云南省首例电储热式高温蒸汽热泵完成研发

日前，云南电网公司电力科学研究院攻克电能替代关键装备难题，开展“电储热+蒸汽热泵”系统的相关研究，完成了云南电网公司内首例电储热式高温蒸汽热泵的研发，填补了国内储热和蒸汽压缩热泵联合供热技术的空白，为云南省工业企业推广经济、高效和“零”碳电气化中高温供热方案奠定了基础。

　　据了解，为贯彻国家“双碳”目标，落实好国家能耗双控和云南电网公司综合能源服务商转型战略，支撑云南省打好“绿色能源”牌，持续提升电力在终端能源消费的比例，云南电网公司电力科学研究院加大对用户侧电能替代的研究和新装备研发。

　　2019年，该院组建了电能替代项目研发小组，联合曲靖供电局对全省40多家云南典型工业企业进行调研和能源平衡测试，并启动“电储热+蒸汽热泵”系统的相关研究，针对工业用户采用电力代替煤炭、燃气产生工业蒸汽（140℃的饱和蒸汽）的实际需求，提出了“多级覆叠式热泵+蒸汽压缩+电储热”的系统集成方案。由于没有完全成熟的方案供参考，项目研发小组组织了多所高校和生产厂家开展多项探索性的工作，整个研制工作历时3年，先后开展了20多项涉及材料、冷媒工质、控制逻辑的分项试验，累计试验时间超过1000小时，完成了不同气温下系统整体的试验，并对试验过程中发现的30多项缺陷进行了优化改进，攻克了多项关键技术后，成功完成了储热式高温蒸汽热泵机组研制。据介绍，该成果的设计参数可满足大部分企业的供热需求；研发和试制了双活塞无油压缩机，采用石墨类密封环，避免了蒸汽污染；设计和制造了熔盐储热+电磁过热装置，可充分利用低谷电，降低设备和配电系统投资；利用闪蒸前增加电磁加热，提高了设备短时间的过载能力，能更好地适用于工业间歇性供热的场景；可在用电高峰时利用电储热设备对负荷进行调节，比起电锅炉最高节约50%的电量。

　　目前，该项目初期成果已在云南省曲靖国营燃料一厂进行示范推广，项目年最大节能收益256万元，年净利润153万元，年投资收益率29%。项目实施后，每年可为该企业节约标煤3127吨、二氧化碳排放11476吨、二氧化硫排放量220余吨，具有较好的经济效益和社会环境效益。项目成果可替代传统燃煤锅炉，部分替代燃气锅炉并与之形成互补，在减少终端碳排放、提升能效的同时还可以借助电储热设备增加用户电力负荷的灵活性，通过电能替代的示范引领需求侧“新电气化”和能效提升，推动绿色、节能低碳综合能源发展。 （易电云商 摘自 南网云南）