淺談丨內(nèi)蒙古風電供熱技術(shù)方案研究
用風電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱,可以增加地區(qū)用電負荷,提高風電本地消納能力,減輕電網(wǎng)外送壓力,可以減少排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵、煤渣等。此外,利用清潔電力滿足城市供熱需求,可減輕因煤炭價格逐年上漲為地方政府帶來的供暖補貼壓力。
01、研究背景及意義
內(nèi)蒙古地區(qū)受用電負荷特點的影響,電網(wǎng)負荷低谷時段出現(xiàn)在夜間,隨著內(nèi)蒙古風電規(guī)模不斷擴大,在冬季供暖期優(yōu)先保證熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行的情況下,全區(qū)的大部分風電場在冬季供暖期都需參與調(diào)峰,這一現(xiàn)象在夜間尤為突出,對風電運行時數(shù)產(chǎn)生明顯影響。
針對這一問題,我們按國家能源局要求進行研究,并提出風電參與城市供熱的技術(shù)經(jīng)濟方案。
用風電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱,可以增加地區(qū)用電負荷,提高風電本地消納能力,減輕電網(wǎng)外送壓力,尤其是在夜間電力負荷低谷時段的風電電力用于城市供熱,從需求側(cè)入手,降低了電網(wǎng)對風電調(diào)峰和消納的難度,對風電持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
02、供熱負荷計算
項目為節(jié)能型居民建筑供暖,按照城市選定的供熱區(qū)域,根據(jù)現(xiàn)行的節(jié)能設(shè)計要求,保溫型住宅建筑的熱指標規(guī)定為40~45W/m², 結(jié)合實際調(diào)研情況, 測算本供熱規(guī)劃采用的綜合熱指標。
最大熱負荷計算方法如下:Qmax=q•F,其中: q-采暖熱指標;F-集中供熱面積。
通過氣象資料可得到采暖期30年內(nèi)每天平均溫度 根據(jù)采暖熱負荷計算公式, 可計算出采暖期內(nèi)不同室外溫度下建筑物的采暖耗熱量。
03、風電場選定及規(guī)模測算
風電場應選擇在城市周邊的山地或空曠地帶建設(shè)作為風電供熱點,且風場80米高平均風速達7m/s,風功率密度400W/m²以上。場區(qū)風資源豐富,具備較高的經(jīng)濟開發(fā)價值。同時把風電場參與調(diào)峰的電量作為供熱使用電量,并與電網(wǎng)進行低價結(jié)算,在此基礎(chǔ)上,風電場將不再參與電網(wǎng)調(diào)峰,實現(xiàn)全年不限電運行。
最終確定的供熱面積按照年供熱量及共消納風電電量為基礎(chǔ),測算對應風電場容量。
04、熱源廠系統(tǒng)建設(shè)方案
本系統(tǒng)包括電熱鍋爐房、加熱蓄熱系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)。(如圖1)。風電供熱項目,采用清潔能源進行供熱,利用棄風發(fā)電,將電能轉(zhuǎn)化為熱能,又將熱能儲存在蓄熱裝置中,電鍋爐是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的設(shè)備,選擇合適的電熱鍋爐是項目的關(guān)鍵。
圖1 熱源廠系統(tǒng)建設(shè)方案
固體蓄熱鍋爐采用高阻抗管形電熱組件,接通電源后,帶形電熱組件在蓄熱裝置內(nèi)通電并加熱,熱量被蓄熱裝置吸收,蓄熱裝置溫度升高,熱量儲存在蓄熱裝置中,儲存在蓄熱裝置中的熱量可在需要時取出。
根據(jù)管內(nèi)供熱介質(zhì)參數(shù)較低(溫度<120℃,壓力<1.6MPa)的特點,管材選用Q235B鋼,公稱直徑DN≤200時,選用無縫鋼管,DN>250mm時選用螺旋焊縫鋼管,管網(wǎng)測漏方法采用在予制管予埋測漏導線, 在鍋爐房設(shè)測漏儀檢漏。
05、供熱電價與結(jié)算方式
供熱購電價格按照當?shù)鼐用裼秒婋娰M標準執(zhí)行執(zhí)行。后續(xù)根據(jù)當?shù)氐娜济簝r格、燃煤熱值與鍋爐的轉(zhuǎn)化效率,測算供熱企業(yè)可接收的電費價格; 應風電場上網(wǎng)電價按照地區(qū)最新電價結(jié)算政策與電網(wǎng)公司進行結(jié)算。供熱企業(yè)根據(jù)供熱需求按月分配使用。風電企業(yè)與供熱企業(yè)按月結(jié)算的熱費為供熱企業(yè)當月所用熱量消耗電量乘以供熱企業(yè)可承受電價。
06、投資概算及收益
風電供熱項目的主要投資部分為供熱系統(tǒng)設(shè)備及安裝工程、建筑工程、工程建設(shè)其他費用、基本預備費、熱源廠靜態(tài)投資、建設(shè)期利息和工程動態(tài)投資。按照上述計算,資本金財務內(nèi)部收益率可達到10%以上,通過以上分析可知,本項目具有較好的盈利能力,抗風險能力強,各項效益指標合理, 在財務上是可行的。
風電供熱還具有明顯的環(huán)境效益。內(nèi)蒙古地處我國北部寒冷地區(qū),采暖期長,除少數(shù)大中城市具有熱電聯(lián)產(chǎn)的機組外,絕大多數(shù)的城鎮(zhèn)還沿用燃煤鍋爐供熱的傳統(tǒng)辦法,消耗大量的煤炭資源。用風電供熱系統(tǒng)替代燃煤鍋爐,每還可以減少排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵、煤渣等。此外,利用清潔電力滿足城市供熱需求,可減輕因煤炭價格逐年上漲為地方政府帶來的供暖補貼壓力。
責任編輯:小琴