大型鋁電池調(diào)峰電站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種大型鋁電池調(diào)峰電站，屬于電力控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的增長勢頭，1978年至2004年間中國人均⑶P的年增長率為8.16%，一直處于世界⑶P增長的前列，取得了舉世矚目的成就。這一階段經(jīng)濟(jì)的高速增長，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化、演變起到了重要的作用。
[0003]我國為了建設(shè)能源節(jié)約型社會，強(qiáng)調(diào)突出抓好節(jié)能用電，連續(xù)出臺治理文件，實施階梯電價，禁止給高耗能項目降低電價，隨著工業(yè)用電價格不斷調(diào)整，電價的上浮侵蝕著高耗能行業(yè)的利潤空間，這已影響到高耗能行業(yè)的生存，缺乏競爭優(yōu)勢的落后產(chǎn)能逐步退出，行業(yè)內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整資源再分配。
[0004]而隨著經(jīng)濟(jì)增長的同時我國的電力供應(yīng)與電力需求也迅速增長。2012年我國全社會用電量達(dá)到了 49591億千瓦時，同比增長5.5%ο從1980年至2012年，我國全社會用電量增長16.8倍，年均增長9.2%。全國電力供應(yīng)緊缺問題基本得到緩解。
[0005]作為我國主體能源的煤炭，占一次能源消費總量的70%左右。2012年我國煤電裝機(jī)規(guī)模已達(dá)7.58億千瓦，占總裝機(jī)的66.2% ;煤電發(fā)電量3.68萬億千瓦時，占總發(fā)電量的73.9%。我國豐富的煤炭資源稟賦決定了我國將在較長時間段內(nèi)保持以煤電為主的電源結(jié)構(gòu)。
[0006]我國以火電為主的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)就決定了我國是“剛性”結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致風(fēng)電、光伏發(fā)電不能并網(wǎng)的大規(guī)模棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象。若核電再發(fā)展3億千瓦，電網(wǎng)將可能“崩潰”。
[0007]正因為煤電為主的電源結(jié)構(gòu)不能深度調(diào)峰，所以我國大區(qū)電網(wǎng)存在電源分布不合理，造成電源結(jié)構(gòu)(基、腰、峰荷電源)性矛盾，即電網(wǎng)嚴(yán)重缺乏調(diào)峰電源。多年來我國一直迫使超臨界和超超臨界60萬-100萬千瓦機(jī)組參與一定范圍的調(diào)峰，低谷時壓到50%亞臨界運(yùn)行，使低碳機(jī)組高碳運(yùn)行。隨著城市化、工業(yè)化，電網(wǎng)每年增長的用電負(fù)荷，其峰谷差將超過 50%ο
[0008]而隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，用電結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化，用電-供電關(guān)系發(fā)生變化，導(dǎo)致電網(wǎng)峰谷差日益增大。一般發(fā)展中國家的峰谷比是1:0.63，發(fā)達(dá)國家的峰谷比為1:0.25，而中國各跨省電力系統(tǒng)的負(fù)荷峰谷差一般約為最大負(fù)荷的30%?40%。
[0009]由于我國的當(dāng)前國情及多種多樣原因的制約導(dǎo)致我國不能像發(fā)達(dá)國家一樣大規(guī)模利用調(diào)峰用智能電站(抽水蓄能電站、燃?xì)怆姀S、燃油電廠等)彌補(bǔ)峰谷差，即便預(yù)測出用電功率值，能夠用到調(diào)峰用智能電站，其能源轉(zhuǎn)換效率也僅為75%，有25%的能源被白白浪費。因此我國面臨的調(diào)峰任務(wù)和壓力正日趨嚴(yán)峻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實用新型的目的在于:克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種高效、高利用率的調(diào)峰電站。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種大型鋁電池調(diào)峰電站，包括通過公用電網(wǎng)供電的電解鋁裝置，所述電解鋁裝置的電解槽的側(cè)壁外殼上設(shè)有通過導(dǎo)熱介質(zhì)散熱的熱交換器，所述電解槽外側(cè)設(shè)有保溫層，所述保溫層完全包敷熱交換器；所述熱交換器上設(shè)有用于控制導(dǎo)熱介質(zhì)流速的散熱控制裝置。
