降，则热量不足的部份由大型蓄热水罐补充供热。4)增加热电厂和供热公司供热调节手段，优化安排发电和供热之间的调度，使得生产计划的制定变得更加灵活，有利于机组保持在较高的效率下运行，提高经济性。艾维多电厂的蓄热器TheHeatACcumulatoratAvedøreværketHeight:50mTwotanksoperatedasoneVolume:44,000m3Pressure:2Baratthetop(7Baratthebottom)Maxtemperature:120CMax.energycontent:2500MWhCharge/discharge:330MJ/sfor7hours阿玛电厂的储热器TheHeatACcumulatoratAmagerværketHeight:50mVolume:22,000m3Pressure:2Baratthetop(7Baratthebottom)Maxtemperature:120CMax.energycontent:1250MWhCharge/discharge:330MJ/sfor3.5hours（以上均为丹麦哥本哈根项目）蓄热罐方案部分业绩Ramboll（安博）蓄热器业绩序号工程项目年份类型温度/℃尺寸/m体积/m3产热量/发电量MWh/MW服务内容1Silkeborg，丹麦（锡尔克堡）2015-常压10/85高度：31直径：282×14000850/50基本设计，采购和监督2Haslev，丹麦2015-常压90高度：29直径：198000420/30基本设计，采购和监督，管道计算3Malmø，瑞典马尔默2015-常压100-3-5000-概念设计研究4Hamborg，德国汉堡2015-常压100-5-7000-概念设计研究5Seoul，韩国首尔2015-承压120-20000高达900/300概念设计研究6Bresia，意大利布雷西亚2014-常压/承压--16300600/170概念设计研究7Cardenden，英国2014承压(3bar)100高度：15直径：101100-功能设计/EPC招标8Diemen，阿姆斯特丹，荷兰2012承压135高度：49直径：26240001100/330初期前端工程设计研究，风险评估9Ostroleka，波兰2012-13常压100高度：31直径：2413000725/120详细的车间加工图纸设计序号工程项目年份类型温度/℃尺寸/m体积/m3产热量/发电量MWh/MW服务内容10Gjøvik，挪威2012常压100-4000-基本设计11AvedøreCHP，丹麦2011承压120高度：49直径：262×240002200/330储热系统的重新设计，功能安全分析，新的仪控理念12SkærbækCHP，丹麦2011承压120高度：48直径：28.5280001300/330详细的疲劳计算，以减少内部检查13Jönköping，瑞典2006常压100高度：34直径：166800350/详细设计，采购和施工，监督，管道计算14AmagerCHP，丹麦哥本哈根（阿马）2003承压120高度：49直径：26240001100/330设计，采购和施工，监督，管道计算15FynCHP，丹麦菲英岛2003常压92高度：40直径：50750003500/500设计，采购和施工，监督，管道计算16AsnæsCHP，丹麦2002常压100高度：65直径：2020000设计，采购和施工，监督，管道计算17MariboCHP，丹麦2000常压85高度：25直径：18.56000设计，采购和施工，监督，管道计算18StudstrupCHP，丹麦1998承压125高度：55直径：2933000设计，采购和施工，监督，管道计算19SkærbækCHP，丹麦1998承压120高度：48直径：28.528000设计，采购和施工，监督，管道计算20NordjyllCHP，丹麦1998常压85高度：30直径：4025000设计，采购和施工，监督，管道计算序号工程项目年份类型温度/℃尺寸/m体积/m3产热量/发电量MWh/MW服务内容21DTUCHP，丹麦科技大学（哥本哈根）1998常压98高度：28直径：188000设计，采购和施工，监督，管道计算22MadsnedøCHP，丹麦1995常压95高度：33直径：145000设计，采购和施工，监督，管道计算23SilkeborgCHP，丹麦1995常压85高度：31直径：282×14000设计，采购和施工，监督，管道计算24Østkraft，丹麦1995常压90高度：40直径：156700设计，采购和施工，监督，管道计算25HelsingørCHP，丹麦1993常压98高度：43直径：2414500设计，采购和施工，监督，管道计算26AvedøreCHP丹麦哥本哈根（艾维多）1993承压120高度：50直径：262×24000可行性研究