CN105222205A - 一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统 - Google Patents
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Abstract
一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统，包括：低温储盐罐(1)、低温熔盐泵(2)、熔盐电加热炉(3)、高温熔盐罐(4)、高温熔盐泵(5)、熔盐蒸汽发生器(6)、工业用汽设备(7)、换热器(8)、冷凝水泵(9)、除氧器(10)、给水泵(11)、散热器(12)和循环水泵(13)。所述熔盐电加热炉(3)利用低谷时段电力或光伏电、风电等加热熔盐进行储能并用于生产蒸汽，进而用于工业生产，工业生产排出的中温乏汽用来加热循环水供用户取暖，实现了能量的充分利用。本发明所述的系统采用熔盐作为传热蓄热介质，具有传热蓄热稳定、系统压力小、热效率较高和安全可靠等优势，且设备简单，占地面积小，成本低，适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明属于储能技术领域，涉及一种熔盐储能供热系统，具体涉及一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统。
背景技术
目前，我国大部分地区主要采用燃煤锅炉进行供热。燃煤锅炉在运行过程中如果没有采取脱硫、脱硝和除尘等环保措施，产生的污染物会排放到大气中，污染大气环境，危害公众健康。近年来，我国冬季进入采暖期后，雾霾天气频发，严重影响人们的正常生活。为了改善环境空气质量，我国国务院以及各省市相关部门纷纷出台了大气污染防治行动计划和实施方案，提出加强工业企业大气污染综合治理办法，全面整治燃煤小锅炉，加快推进集中供热，“煤改气”、“煤改电”工程建设已提上日程。
在“煤改电”供热工程建设方面，主要技术有电能直接供热和电能间接供热。电能直接供热技术是直接将电能转换为热能进行供热，该技术方案存在能耗较大，且不能实现集中供热的缺点。电能间接供热技术是将电能转换为热能并储存起来，在需要用热的时候，再将储存的热能释放出来并实现供热，电能间接供热技术可大规模将电能进行储存，从而可实现集中供热。
目前，电能间接供热技术的关键在于储能环节，电加热储能技术主要有固体储能和液体储能两种方式。在固体储能系统中，所采用的固体蓄热材料只能作为蓄热介质而不能作为传热介质，因此储能系统必须采用空气或水作为传热介质，这就导致了系统中换热环节多，从而使系统的热转换效率低下。在液体储能系统中，一般采用导热油或熔盐作为传热蓄热介质。导热油的工作温度超过400℃时会发生分解，而且存在使用寿命短和价格昂贵等缺点，从而限制了其广泛应用。基于上述问题，本发明提供了一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统，熔盐具有使用温度范围广、蒸汽压低、热容量大、粘度低、化学稳定性良好以及价格低廉等优点，并且，熔盐储能技术具有环保无污染、安全可靠和投资成本低等优势，因此，本系统适合大规模应用于“煤改电”集中供热工程。
发明内容
为解决背景技术中提到的在“煤改电”集中供热工程中固体蓄热材料只能作为蓄热介质而不能作为传热介质而导致的热效率低的问题和液体导热油工作温度超过400℃会发生分解，而且存在使用寿命短和价格昂贵等缺点的问题，本发明提供了一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统，熔盐具有使用温度范围广泛、蒸汽压低、热容量大、粘度低、化学稳定性良好、价格便宜和环保无污染等优点，熔盐储能系统具有安全可靠和投资成本低等优点。
本发明解决的技术问题通过以下技术方案来实现：
一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统，包括：低温储盐罐1、低温熔盐泵2、熔盐电加热炉3、高温储盐罐4、高温熔盐泵5、熔盐蒸汽发生器6、工业用汽设备7、换热器8、冷凝水泵9、除氧器10、给水泵11、散热器12和循环水泵13。
所述的低温储盐罐1与熔盐电加热炉3之间设置有低温熔盐泵2，熔盐电加热炉3的熔盐出口与高温储盐罐4的熔盐入口连接，高温储盐罐4与熔盐蒸汽发生器6之间设置有高温熔盐泵5，熔盐蒸汽发生器6的熔盐出口与低温储盐罐1连接，以上设备构成了熔盐传热蓄热循环子系统。
所述的给水泵11出水口与熔盐蒸汽发生器6的进水口连接，熔盐蒸汽发生器6的出汽口与工业用汽设备7的进汽口连接，工业用汽设备7的乏汽出口与换热器8的乏汽入口连接，换热器8的冷凝水出口与除氧器10之间设置有冷凝水泵9，除氧器10的出水口与给水泵11的进水口连接，以上设备构成了工业用热循环子系统。
所述的循环水泵13的出水口与换热器8的进水口连接，换热器8的出水口与散热器12的进水口连接，散热器12的出水口与循环水泵13的进水口连接，以上设备构成了供暖热水循环子系统。
所述的熔盐为两种或两种以上无机盐混合物的熔融态。
所述的电力是指电力系统用电低谷时段的电力，或光伏电、风电等利用新能源转换得到的电能。
所述的电力加热是指通过熔盐电加热炉3将电能转换为热能，然后传递给低温熔盐，从而得到高温熔盐。
所述的梯级供热是指高温熔盐的高品质热能传递给循环水，从而得到工业生产所需的高温蒸汽，工业用汽设备出口的乏汽的低品质热能传递给供暖循环的循环水，生产出热水供热用户采暖。
