电厂技术改造|干货｜火电厂灵活性改造技术对比分析

电厂技术改造（干货｜火电厂灵活性改造技术对比分析）
摘要：在能源结构调整的背景下，提高火电运行灵活性是火电行业转型发展的重要方向，选择合适的技术路线是火电厂灵活性改造的关键，需要从调峰效果、改造成本和运行成本等方面进行对比分析;基于设备改造的汽轮机旁路技术、低压缸零出力技术和高背压循环水供热技术将汽轮机部分做功蒸汽对外输出供热，增加了电厂供热能力和调峰能力，但发电能力也随之降低;电极锅炉和电锅炉固体储热技术能够大幅增加调峰能力，但存在改造成本高，运行费用高的问题，在市场竞争中难以获得优势;热水罐储能技术既能增加机组低负荷运行能力，也能增加顶负荷能力，投资成本和运行成本较低，具有明显的优势，但存在储能密度低、空间占用大的问题，有必要开发新的成本低、储能密度高的热储能技术。
关键字：火电灵活性改造技术路线对比热储能
来源：北极星电力网作者：张勇马斌作者单位：江苏中科智储科技有限公司注：本文系投稿，本文观点不代表北极星电力网观点!
1、技术背景
随着电力市场化改革进程的深入推进，以可再生能源为主的能源结构调整不断倒逼现有煤电行业转型升级。为避免在新一轮以清洁、低碳、高效的各类能源互联互通互补为特点的能源革命浪潮中被淘汰，目前仍然占主力地位的火电行业应主动顺应能源发展潮流，一方面坚持清洁高效发展路线，另一方面适应灵活多变的电力市场需求，增加火电运行灵活性，在市场中寻找新的盈利模式，走出创新发展的转型之路。
事实上，自2017年东北电力辅助服务市场启动以来，越来越多的省份出台了电力辅助服务市场的政策文件，初步建立了电力调峰市场;未来，随着电力辅助服务市场的不断发展成熟和电力现货市场的建立，火电厂运营将从以电量为中心逐步转移到以电价为中心的经营模式，与此相对应的，火电厂为适应电力市场运行的灵活性改造技术将会迎来发展机遇。对于火电厂，选择哪一种灵活性改造技术，需要综合考虑调峰效果，改造成本和运行成本等多个因素，因此需要对多种灵活性改造技术进行分析比较。
2、灵活性改造技术说明
提高火电灵活性，主要是指增加火电机组的出力变化范围，响应负荷变化或调度指令的能力，多数情况下是指增加火电机组在低负荷时的稳定、清洁、高效运行能力。火电厂根据自身发电设备技术特点和用户用能需求，从制煤系统，锅炉系统、汽机系统、排放系统等多个方面进行改造技术路线分析，做出技术经济比选，得到最佳的技术方案。
针对不同的火电机组类型，相应的灵活性改造技术路线有所不同，对于纯凝机组，负荷调节能力较强，需要解决锅炉系统的低负荷稳燃问题和排放问题，增加对制煤、锅炉稳燃、脱硝、汽机辅机和控制等系统的技术调整或改造。
对于供热机组来说，由于冬季供热负荷一般较大，需要维持一定的锅炉出力，较少涉及锅炉低负荷运行问题，主要矛盾集中在满足供热条件下的发电出力调百思特网节范围过小，也就是热电解耦的问题。如何在满足供热的同时减少蒸汽做功，也就是高温高压蒸汽在汽轮机内做功份额和供热份额的再分配是解决问题的关键。因此，供热机组灵活性改造的技术路线主要分为两类：一是增加机组的供热能力来降低最小出力，主要有减少汽轮机通流环节的低压缸零出力技术和高背压供热技术，和减少通流部分蒸汽流量的汽轮机旁路供热技术;二是热储能技术，主要有热水罐储能，电锅炉固体蓄热和电极锅炉等方案。
综上所述，纯凝机组和供热机组的灵活性改造技术特点如下表。

国家对火电灵活性改造工作非常支持， 2016年6月和7月，国家能源局综合司分别下达了两批火电机组灵活性改造试点项目的通知，确定丹东电厂等22个项目为提升火电机组的灵活性改造试点项目，共涉及44台机组，约1818万百思特网kW ，在这22个火电项目中仅有2个涉及纯凝机组改造，其余均为供热机组灵活性改造。