在環(huán)境保護和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下，火電面臨轉(zhuǎn)型發(fā)展壓力，在煤電去產(chǎn)能的形勢下，燃煤背壓熱電聯(lián)產(chǎn)憑借高效節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，依然得到國家大力支持，屬于國家鼓勵類的技術(shù)行業(yè)，是淘汰落后抽凝熱電項目的最佳替代方案，但背壓熱電項目存在穩(wěn)定熱負荷限制和不能熱電解耦的問題，基于熔鹽熱儲能的背壓機組熱電聯(lián)產(chǎn)能夠有效解決這兩個問題，通過對抽凝熱電項目技改分析，儲熱式背壓機組熱電聯(lián)產(chǎn)能夠極大拓展背壓熱電項目的應(yīng)用范圍，提高經(jīng)濟評價指標(biāo)，具有很好技術(shù)經(jīng)濟可行性和市場推廣價值。

(來源：北極星電力網(wǎng) 作者：張勇 作者單位：江蘇中科智儲科技有限公司)

關(guān)鍵字： 熱儲能 熔鹽 背壓熱電聯(lián)產(chǎn)

1、介紹

背壓機組熱電聯(lián)產(chǎn)項目，憑借能源綜合利用效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，得到了國家大力的政策支持，《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》明確將背壓(抽背)型熱電聯(lián)產(chǎn)明確列為鼓勵類產(chǎn)業(yè)。2016年發(fā)布的《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》中，“熱電聯(lián)產(chǎn)項目應(yīng)優(yōu)先采用背壓熱電機組”，“優(yōu)先并鼓勵建設(shè)高效的背壓式熱電機組，因地制宜制定背壓式熱電機組稅費支持政策”，正是在這樣的政策環(huán)境下，背壓熱電聯(lián)產(chǎn)近些年得到了快速發(fā)展。

與抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn)機組相比，背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機組沒有凝汽器和循環(huán)水設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單、造價低，由于沒有冷源損失，可以實現(xiàn)能源的高效利用，機組的熱效率普遍可高達80%~90%[1]，是名副其實的節(jié)能環(huán)保型機組，然而，與其他的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)相比，背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)還存在一些不足，如下表所示：

從上表可以看出，背壓熱電聯(lián)產(chǎn)項目具有能源利用效率高的優(yōu)點，但由于背壓機組供熱和發(fā)電的耦合特性，熱電聯(lián)產(chǎn)通常采用“以熱定電”方式運行，供熱靈活性差，只能適用于有穩(wěn)定熱負荷的應(yīng)用場景，也不能參與電網(wǎng)調(diào)峰，無法獲得輔助服務(wù)收益。

2、技術(shù)說明

對于背壓熱電聯(lián)產(chǎn)項目來說，當(dāng)熱負荷大幅波動，低于鍋爐的最小負荷時，需要將過剩的蒸汽熱能存儲起來，工程技術(shù)經(jīng)濟難度較大;事實上，這種情況是由鍋爐燃燒穩(wěn)定性要求和熱能生產(chǎn)過程的大慣性，與汽輪機熱功轉(zhuǎn)換和熱能利用的需求波動性之間的矛盾造成的，如果在鍋爐內(nèi)將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為易存儲的高溫?zé)崮埽瑢㈠仩t的熱能生產(chǎn)與后續(xù)的熱能利用分隔開，就能夠有效解決背壓熱電聯(lián)產(chǎn)面臨的熱電耦合和負荷波動問題，不僅能增加背壓機組應(yīng)對波動熱負荷的能力，還能夠使背壓機組“以電定熱”運行，滿足電網(wǎng)的調(diào)峰需求。

基于熔鹽熱儲能的背壓熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是利用熔鹽為工質(zhì)的鍋爐和熔鹽熱儲能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的以汽水為工質(zhì)的鍋爐，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高溫熔鹽熱能，并存放在儲熱設(shè)備中，使熱能的生產(chǎn)和利用分離，同時滿足鍋爐高效運行和系統(tǒng)發(fā)電供熱靈活性要求，原理技術(shù)示意圖如下所示：

如上圖所示，背壓機組的進汽來自熔鹽熱儲能系統(tǒng)的換熱器，蒸汽流量、溫度、壓力參數(shù)調(diào)節(jié)方便，能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰需求;另外，換熱器產(chǎn)生的蒸汽還可直接對外供熱，與背壓機組排汽共同滿足熱負荷需求，在一定范圍內(nèi)，背壓機組能夠“以電定熱”運行，實現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的“熱電解耦”目標(biāo)。

2.1 設(shè)備說明

(1)熔鹽鍋爐

熔鹽鍋爐以熔融態(tài)無機鹽作為工質(zhì)，將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高溫熔鹽熱能，屬常壓設(shè)備，安全性好，設(shè)備簡單，技術(shù)成熟，廣泛應(yīng)用于化工、工業(yè)加熱領(lǐng)域。熔鹽鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒方式，具備煤種適應(yīng)性廣、燃燒效率高和低污染的特點，鍋爐熱效率不低于90%，是國內(nèi)外公認(rèn)的燃煤清潔高效利用方式。熔鹽鍋爐配置余熱回收裝置和脫硫脫硝除塵設(shè)備，能夠滿足鍋爐能耗指標(biāo)要求和的污染物超低排放指標(biāo)要求。

(2)熔鹽儲熱介質(zhì)

一般采用二元無機鹽，由60%硝酸鈉和40%的硝酸鉀組成，熔點為220℃，工作溫度在290℃~565℃，熱容量大，粘度較低，在600℃以下有良好的熱穩(wěn)定性[2]。