一种电制暖蓄热装置的制作方法

本发明实施例涉及热电供暖技术领域，尤其涉及一种电制暖蓄热装置。

背景技术：

近年来可再生能源高速发展，尤其风电在电网供电比重逐渐加大，为保证电网吸纳风电，需要足够的火电容量进行调峰；东北地区作为风电产业基地，弃风现象尤为明显，存在严重的“窝电”现象，多余的电产能无法就近消化，因此国家提出了火电深度调峰的路线。东北区域火电公司积极响应国家政策,拟建或在建大功率电制暖蓄热锅炉进行深度调峰，提高机组深度调峰的能力和范围，适应国家深度调峰的要求，提高电网吸纳风电的能力，达到节能、减排的目的。

因为冬季风大，冬季供热阶段恰好是热电负荷率较高阶段，导致电网在风电发电量增加后的发电量高于供电量(火电机组受需要供热的条件限制，不能调停)，从而导致部分风电机组虽然能发电，但是电网无法接纳，导致大量作为清洁能源的热电存在“弃电”现象发生。

目前，可以通过具有电极锅炉(本申请中简称“电锅炉”)的电制暖蓄热装置将热电机组产生的电能转化为热能，可实现电负荷向热网系统热负荷转化，从而达到火电机组参与深度调峰，达到热网系统吸收热电负荷的目的。

请参看图1，图1为一种典型的电制暖蓄热装置的原理示意图。

如图1所示，该电制暖蓄热装置包括多个热电供热系统1，每个热电供热系统包括电锅炉11、热交换器12，电锅炉11的电极连接热电机组的电力输出端，电锅炉11与热交换器12形成电锅炉循环水系统，当电锅11炉投入运行时，热电机组输出负荷转移至电锅炉11上，电锅炉11经过电极放热至电锅炉循环水系统，电锅炉循环水经过换热器将热量传递给热网系统2。

为增强电锅炉的调峰能力，该电制暖蓄热装置配套设计一台蓄热罐3，蓄热罐3的进水管路、出水管路分别连接于所述热电供热系统1的供水管路上，设置蓄热罐3的目的是将电锅炉11产生的部分热量储存在蓄热罐3内。当电锅炉11功率大于热网系统2负荷需求时，将剩余热量向蓄热罐3蓄热，直到蓄热3罐蓄满热水。

这种方案中，蓄热罐储存热水为热网系统供水温度，在热网系统供热初期、末期，由于供水温度一般只需维持在60℃左右，相应蓄热罐的蓄热能力随着热网系统供水温度的降低而下降，导致蓄热罐的蓄热能力降低，热电机组多余的电能不能被利用，造成能源的浪费。

因此，在热网系统供水温度较低时，如何提高蓄热罐的蓄热能力，将热电机组多余的电能加以利用，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种电制暖蓄热装置，以解决现有技术中在热网系统供水温度较低时，如何提高蓄热罐的蓄热能力的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电制暖蓄热装置，包括热电供热系统、热网系统、蓄热罐，所述热网系统的回水母管、供水母管分别连通所述热电供热系统的进水管路、供水管路；所述蓄热罐的进水管路、第一出水管路依次连接于所述热电供热系统的供水管路上。

优选的，所述蓄热罐的出水管路上设有升压泵，所述升压泵的进水口连通所述蓄热罐的出水口，所述升压泵的出水口连通所述热电供热系统的供水管路。

优选的，所述升压泵与所述热电供热系统的供水管路之间的管路上设有电动开关阀。

优选的，所述蓄热罐还设有第二出水管路，所述第二出水管路连通所述热电供热系统的进水管路。

优选的，所述热电供热系统包括不少于一个的热电供热装置，所述热电供热装置包括电锅炉、换热器，所述电锅炉的电极连接热电机组的电力输出端，所述电锅炉的介质出口、介质回口分别连接所述换热器的介质入口、介质出口。

优选的，所述换热器为板式换热器。

优选的，所述热电供热系统的进水管路上设有不少于一个的热网系统循环泵，所热网系统循环泵的进水口连通所述热网系统的回水母管，所述热网系统循环泵的出水口连通所述热电供热系统的进水口。

