电厂技术改造|干货｜火电厂灵活性改造技术对比分析( 二 )

根据资料统计，在这22个火电厂灵活性改造试点项目中，采用最多的是热储能技术，占比达到65% ，其中采用单罐热水储能技术有7家电厂，采用电热固体储热和电极锅炉项目有6家，采用低压缸零出力技改的电厂有2个，采用汽轮机低压缸高背压改造的1家，涉及制煤和稳燃脱硝系统改造的电厂有4家，各改造技术占比如下图1所示。

图1：火电灵活性改造试点项目技术路线占比图
在以上改造技术方案中，除了安全性和可靠性之外，灵活性技改的费效比，也就是能否在改造成本和运行成本最小化的同时实现调峰收益的最大化，是热电厂选择技术路线的首要问题，因此各种技术路线的竞争将是满足安全可靠前提下的经济性比选。
2.1 汽轮机旁路抽汽供热技术
一般分为汽轮机高低压旁路联合抽汽供热和低压旁路抽汽供热两种技术方案，联合旁路抽汽是指利用高压旁路将部分主蒸汽减温减压后送至高压缸排汽，经锅炉再热器加热后，从低压旁路(中压缸进口)抽汽对外供热;低压旁路抽汽是利用低压旁路管道，直接引出部百思特网分再热蒸汽对外供热。
汽轮机旁路供热方案将部分做功蒸汽转化为供热蒸汽，降低了汽轮发电机组的强迫出力水平，提高了汽轮机的供热能力，改造投资也较小，但由于将高品质热能用于供热，存在一定的热经济损失。
2.2 低压缸零出力供热技术
低压缸零出力供热技术，又称“切除低压缸进汽供热技术” ，是指在调峰期间，切除低压缸全部进汽用于供热，仅通入少量的冷却蒸汽，使低压缸在高真空条件下“空转” ，实现低压缸“零出力”运行，从而降低汽轮发电机组强迫出力水平，增加机组的调峰能力;并且由于排汽全部用于供热，消除了冷源损失，具有良好的供热经济性。低压缸零出力改造还具有切换灵活，汽轮机本体改造范围小，改造费用低，运行维护成本低的优势。
2.3 汽轮机高背压循环水供热技术
对于大型供热电厂，汽轮机高背压循环水供热一般采用低压缸双转子互换技术，在采暖季，将低压缸转子用动静叶片相对较少的高背压低压转子代替，凝汽器高背压运行，对应排汽温度提高到70℃~80℃左右，加热循环水对外供暖;在非采暖季，将原纯凝低压缸转子换回，排汽背压完全恢复至原纯凝工况运行。高背压循环水供热停用汽轮机冷端冷却设备，汽轮机排汽全部由热网循环水回水进行冷却，为满足一级热网与二级热网的换热要求，高背压循环水供热一般采用串联式两级加热系统，热网循环水首先经过凝汽器进行第一次加热，吸收低压缸排汽余热，然后再经过其他热源换热完成第二次加热，生产高温热水，送至热水管网对外供热。
汽轮机高背压循环水供热，消除了冷源损失，能够大幅提高供热能力，降低煤耗，具有良好的热经济性，但与其他技术相比，低压缸蒸汽发电焓降较小，降负荷空间小，调峰能力有限，而且需要每年更换2次低压缸转子，投资成本较高，运行维护不便。
2.4 电极锅炉供热技术
电极锅炉是目前工业供热和民用供暖市场上应用较多的一种电热锅炉，与普通的电热设备不同，电极锅炉采用高压三相电极直接在锅炉内的导电盐水中放电发热，使得电能以较高的转换效率转换成热能，然后再通过换热器将炉内的热量传递给热网，具有功率大，可快速平滑调节等优势;作为一种电能消耗设备，电极锅炉可以直接降低热电厂出力，并增加供热能力，是一种有效的调峰技术。
电极锅炉一般没有储热能力，在满足热负荷的条件下，电极锅炉的功率调节需要和锅炉负荷调节协调控制，调峰深度有一定限制条件;而且由于涉及电热转化，能量利用的经济性较差。