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百吉瑞：低熔點熔鹽槽式系統優勢明顯

來源：中國電力新聞網 | 0評論 | 4373查看 | 2018-05-25 10:17:00

“在太陽能熱發電領域中，槽式系統作為最成熟的太陽能熱發電技術，已完全實現了商業化運行，而且仍在進步的過程中?！卑偌穑ㄌ旖颍┬履茉从邢薰荆ê喎Q“百吉瑞”）副總經理趙久福在參加“2018中國光熱發電投資高峰論壇暨光熱電站設計與設備選型研討會”時指出，隨著低熔點熔鹽的應用，系統防凝困難及熱損過大的問題已被大幅改善，低熔點熔鹽槽式系統會成為未來光熱發電的發展方向。

　　創新循環工藝提高生產效率

　　傳統導熱油槽式光熱發電系統使用導熱油作為傳熱介質、熔鹽作為儲熱介質，具有技術成熟、系統相對簡單、可靠性高等優勢，是當前商業化運行電站中占比最高的技術路線。但系統受限于導熱油使用溫度上限，不能實現更高的發電效率；同時由于雙工質運行，也存在換熱系統相對復雜、運行耦合度高等弊病。因此，槽式系統向使用更高溫度傳熱介質、更大開口集熱器、傳儲熱解耦運行的方向發展。

　　二元熔鹽作為優良的高溫載體，既可以作為儲熱介質又可以作為傳熱介質，實現傳熱與蓄熱工質合二為一。在此基礎之上，開發出熔鹽槽式光熱發電系統與塔式光熱發電系統等技術路線。

　　在光熱發電產業發展初期，普通熔鹽槽式光熱發電系統受限于二元鹽防凝難度較大、系統循環工藝相對復雜等因素，沒有大規模商業化應用，僅停留在了示范回路階段。盡管如此，這種普通的熔鹽槽式系統與導熱油槽式系統相比依舊能夠展現出巨大的優勢。

　　“雖然普通的二元熔鹽槽式系統與導熱油槽式系統相比具有一定的優勢，但其缺點也是客觀存在的。”趙久福表示，隨著低熔點熔鹽的應用，結合特殊的系統與運行模式的設計，系統防凝困難及熱損過大的問題已被妥善解決。低熔點熔鹽槽式系統將推動槽式技術的發展與革命，成為光熱發電的發展方向。

　　百吉瑞在多年理論研究和實踐探索的基礎上將低熔點熔鹽與大開口集熱技術相結合，并對系統結構、循環工藝和運行模式進行了全面優化創新，推出了低熔點熔鹽槽式系統，該系統相較于普通二元熔鹽槽式系統有了質的飛躍。

　　在防凝循環系統方面，由于二元鹽熔點較高，普通熔鹽槽式系統進入防凝模式后其工作溫度一般不能低于275攝氏度；而低熔點熔鹽槽式系統在創新設計的緩沖罐參與下，其工作溫度只需要大于等于175攝氏度。

　　趙久福介紹，集熱管內的散熱損失主要的散熱機理是集熱管外表面的輻射散熱，而輻射散熱功率與絕對溫度的四次方成正比，因此低熔點熔鹽槽式系統用于防凝循環的熱損失只有普通二元熔鹽槽式系統的40%。另外，由于低熔點熔鹽槽式系統循環工藝的創新，相對減少了防凝循環次數或流量，從而降低泵耗減少廠用電量。且在這種循環工藝中，冷罐不參與夜間防凝循環，溫度一直維持在290攝氏度，不需要啟動時間，隨時進入發電模式，提高了啟動發電的靈活性。

　　減少設備需求降低初始投資

　　低熔點熔鹽熔點為82攝氏度至115攝氏度，工作溫度在150攝氏度至180攝氏度，相比二元鹽290攝氏度的工作溫度，管道及鏡場的防凝難度大大降低，熔鹽熔點的降低為熔鹽槽式光熱發電技術奠定了發展的基礎。

　　采用低熔點熔鹽，由于在回路內熔鹽溫升大，則擁有更小的流量與動壓頭；采用低熔點熔鹽泵的軸功率揚程指標是二元鹽的47％，體積流量是二元鹽的62％。由于體積流量的減小，動壓頭的減小，采用低熔點熔鹽泵有效功率僅為二元鹽的29％。經測算，采用低熔點熔鹽低溫熔鹽泵的耗電量僅為采用二元熔鹽的約30%。

　　在采用二元鹽的系統中，蒸汽發生器系統往往配置外部循環泵，將汽包內部分飽和水輸送至預熱器入口，與自汽輪機回熱系統加熱后的給水混合，提升給水溫度，確保在任何工況下給水溫度不低于熔鹽的安全溫度260攝氏度。而當采用低熔點熔鹽時，這一下限溫度值可以設置為200攝氏度，這樣減小了系統運行的復雜性，提高系統可靠性的同時節約了廠用電。

　　如今光熱產業融資難已經成為整個行業亟待克服的難題，在這樣的情況下，初始投資較低的項目就擁有了掌握市場先機的可能。傳統槽式光熱電站設備較為復雜，而低熔點熔鹽相關技術卻不需要一些傳統槽式光熱電站所必備的設備，在系統性的簡化之下，初始投資必然會降低。

　　普通熔鹽槽式系統要求傳熱介質集熱溫度高，必然會造成鏡場回路過長的問題，間接導致回路的可靠性降低，運行難度增加，換熱損失大等負面影響。為了解決回路長度增加帶來的一系列問題，百吉瑞創新性的將低熔點熔鹽與大開口集熱器技術相結合。

　　據了解，此系統大幅降低了回路整體長度，解決了普通熔鹽槽式系統回路過長帶來的造價、可靠性與熱損方面的問題。此外，較大的光學面積減少了回路數，允許更為經濟的布置。回路數與SCE的數量減少，直接導致集熱管、驅動裝置、控制單元、傳感器、旋轉接頭、閥門等輔助設備的數量減少，降低了系統的造價。

　　“基于國外相關機構計算，采用相同尺寸的集熱管同熱量輸出情況下，設備成本節省約為13%，整體系統節省初始投資約為23%。”趙久福表示，這將節約很大一部分鏡場投資。

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