优选的，所述热网系统循环泵的数量为3个。

优选的，所述热电供热系统的进水管路上设有回水旋转滤网，所述回水旋转滤网的出水口连接排空管，所述排空管的出水口连通地沟。

优选的，还包括排污管，所述排污管进水口连通所述回水旋转滤网的出水口，所述排污管的出水口连通地沟。

本发明提供的电制暖蓄热装置，将蓄热罐的第一出水管路连接在热电供热系统的供水管路上，热电供热系统可以充分利用电网尖峰时段热电机组产生的电能提供温度较高的循环水，热电供热系统供水管路中温度较高的循环水一部分进入热网系统，一部分进入蓄热罐内进行，而蓄热罐中存储的温度较低的循环水进入到热电供热系统供水管路中与温度较高的循环水进行混合降温，为热网系统提供其所需的温度较低的循环水。因此，本发明在满足热网系统需求(需要温度较低的循环水)的同时，可以充分利用电网尖峰时段热电机组产生的电能，将其转化的热能存储在蓄热罐内，提高蓄热罐的蓄热能力，将电网尖峰时段热电机组的电能加以利用，避免因热电调峰能力降低导致的电网吸纳风电能力的减低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为一种现有技术的电制暖蓄热装置的原理结构示意图；

图2为本发明一种实施例提供的电制暖蓄热装置的原理结构示意图；

其中，图1-图2中：

热电供热系统1、电锅炉11、换热器12、进水管路13、供水管路14、热网系统2、回水母管21、供水母管22、蓄热罐3、进水管路31、第一出水管路32、第二出水管路33、升压泵4、电动开关阀5、热网系统循环泵6、排空管7、排污管8、回水旋转滤网9。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参看图2，图2为本发明一种实施例提供的电制暖蓄热装置的原理结构示意图。

如图2所示，本发明提供的电制暖蓄热装置包括热电供热系统1、热网系统2、蓄热罐3，热电热网系统2用于将热电机组产生的电能转换成可以为热网系统2使用的热能，热网系统2用户用于为热用户供热，所述热网系统2的回水母管21、供水母管22分别连通所述热电供热系统1的进水管路13、供水管路14，热电供热系统1与热网系统2形成循环系统，循环水在热电供热系统1中加热后其经供水管路14进入热网系统2的供水母管22中对热用户进行供热，再经热网系统2的回水母管21、热电供热系统1的进水管路13流回热电供热系统1中。

所述蓄热罐3的进水管路31、第一出水管路32依次连接于所述热电供热系统1的供水管路12上。当电锅炉11功率大于热网系统2负荷需求时，将剩余热量向蓄热罐3蓄热，直到蓄热罐3蓄满热水，具体地，热电供热系统1中产生的温度较高的循环水经蓄热罐3的进水管路31进入蓄热罐3内蓄热，蓄热罐3内的温度较低的循环水经第一出水管路32流入热电供热系统1的供水管路14中，与供水管路14中温度较高的循环水混合降温后流入热网系统2中。

需要注意的是，所述蓄热罐3的进水管路31、第一出水管路32与所述热电供热系统1的供水管路14的连接位置，进水管路31连接在所述热电供热系统1的供水管路14的上游，第一出水管路32连接在所述热电供热系统1的供水管路14的下游，以保证进入蓄热罐3内的循环水温度较高。

本发明提供的电制暖蓄热装置，将蓄热罐3的第一出水管路连接在热电供热系统1的供水管路14上，热电供热系统1可以充分利用热电机组产生的电能提供温度较高的循环水，热电供热系统1的供水管路14中温度较高的循环水一部分进入热网系统2，一部分进入蓄热罐3内进行，而蓄热罐3中存储的温度较低的循环水进入到热电供热系统1的供水管路14中与温度较高的循环水进行混合降温，为热网系统2提供其所需的温度较低的循环水。因此，本发明在满足热网系统2需求(需要温度较低的循环水)的同时，可以充分利用电网尖峰时段热电机组产生的电能，将其转化的热能存储在蓄热罐3内，提高蓄热罐3的蓄热能力，将电网尖峰时段热电机组的电能加以利用，避免因热电调峰能力降低导致的电网吸纳风电能力的减低。

优选的方案中，为了平衡蓄热罐3进出口流量，所述蓄热罐3的出水管路上设有升压泵4，所述升压泵4的进水口连通所述蓄热罐3的出水口，所述升压泵4的出水口连通所述热电供热系统1的供水管路14。压泵的运行频率由蓄热罐3的进口流量和出口流量的流量差决定，以确保蓄热罐3所承受的压力在安全范围内，具体的方案中，升压泵4可以选用900m3/h的升压泵4。