[0012]本實用新型中所述導(dǎo)熱介質(zhì)優(yōu)選熔鹽、導(dǎo)熱油、空氣或水汽。
[0013]因為電解鋁裝置可適用電網(wǎng)劇烈波動，電解鋁電流范圍可在額定電流的20%_100%范圍內(nèi)波動進(jìn)行生產(chǎn)，電流波動只影響電解鋁產(chǎn)量，而不影響電解鋁產(chǎn)品品質(zhì)，因此本實用新型對傳統(tǒng)的鋁電解槽進(jìn)行改進(jìn)，增加保溫層，并通過散熱控制裝置對電解槽釋放的熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，既能保證電解槽工作在大電流時能夠及時排放熱量，防止鋁電解槽過熱爆炸，又能保證電解槽工作在小電流時對電解槽進(jìn)行保溫，防止電解槽過冷凝固。
[0014]本實用新型的大型鋁電池調(diào)峰電站在使用時，公用電網(wǎng)的控制中心依據(jù)電網(wǎng)中的負(fù)荷預(yù)測值以及電網(wǎng)中的發(fā)電側(cè)的額定輸出功率為所述電解鋁裝置測算可支配電能功率，其中可支配電能功率為發(fā)電側(cè)的額定輸出功率與負(fù)荷預(yù)測值之差；所述電解鋁裝置根據(jù)上述可支配電能功率進(jìn)行用電作業(yè)，從而可以作為調(diào)峰電站來使用，借助電解鋁裝置高耗能的特性來消耗發(fā)電廠產(chǎn)生的多余電量，這使得發(fā)電機(jī)組無需負(fù)擔(dān)非常規(guī)調(diào)峰帶來的損失，既減少了對煤炭等不可再生資源用量，也降低了發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本，而且還根據(jù)用電側(cè)的特點，實現(xiàn)了電解鋁裝置在白天高電價時降耗減產(chǎn)，夜間低電價時大量增產(chǎn)，這相當(dāng)于一種大型的調(diào)峰鋁電池，從而降低了電解鋁企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0015]上述技術(shù)方案的改進(jìn)是:所述保溫層的外側(cè)設(shè)有鋼殼。進(jìn)一步地，所述保溫層優(yōu)選采用保溫磚制成。
[0016]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是:所述熱交換器與電解槽之間設(shè)有碳化硅磚層。碳化硅磚層具有極好的耐火性，可以起到保護(hù)熱交換器的作用。
[0017]本實用新型帶來的有益效果是:1)本實用新型借助電解鋁的高耗能特性來消耗發(fā)電廠產(chǎn)生的多余電量，這使得發(fā)電機(jī)組無需負(fù)擔(dān)非常規(guī)調(diào)峰帶來的損失，既減少了對煤炭等不可再生資源用量，也降低了發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本。
[0018]2)采用本實用新型技術(shù)方案的電解鋁企業(yè)同比于其他企業(yè)來說其生產(chǎn)成本大幅降低，發(fā)電廠高效運(yùn)行，可實現(xiàn)提高煤炭利用效率，提高發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)效益，因此不但提高了電解鋁產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)性，而且解決了電網(wǎng)調(diào)峰難題，實現(xiàn)雙贏。
[0019]3)與常規(guī)電網(wǎng)調(diào)峰裝置，本實用新型利用電解鋁裝置調(diào)峰屬于主動調(diào)峰，通過改變自身運(yùn)行條件達(dá)到適用電網(wǎng)波動供電的目的，調(diào)峰過程中未造成能量的損失。
[0020]4)本實用新型通過將電解鋁產(chǎn)業(yè)功能升級為電能儲蓄終端，起到為電網(wǎng)配套調(diào)峰的大型蓄電池作用，將電網(wǎng)利用率從約30%提高到50-60%。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0022]圖1是本實用新型實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
實施例
[0023]本實施例的大型鋁電池調(diào)峰電站，包括通過公用電網(wǎng)供電的電解鋁裝置，即公用電網(wǎng)連接電解鋁裝置的陰極6-1和陽極6-2，陰極6-1的端部連接有陰極碳塊6-3，陽極6-2的端部連接有陽極碳塊6-4，以上均為現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