有益效果
本发明的有益效果为：
与现有技术相比，本发明所述的系统采用熔盐作为传热蓄热介质，具有传热蓄热稳定、循环效率较高、系统压力小、安全可靠和投资成本低等优势。本发明所述的高温熔盐储存的热量首先用于生产工业生产所需的高温高压蒸汽，然后再用于生产供暖所需的热水，实现了能量的梯级利用，提高了能量利用效率。本发明所述的熔盐电加热炉使用的电力为低谷时段电能或光伏电、风电等新能源转换得到的电能，系统热转换效率高，同时熔盐储能供热过程无碳排放，对环境无污染，因此达到了节能减排的效果。本发明所述的系统采用低谷时段电力有助于实现电力系统的“削峰填谷”，从而提高了电网稳定性和电能使用率，采用弃风弃光电力有助于充分利用新能源资源，从而避免造成极大的能源浪费和经济损失。本发明所述的系统设备简单，设备占地面积小，技术成熟和投资成本低，适合大规模推广应用。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
1-低温储盐罐，2-低温熔盐泵，3-熔盐电加热炉，4-高温储盐罐，5-高温熔盐泵，6-熔盐蒸汽发生器，7-工业用汽设备，8-换热器，9-冷凝水泵，10-除氧器，11-给水泵，12-散热器，13-循环水泵。
具体实施方案
以下结合附图对本发明做进一步描述：
如图1所示，本实施例包括：由低温储盐罐1、低温熔盐泵2、熔盐电加热炉3、高温储盐罐4、高温熔盐泵5、熔盐蒸汽发生器6组成的熔盐传热蓄热循环子系统；由熔盐蒸汽发生器6、工业用汽设备7、换热器8、冷凝水泵9、除氧器10、给水泵11组成的工业用热循环子系统；由换热器8、散热器12和循环水泵13组成的供暖循环子系统。
所述的低温储盐罐1与熔盐电加热炉3之间设置有低温熔盐泵2，熔盐电加热炉3的熔盐出口与高温储盐罐4的熔盐入口连接，高温储盐罐4与熔盐蒸汽发生器6之间设置有高温熔盐泵5，熔盐蒸汽发生器6的熔盐出口与低温储盐罐1连接。
所述的给水泵11出水口与熔盐蒸汽发生器6的进水口连接，熔盐蒸汽发生器6的出汽口与工业用汽设备7的进汽口连接，工业用汽设备7的乏汽出口与换热器的8乏汽入口连接，换热器8的冷凝水出口与除氧器10之间设置有冷凝水泵9，除氧器10的出水口与给水泵11的进水口连接。
所述的循环水泵13的出水口与换热器8的进水口连接，换热器8的出水口与散热器12的进水口连接，散热器12的出水口与循环水泵13的进水口连接。
在熔盐储热蓄热循环中，低温储盐罐中1的低温熔盐经低温熔盐泵2输送至熔盐电加热炉进行加热3，低谷电能或光伏电、风电等新能源转换得到的电能转换为热能，以显热形式储存在熔盐之中，获得大量热能的熔盐被储存在高温储盐罐4中。需要用热时，高温熔盐经高温熔盐泵5输送至熔盐蒸汽发生器6加热循环水，降温后的熔盐重新回到低温储盐罐1中。
在工业用热循环中，循环水在熔盐蒸汽发生器6中吸收熔盐热量，变为高温高压蒸汽，被输送至工业用汽设备7供工业生产使用。从工业用汽设备7排出的乏汽尚具备较高的温度，将其热量传递给供暖循环子系统产生热水。降温冷凝后的冷凝水经冷凝水泵9输送至除氧器10进行预处理，随后经给水泵11送至熔盐蒸汽发生器6进行下一轮热循环。
在供暖循环中，循环水在换热器8中吸热变为供暖热水，然后到达用户的散热器12散出热量，随后温度下降并从散热器12中流出，经循环水泵13输送至换热器8重新吸热并进行下一轮热循环。
Claims (3)
1.一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统，其特征在于，包括：低温储盐罐(1)、低温熔盐泵(2)、熔盐电加热炉(3)、高温熔盐罐(4)、高温熔盐泵(5)、熔盐蒸汽发生器(6)、工业用汽设备(7)、换热器(8)、冷凝水泵(9)、除氧器(10)、给水泵(11)、散热器(12)和循环水泵(13)；所述低温储盐罐(1)与所述熔盐电加热炉(3)之间设置有所述低温熔盐泵(2)，所述熔盐电加热炉(3)的熔盐出口与所述高温熔盐罐(4)的熔盐入口连接，所述高温熔盐罐(4)与所述熔盐蒸汽发生器(6)之间设置有所述高温熔盐泵(5)，所述熔盐蒸汽发生器(6)的熔盐出口与所述低温储盐罐(1)连接，以上所述设备构成了熔盐传热蓄热循环子系统；所述的给水泵(11)出水口与所述熔盐蒸汽发生器(6)的进水口连接，所述熔盐蒸汽发生器(6)的出汽口与所述工业用汽设备(7)的进汽口连接，所述工业用汽设备(7)的乏汽出口与所述换热器(8)的乏汽入口连接，所述换热器(8)的冷凝水出口与所述除氧器(10)之间设置有所述冷凝水泵(9)，所述除氧器(10)的出水口与所述给水泵(11)的进水口连接，以上所述设备构成了工业用热循环子系统；所述的循环水泵(13)的出水口与所述换热器(8)的进水口连接，所述换热器(8)的出水口与所述散热器(12)的进水口连接，所述散热器(12)的出水口与所述循环水泵(13)的进水口连接，以上所述设备构成了供暖热水循环子系统。
2.根据权利要求1所述的一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统，其特征在于，所述的熔盐为两种或两种以上无机盐混合物的熔融态。
3.根据权利要求1所述的一种电力加热熔盐储能的梯级供热系统，其特征在于，所述的电力是指电力系统用电低谷时段的电力，或光伏电、风电等利用新能源转换得到的电能。
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