用風(fēng)電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱，可以增加地區(qū)用電負(fù)荷，提高風(fēng)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(jià)格逐年上漲為地方政府帶來的供暖補(bǔ)貼壓力。

      01、研究背景及意義

      內(nèi)蒙古地區(qū)受用電負(fù)荷特點(diǎn)的影響，電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段出現(xiàn)在夜間，隨著內(nèi)蒙古風(fēng)電規(guī)模不斷擴(kuò)大，在冬季供暖期優(yōu)先保證熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行的情況下，全區(qū)的大部分風(fēng)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(fēng)電運(yùn)行時(shí)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(jìn)行研究，并提出風(fēng)電參與城市供熱的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案。

      用風(fēng)電電力替代燃煤鍋爐為城市供熱，可以增加地區(qū)用電負(fù)荷，提高風(fēng)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(fù)荷低谷時(shí)段的風(fēng)電電力用于城市供熱，從需求側(cè)入手，降低了電網(wǎng)對風(fēng)電調(diào)峰和消納的難度，對風(fēng)電持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

      02、供熱負(fù)荷計(jì)算

      項(xiàng)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(jì)要求，保溫型住宅建筑的熱指標(biāo)規(guī)定為40~45W/m²， 結(jié)合實(shí)際調(diào)研情況， 測算本供熱規(guī)劃采用的綜合熱指標(biāo)。

      最大熱負(fù)荷計(jì)算方法如下:Qmax=q•F，其中: q-采暖熱指標(biāo);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(fù)荷計(jì)算公式， 可計(jì)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(fēng)電場選定及規(guī)模測算

      風(fēng)電場應(yīng)選擇在城市周邊的山地或空曠地帶建設(shè)作為風(fēng)電供熱點(diǎn)，且風(fēng)場80米高平均風(fēng)速達(dá)7m/s，風(fēng)功率密度400W/m²以上。場區(qū)風(fēng)資源豐富，具備較高的經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值。同時(shí)把風(fēng)電場參與調(diào)峰的電量作為供熱使用電量，并與電網(wǎng)進(jìn)行低價(jià)結(jié)算，在此基礎(chǔ)上，風(fēng)電場將不再參與電網(wǎng)調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)全年不限電運(yùn)行。

      最終確定的供熱面積按照年供熱量及共消納風(fēng)電電量為基礎(chǔ)，測算對應(yīng)風(fēng)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(fēng)電供熱項(xiàng)目，采用清潔能源進(jìn)行供熱，利用棄風(fēng)發(fā)電，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，又將熱能儲(chǔ)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(xiàng)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(chǔ)存在蓄熱裝置中，儲(chǔ)存在蓄熱裝置中的熱量可在需要時(shí)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(diǎn)，管材選用Q235B鋼，公稱直徑DN≤200時(shí)，選用無縫鋼管，DN>250mm時(shí)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(dǎo)線， 在鍋爐房設(shè)測漏儀檢漏。

      05、供熱電價(jià)與結(jié)算方式

      供熱購電價(jià)格按照當(dāng)?shù)鼐用裼秒婋娰M(fèi)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行執(zhí)行。后續(xù)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娜济簝r(jià)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(fèi)價(jià)格; 應(yīng)風(fēng)電場上網(wǎng)電價(jià)按照地區(qū)最新電價(jià)結(jié)算政策與電網(wǎng)公司進(jìn)行結(jié)算。供熱企業(yè)根據(jù)供熱需求按月分配使用。風(fēng)電企業(yè)與供熱企業(yè)按月結(jié)算的熱費(fèi)為供熱企業(yè)當(dāng)月所用熱量消耗電量乘以供熱企業(yè)可承受電價(jià)。

      06、投資概算及收益

      風(fēng)電供熱項(xiàng)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(fèi)用、基本預(yù)備費(fèi)、熱源廠靜態(tài)投資、建設(shè)期利息和工程動(dòng)態(tài)投資。按照上述計(jì)算，資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率可達(dá)到10%以上，通過以上分析可知，本項(xiàng)目具有較好的盈利能力，抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)，各項(xiàng)效益指標(biāo)合理， 在財(cái)務(wù)上是可行的。

      風(fēng)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(jī)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(fēng)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(jià)格逐年上漲為地方政府帶來的供暖補(bǔ)貼壓力。