一个实际案例分析：固体电蓄热生产工业蒸汽是最佳选择吗？

蒸汽是工业生产的血液，在碳中和的目标愿景下，传统的以煤和天然气生产蒸汽的方式将被逐步淘汰，但谁又将成为主流的替代方案？

煤和天然气为代表的传统能源价格呈上涨趋势，而谷电价格却在逐步下调，峰谷电价差在逐步拉大。以消纳低谷电为特点的电蓄热供蒸汽技术受到越来越多的关注。

在已知的电蓄热供蒸汽技术路线中，高压固体电蓄热技术以其原理简单、技术成熟、成本可控的显著优势崭露头角，那么，这到底是一个最佳选择吗？

高压固体电蓄热技术

高电压大功率固体电蓄热炉，是一种直接采用10kV及以上配电网中，不经过0.4kV变压器，直接利用10、35、66或110 kV高电压工作的电蓄热设备。

高电压的直接应用突破了电热转换的功率瓶颈，实现了大功率、超大功率电热转换，目前单机最大功率可以实现9万千瓦，蓄热能力可达90万千瓦时。

其蓄热材料一般采用高温烧制的金属氧化物烧结砖，耐温可达1500℃以上，炉内蓄热温度最高可实现800℃。这样的高蓄热能力及高蓄热温度，可以实现目前工业用热领域几乎所有的用热形式输出，包括热水、饱和蒸汽及过热蒸汽。

一个实际案例分析

固体电蓄热技术生产工业蒸汽的实际应用效果究竟如何？我们以沈阳某医院利用固体电蓄热制取饱和蒸汽的实际项目为例分析如下。

项目的用热需求：

固体电蓄热设备投入情况：

项目运行情况：

1）2020年2月全月电蓄热炉运行炉温曲线

2）2020年2月11日0:00至17日24:00电蓄热炉运行炉温曲线

3）2020年2月11日0:00至24:00电蓄热炉运行炉温曲线

4）2020年2月全月电蓄热炉运行加电时长曲线

5）2020年2月全月电蓄热炉运行耗电量曲线

6）2020年2月全月电蓄热炉运行输出蒸汽量曲线

7)根据日消耗电量及输出蒸汽量（按补水量计算）计算电蓄热炉效率：

根据上述数据可得：

2020年2月份消耗电量总量统计：

1）1#设备消耗电量总量：1462.01MWh

2）2#设备消耗电量总量：1628.28MWh

3）3#设备消耗电量总量：1445.43MWh

4）4#设备消耗电量总量：1460.00MWh

5）设备消耗电量总计：5995.72MWh

2020年2月份输出蒸汽总量统计：

1）1#设备输出蒸汽总量：1881t

2）2#设备输出蒸汽总量：2092t

3）3#设备输出蒸汽总量：1860t

4）4#设备输出蒸汽总量：1887t

5）设备输出蒸汽总计：7710t

根据输出蒸汽总量及耗电总量计算设备效率为：（蒸汽焓值为2762.87kJ/kg，给水20℃）

1）1#设备效率：95.72%

2）2#设备效率：95.59%

3）3#设备效率：95.74%

4）4#设备效率：95.65%

5）设备输出效率：95.67%

由此得出结论如下：

本项目输出介质为165℃/0.7MPa饱和蒸汽，用于医院消杀应用。项目自2019年12月建设完成后，一直处于稳定运行状态。在2月份配置值班人员，对设备运行进行各类数据监测，蒸汽输出量以各台设备的补水系统的补水量计算。

固体电蓄热炉设备运行采用自动运行模式，蓄热体的蓄热量根据剩余热量及蒸汽输出量进行优化处理、智能运行，在保证输出能力的前提下，在设定的用电时间段内，设备用电进行自动投切，使设备不超温、始终工作在安全范围内。

固体电蓄热炉设备的蓄热电热转换效率可以达到99%以上，输出综合效率达95%以上。根据监测的数据，1#设备耗电总量1462.01MWh，输出蒸汽总量为1881t，综合效率为95.72%；2#设备耗电总量1628.28MWh，输出蒸汽总量为2092t，综合效率为95.59%；3#设备耗电总量1445.43MWh，输出蒸汽总量为1860t，综合效率为95.74%；4#设备耗电总量1460.00MWh，输出蒸汽总量为1887t，综合效率为95.65%；总体项目耗电总量为5995.72MWh，输出蒸汽总量为7710t，综合效率为95.67%。

固体电蓄热设备运行能够满足用户用热要求，且较高的效率也为用户运行节约了成本。

总之，固体电蓄热炉的高蓄热能力及高蓄热温度、高输出温差，可以实现目前工业用热领域的所有用热形式输出，包括热水、饱和蒸汽及过热蒸汽。