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调峰供热两兼顾!华源前线“电极锅炉-球罐蓄热储能系统耦合”技术获评新型储能优秀案例

近日,在北京举行的2026年大规模储能支撑新型电力系统建设论坛上,中国能建杭州华源前线能源设备有限公司(以下简称“华源前线”)申报的“基于电极蒸汽锅炉-球形储罐耦合的新一代煤电深度调峰与供热协同技术研发”获评优秀案例,并收录于《2026年新型储能关键技术装备及场景应用汇编》。

该案例聚焦煤电机组深度调峰与稳定供热的协同需求,通过电极蒸汽锅炉与蒸汽型球罐蓄热储能系统耦合,将电热转换、热量储存与按需供热相衔接,在输出压力≤1.3MPa的工业蒸汽场景下,该系统初投资与电加热熔盐储热、电加热固体储热方案相比具有明显优势。为煤电灵活性改造、新能源消纳和区域供热提供技术路径,展现了华源前线在热储能装备研发与系统集成方面的技术实力。

本次优秀案例证书由华北电力大学技术转移转化中心、中关村华电能源电力产业联盟颁发。

1电热转换与储热协同

助力煤电深度调峰与稳定供热

热电联产机组的发电与供热紧密关联。采暖期,“以热定电”的运行约束会限制机组降低发电出力的空间。如何兼顾深度调峰与稳定供热,是煤电灵活性改造需要解决的重要问题。

电极蒸汽锅炉与球罐蓄热储能系统耦合,通过电热转换和储热环节,使热量能够跨时段储存与调配,缓解机组调峰与用户用热之间的矛盾。其中,电极蒸汽锅炉负责将电能转化为热能,球罐蓄热储能系统承担热量储存与按需释放功能,两者协同运行,实现电力调节与热量供应的协调。

电热转换:将电能转化为蒸汽热能

电极蒸汽锅炉利用水的导电特性,使电流通过水体产生热量,将电能转化为蒸汽热能。产生的蒸汽可直接用于供热、供汽,也可通过球罐蓄热储能系统的充热环节,将热量传递给储热水体,实现热量储存。

蓄热释热:让热量跨时段储存与调配

在本次耦合方案中,蒸汽型球罐蓄热储能系统以高温高压水为储热介质,通过储热单元、充放热环节与控制系统协同,实现热量的储存和按需释放。释热时,系统可通过降压闪蒸产生蒸汽,并根据用汽参数配置蒸汽压缩等环节,满足不同工况下的用汽需求。

协同调节:兼顾电网调峰与用户用热

系统根据电网调峰要求、机组运行状态和用户热负荷,协调电极蒸汽锅炉、球罐蓄热储能系统与供热系统运行。在需要增加用电负荷时,将电能转化为热能并储存;在需要减少电锅炉用电或补充供热时,释放储存的热量,为调峰与供热提供调节空间。

核心装备:自主创新,成果积累

电极锅炉承担电热转换功能,球罐蓄热储能系统通过储热、充放热及控制等环节实现热量储存与调配,共同支撑耦合应用。围绕核心装备与系统集成,华源前线持续推进自主研发与工程应用,相关产品和技术成果获得多项科技奖励与认定。

华源前线电极锅炉拥有自主知识产权,相关技术和产品入选工信部《全国工业领域电力需求侧管理第四批产品(技术)目录》《国家工业和信息化领域节能技术装备推荐目录》及国资委《中央企业科技创新成果产品手册》,并应用于全球环境基金“工业供热系统和高耗能设备能效促进”项目先进节能技术/产品应用示范。

华源前线球罐蓄热储能系统相关技术成果荣获中华环保联合会科学技术奖、能源科学与工程奖三等奖、中国能建科学技术奖特等奖。相关装备入选《中国能建第二批新技术推广目录》《中国能源建设股份有限公司首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》,获评浙江省优秀工业新产品、杭州市优质产品,并通过浙江省工业新产品认证。

2从耦合应用到独立配置

拓展多元用能场景

电极锅炉与球罐蓄热储能系统耦合,将电热转换与热量储存、调配相衔接,为清洁供暖和工业供汽提供灵活的供热方式。从阿克苏柯坪城市清洁供暖到贵州酱酒工艺用汽,这一技术路径已形成工程实践。

