350 兆瓦超临界热电联产机组深度调峰的热电分离技术与热水罐优化对比分析

《Journal of Energy Storage》：Comparative analysis of heat–power decoupling technologies and hot-water tank optimization for deep peak shaving of a 350 MW supercritical combined heat and power unit

　　

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  在统一边界条件下比较了五种CHP热电分离路线。
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  热水储罐被选为低成本的热网侧路线。
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  储罐调度重塑了CHP热负荷，并拓展了削峰能力。
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  优化后的储罐容量为163.986 MWh，体积为3513.979 m³。
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  优化后的储罐实现了0.225年的折现回收期。

章节摘要

缩略语

CHP	热电联产
CAES	压缩空气储能
COND	冷凝器
CP	凝结水泵
DEA	除氧器
DPP	折现回收期
HHV	燃料高位热值
HNH	热网加热器
HPH	高压加热器
HPT	高压汽轮机
HWT	热水储罐
LHV	标准煤低位热值
IPT	中压汽轮机
LPH	低压加热器
LPT	低压汽轮机
MSTES	熔盐储热
NPV	净现值
O&M	运行与维护
SOC	荷电状态
SPP	静态回收期
TES

CHP机组热力学建模

所研究的汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的CC350/218-24.2/2.4/0.6/566/566超临界抽汽供热机组。该机组为单再热、单轴、三缸、双排汽结构，额定容量为350 MW。机组包含八个回热抽汽段，由三台高压加热器、四台低压加热器和一台除氧器组成。主要设计参数列于表1中。

供热蒸汽取自该机组的

热电分离技术对比

基于变工况热力学模型，本节对比了原始机组以及集成低压汽轮机零出力运行（LP零出力）、热水储罐（HWT）、电锅炉、熔盐储热（MSTES）和压缩空气储能（CAES）后的机组运行特性。对比分析从四个方面展开：可行域拓展、能量利用效率、?效率和标准煤耗

最优热电分离路线下的容量优化与经济性分析

根据第3节关于可行域、能量利用效率、?效率和标准煤耗率的对比分析，储热水箱和熔盐储热路线展现出较强的工程应用潜力。熔盐储热更适合高温、机组侧且持续时间相对较长的热量转移，而热水储罐更适合低温热网侧调节，具有良好的双向

结论

本研究针对供暖季期间制约燃煤CHP机组深度调峰能力的供热主导运行约束问题，建立了一套统一的热力学与经济性评估框架，用于对350 MW超临界抽汽CHP机组的五种热电分离技术在可行域拓展、能量利用、?效率和煤耗特性方面的性能进行比较。对比评估结果表明，

作者贡献声明

彭利：方法论，构思。江博：论文撰写—初稿，软件，构思。曹兆西：验证。郭江龙：项目管理，形式分析。张震：指导。孙建勋：验证。刘智坚：指导，资源。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢以下机构提供的支持：国家自然科学基金（项目编号52576011）、河北省自然科学基金（E2025502094）、北京市自然科学基金（项目编号3232037）、保定市科技计划项目（项目编号2272P017）以及河北省高等教育科学研究项目（项目编号QN2023081）。

彭利|江博|曹兆西|郭江龙|张震|孙建勋|刘智坚