优选的方案中，所述升压泵4与所述热电供热系统1的供水管路14之间的管路上设有电动开关阀5，当热网系统2所需的供水温度较低时，可以打开电动开关阀5，蓄热罐3内的温度的循环水进入到热电供热系统1的供水管路14中与温度较高的循环水进行混合降温，为热网系统2提供其所需的温度较低的循环水。

如图2所示，热电供热系统1的供水管路14中的温度较高的循环水经阀门v12、v9、v10、v11进入蓄热罐3内，此管路即为蓄热罐3的进水管路31；蓄热罐3内储存的温度较低的循环水经过阀门v1、v6后进入升压泵4进水口，经过电动阀门5后进入热电供热系统1的供水管路中12，此管路即为蓄热罐3的第一出水管路32。

优选的方案，所述蓄热罐3还设有第二出水管路33，所述第二出水管路33连通所述热电供热系统1的进水管路13。在上述方案的基础上，当热网系统2所需的供水温度较高时，可以选择关闭上述的电动开关阀5，也即关闭上述的第一出水管路32，打开第二出水管路33，热电供热系统1直接为热网系统2供热，蓄热罐3内温度较低的循环水直接进入热电供热系统1进行再次加热，这样，热电供热系统1可以为热网系统2提供其所需的较高温度的循环水。

具体地，蓄热罐3内储存的温度较低的循环水经过阀门v1、v6后进入升压泵4进水口，通过阀门v5、v4后进入热电供热系统1供水管路中，此管路即为蓄热罐3的第二出水管路33。

具体的方案中，所述热电供热系统1包括不少于一个的热电供热装置，所述热电供热装置包括电锅炉11、换热器12，所述电锅炉11的电极连接热电机组的电力输出端，所述电锅炉11的介质出口、介质回口分别连接所述换热器12的介质入口、介质出口。

电锅炉11利用热交换介质(比如：水或水混合物)的高热阻特性，采用三相电极直接在锅炉内设定电导率的热交换介质中放电发热，使得电能以接近100％的转换效率转换成热能，产生热水或蒸汽；热水或蒸汽通过换热器12将炉内的热量传递给循环水为热网系统2供热，循环水经过换热器12与热网系统2实现换热后返回至炉内再次吸收热量。

优选的方案中，电锅炉11可以采用10x12mw电极式电制暖蓄热锅炉。

优选的方案中，所述换热器12为板式换热器，板式换热器具有较大的散热面积，可以提高热交换介质与循环水的热交换效率。

优选的方案中，所述热电供热系统1的进水管路上设有不少于一个的热网系统循环泵6，所热网系统循环泵6的进水口连通所述热网系统2的回水母管21，所述热网系统循环泵6的出水口连通所述热电供热系统1的进水口。热网系统循环泵6可以将回水母管21中流出的循环水快速泵送至热电供热系统1的电锅炉11内。所述热网系统循环泵6可以选用2500m3/h的循环泵。

如图2所示，所述热网系统循环泵6的数量可以为3个，3个热网系统循环泵6并联设置。

优选的方案中，所述热电供热系统1的进水管路13上设有回水旋转滤网9，所述回水旋转滤网9的出水口连接排空管7，所述排空管7的出水口连通地沟。回水旋转滤网9可以对进水管路13内的气体和杂质进行过滤。优选的方案中，排空管7可以将回水母管21中流出的循环水中的气体排出，可以提高循环水的循环效率，减少气体对循环管路的损害。

优选的方案中，还包括排污管8，所述排污管8进水口连通所述回水旋转滤网9的出水口，所述排污管8的出水口连通地沟。排污管8可以将回水母管21中流出的循环水中的杂质排出。

本发明提供的方案，可以有效提高单元机组的深调峰蓄热能力，进一步转化了电网尖峰时段多余的电产能的消化，使电网能够进一步吸纳风能。

以配套一台5000m3的蓄热罐经工程实施后蓄热罐的蓄热温度由68℃增加至78℃为例，相应增加蓄热能力如下：

q＝cmδt

其中：水的比热容:c＝4.2×10³j/(kg·℃)

1mw＝3.6gj

q＝58.33mw

可见，可以大大提升蓄热罐的蓄热能力，有效解决了蓄热罐在供热初、末期因热网供水温度的降低而导致的蓄热能力下降问题。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。