01 新疆阿克苏柯坪县城市清洁供热项目

电极锅炉+斜温层球罐蓄热储能系统,服务城市清洁供暖

华源前线为项目配备32MW电极锅炉及2套2000m³球罐蓄热储能系统,采用电极锅炉与斜温层球罐蓄热储能系统耦合的技术路线,将电加热与热量储存、调配相衔接,为当地居民提供清洁供热解决方案,服务城市“煤改电”供暖。

02 贵州酱酒蒸汽蓄热示范项目

电极锅炉+蒸汽型球罐蓄热储能系统,服务酿酒工艺用汽

华源前线为项目配置25MW高压电极锅炉及1套1000m³蒸汽型球罐蓄热储能系统,将电热转换与生产用汽需求衔接,为白酒生产提供稳定的工艺蒸汽。通过热量储存与调配,项目为酒企优化用能方式、降低能源成本提供了工程实践。

电极锅炉与球罐蓄热储能系统既可耦合应用,也可根据项目需求分别配置。电极锅炉可直接提供蒸汽或热水,也可与其他形式的蓄热系统配套;球罐蓄热储能系统则可与其他热源或储能工艺结合,承担热量储存与调配功能。

其中,灵武、敦煌项目以电极锅炉为电热转换设备,配套蓄热系统,将电加热与蓄热调节相结合,服务煤电灵活调峰和可再生能源供热。

03 国能宁夏灵武电厂灵活性调峰项目

大功率电极锅炉,支撑煤电灵活调峰

项目配置12台50MW高压电极锅炉及配套蓄热系统,总功率600MW,通过规模化电热转换与蓄热调节相结合,服务电厂灵活调峰和城市应急供热。项目围绕热电解耦、新能源消纳及供热保障开展工程应用,体现了大功率电极锅炉在煤电灵活性改造中的应用能力。

04 甘肃敦煌市可再生能源供热工程一期项目

电极锅炉+大容量蓄热,促进新能源供热应用

项目配置4台40MW高压电极锅炉及2套16000m³大容量蓄热系统,采用“新能源发电+清洁能源供热”运营模式。通过电热转换与大容量蓄热相结合,可满足104.4万平方米的采暖需求,为可再生能源在城市供热领域的利用提供工程示范。

在压缩空气储能场景中,球罐蓄热储能系统可根据电站工艺需求单独配置,储存和释放压缩空气储能过程中的热量。湖北应城、酒泉玉门项目展示了该系统在大型储能电站中的应用,其中玉门项目还与熔盐储热相结合,形成多介质梯级储热系统。

05 世界首台(套)300 MW级非补燃压缩空气储能电站——湖北应城300MW级压缩空气储能电站项目

球罐蓄热储能系统配套应用,服务大型压缩空气储能电站

华源前线为项目提供球罐蓄热储能系统,配置8台容积为3500m³的储热球罐,其中高温水、低温水储热球罐各4台。该系统以水为储热介质,通过储热单元、充放热环节及控制系统的协同运行,实现压缩空气储能过程中热量的储存与释放,体现了华源前线在规模化水储热系统集成与大型储能电站工程应用方面的技术实力。

06 酒泉玉门300MW人工硐室压缩空气储能电站项目

球罐蓄热储能系统与熔盐储热相结合,实现多介质梯级储热

华源前线为项目提供熔盐与水梯级储热系统,其中,水储热部分采用球罐蓄热储能系统,配置6台冷热水储热球罐,熔盐储热部分配置2台冷热熔盐储罐。两部分协同运行,拓宽可利用温域,服务压缩空气储能过程中的热量储存与利用。

从电极蒸汽锅炉与球罐蓄热储能系统的耦合应用,到不同供热与储能工艺中的分别配置,华源前线持续以工程实践推动技术成果转化。此次获评优秀案例,为该耦合技术的交流推广与应用拓展提供了新的契机。

未来,华源前线将继续围绕煤电灵活性改造、新能源消纳和工业供热需求,深化电极蒸汽锅炉与球罐蓄热储能系统耦合技术研发,推动核心装备与系统控制协同优化,为能源绿色低碳转型提供更多供热与储热解决方案。