甘肅電伴熱/電加熱：光熱電站流體“溫控專(zhuān)家”

一、光熱電站用的是什么熔鹽？

二、光熱電站溫度控制解決方案：電伴熱/電加熱

三、我國(guó)光熱發(fā)電項(xiàng)目中的溫控應(yīng)用場(chǎng)景

四、電伴熱/電加熱如何配置？

五、投資和成本優(yōu)化空間幾何？

光熱電站中，流體工質(zhì)的溫度控制是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。這里的流體包括導(dǎo)熱油，熔融鹽和水等介質(zhì)。其中熔鹽是具有重要意義的儲(chǔ)熱介質(zhì)。掌握的了熔鹽，也就掌握了光熱穩(wěn)定、***發(fā)電的特點(diǎn)。但事實(shí)上偏偏是如此重要的熔鹽，往往成為光熱電站中***難以控制的一個(gè)環(huán)節(jié)。這也是由于熔鹽本身的特性所決定的。

一、光熱電站用的是什么熔鹽？

目前行業(yè)內(nèi)普遍用作儲(chǔ)熱的鹽是二元硝酸鹽，為質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%硝酸鈉和40%***的混合物。這種混合物有著多種優(yōu)點(diǎn)，非常適于用作儲(chǔ)熱介質(zhì)，但不可否認(rèn)它也存在一些問(wèn)題。

表. 二元硝酸鹽的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 

易于獲得，成本相對(duì)低廉 凝固點(diǎn)太高 ~220℃ 

溫差較寬，比熱容大 溫度上限僅 ~595℃ 

化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 純度不達(dá)標(biāo)時(shí)具有腐蝕性 

工作壓力低，不發(fā)生相變 對(duì)電站控制要求高 

表中可以明顯看到，常用的二元硝酸鹽一個(gè)很大的安全問(wèn)題在于凝固點(diǎn)太高，低于220攝氏度熔鹽會(huì)凝固，造成電站管路堵塞凍結(jié)，嚴(yán)重影響電站正常的運(yùn)行。

二、光熱電站溫度控制解決方案：電伴熱/電加熱

我們都知道，電流通過(guò)導(dǎo)電材料會(huì)產(chǎn)生熱量升溫，一部分電能轉(zhuǎn)換為熱能。因此為了解決這個(gè)問(wèn)題，電伴熱/電加熱方案被引入到光熱電站中來(lái)。通過(guò)電加熱器加熱儲(chǔ)罐中的熔鹽，或者通過(guò)鋪設(shè)加熱線纜，來(lái)達(dá)到保證流體管路、閥門(mén)、儲(chǔ)罐等溫度的作用。

兩者區(qū)別在哪呢？簡(jiǎn)單理解，電伴熱耗能低，均勻放熱來(lái)達(dá)到保溫防凍作用，而電加熱功率高很多，主要用于集中在某點(diǎn)或某區(qū)域的主動(dòng)加熱。二者在光熱電站中都能夠?qū)崿F(xiàn)保溫，功能類(lèi)似。目前電伴熱方案在光熱電站中運(yùn)用更加普遍。

事實(shí)上，電加熱和電伴熱方案早已在傳統(tǒng)的油氣等其他行業(yè)有所運(yùn)用，技術(shù)方案十分成熟。

三、我國(guó)光熱發(fā)電項(xiàng)目中的溫控應(yīng)用場(chǎng)景

由于國(guó)內(nèi)大部分光熱電站都建在西北地區(qū)，在冬季環(huán)境溫度可低值零下幾十?dāng)z氏度，因此針對(duì)不同流體介質(zhì)的保溫、伴熱/加熱就顯得極為重要。

光熱電站中，水工質(zhì)的伴熱需求溫度是12℃，導(dǎo)熱油需要維持在50℃，熔鹽安全溫度在260℃。因此,在這些介質(zhì)流經(jīng)的管道和閥門(mén)、儲(chǔ)熱罐、儀表儀器等地方需要格外注意保溫和熱補(bǔ)償。

通常，熱熔鹽罐和管道的溫度需要維持在600℃左右的溫度，冷熔鹽罐和管道需要維持在300℃左右的溫度。

電加熱/伴熱需要保證儲(chǔ)罐內(nèi)熔鹽溫度正常。常溫下，在流體進(jìn)入空管之前，也需要將管道溫度加熱到指定溫度。例如每天塔式熔鹽電站熔鹽***上塔的時(shí)候。

新型的槽式熔鹽電站比塔式熔鹽電站回路管道更長(zhǎng)，管道凍結(jié)堵塞風(fēng)險(xiǎn)更高，因此更加需要注意敷設(shè)伴熱帶來(lái)保證管內(nèi)熔鹽溫度。傳統(tǒng)槽式導(dǎo)熱油電站中雖然油溫的安全溫度要低，但在電站停運(yùn)等情況下仍然需要控制好管道內(nèi)溫度。

四、電伴熱/電加熱如何配置？

環(huán)境溫度、流體介質(zhì)的維持溫度、***高溫度，管道或設(shè)備的尺寸等因素都影響電伴熱和電加熱的選擇和匹配。

實(shí)際中，根據(jù)介質(zhì)溫度和升溫時(shí)間的需求，結(jié)合電伴熱的發(fā)熱功率，保溫材料和厚度，導(dǎo)熱系數(shù)，管道材料和厚度等參數(shù)，即可計(jì)算出需伴熱的地方需要補(bǔ)償多少熱量，從而得出安裝伴熱帶的數(shù)量和溫度閾值。

但在設(shè)計(jì)時(shí)，伴熱溫度需要設(shè)置合理，既不能太低，也不能過(guò)高。過(guò)高的伴熱溫度會(huì)增加整個(gè)電站廠用電比例，增加不必要的成本；對(duì)于管道閥門(mén)、儀表等設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸和形狀的參數(shù)也決定了伴熱的敷設(shè)設(shè)計(jì)和溫度。