[0024]如圖1所示，本實施例中電解鋁裝置的電解槽1的側(cè)壁外殼上設(shè)有通過導(dǎo)熱介質(zhì)散熱的熱交換器2，電解槽1外側(cè)設(shè)有保溫層3，保溫層3完全包敷熱交換器2 ;熱交換器2上設(shè)有用于控制導(dǎo)熱介質(zhì)流速的散熱控制裝置(圖中未示出)。本實施例中導(dǎo)熱介質(zhì)散熱可選用熔鹽、導(dǎo)熱油或水汽，保溫層3采用保溫磚制成。散熱控制裝置可選用變頻電機(jī)驅(qū)動的流體栗，通過改變電機(jī)的頻率調(diào)整導(dǎo)熱介質(zhì)的流速；也可以直接控制閥門開啟的大小控制流速。當(dāng)然只要能夠控制導(dǎo)熱介質(zhì)流速的現(xiàn)有裝置均可使用。
[0025]為了使電解槽1牢固可靠，本實施例中保溫層3的外側(cè)可加設(shè)鋼殼4，使保溫層3嵌入到鋼殼4中。
[0026]為了保護(hù)熱交換器2，本實施例中熱交換器2與電解槽3的外側(cè)壁之間可增設(shè)碳化娃磚層5 ο
[0027]本實施例的大型鋁電池調(diào)峰電站在使用時，公用電網(wǎng)的控制中心依據(jù)電網(wǎng)中的負(fù)荷預(yù)測值以及電網(wǎng)中的發(fā)電側(cè)的額定輸出功率為電解鋁裝置測算可支配電能功率，其中可支配電能功率為發(fā)電側(cè)的額定輸出功率與負(fù)荷預(yù)測值之差；電解鋁裝置根據(jù)上述可支配電能功率進(jìn)行用電作業(yè)，從而可以作為調(diào)峰電站來使用。
[0028]目前國內(nèi)正在運(yùn)行的電解鋁廠多數(shù)在虧損，虧損面目前高達(dá)90%以上，正在努力維持現(xiàn)金流。本實施例的大型鋁電池調(diào)峰電站采用上述新型鋁電解槽，可智能調(diào)節(jié)產(chǎn)能，將生產(chǎn)集中在低價位電價時段，降低用電成本，盈虧點可達(dá)9000元/噸一9500元/噸，扭虧為“暴利”。這樣，電解鋁廠沒有自建電廠的投入，用電成本卻低于自建電廠，而且適應(yīng)并利用階梯電價，將以絕對的電價優(yōu)勢淘汰行業(yè)里落后產(chǎn)能。
[0029]本實用新型不局限于上述實施例所述的具體技術(shù)方案，除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種大型鋁電池調(diào)峰電站，其特征在于:包括通過公用電網(wǎng)供電的電解鋁裝置，所述電解鋁裝置的電解槽的側(cè)壁外殼上設(shè)有通過導(dǎo)熱介質(zhì)散熱的熱交換器，所述電解槽外側(cè)設(shè)有保溫層，所述保溫層完全包敷熱交換器；所述熱交換器上設(shè)有用于控制導(dǎo)熱介質(zhì)流速的散熱控制裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鋁電池調(diào)峰電站，其特征在于:所述導(dǎo)熱介質(zhì)為熔鹽、導(dǎo)熱油、空氣或水汽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鋁電池調(diào)峰電站，其特征在于:所述保溫層的外側(cè)設(shè)有鋼殼。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鋁電池調(diào)峰電站，其特征在于:所述保溫層由保溫磚制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鋁電池調(diào)峰電站，其特征在于:所述熱交換器與電解槽的外側(cè)壁之間設(shè)有碳化硅磚。
【專利摘要】本實用新型涉及一種大型鋁電池調(diào)峰電站，該電站包括通過公用電網(wǎng)供電的電解鋁裝置，所述電解鋁裝置的電解槽的側(cè)壁外殼上設(shè)有通過導(dǎo)熱介質(zhì)散熱的熱交換器，所述電解槽外側(cè)設(shè)有保溫層，所述保溫層完全包敷熱交換器；所述熱交換器上設(shè)有用于控制導(dǎo)熱介質(zhì)流速的散熱控制裝置。本實用新型的大型鋁電池調(diào)峰電站屬于主動調(diào)峰，通過改變自身運(yùn)行條件達(dá)到適用電網(wǎng)波動供電的目的，調(diào)峰過程中未造成能量的損失；本實用新型通過將電解鋁產(chǎn)業(yè)功能升級為電能儲蓄終端，起到為電網(wǎng)配套調(diào)峰的大型蓄電池作用，電網(wǎng)利用率得到大幅度提高。
【IPC分類】H02J3/28, C25C3/16
【公開號】CN205017018
【申請?zhí)枴緾N201520730731
【發(fā)明人】顧為東
【申請人】顧為東
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月21日