10月13日,江蘇省鋼協在東方潤安集團召開煤氣發電熔鹽儲熱調峰技術交流會。東方潤安集團有限公司董事長蔣中敏、常務副總裁劉建朝,設備動力廠廠長何偉、副廠長薛杰,省鋼協副會長兼秘書長陳洪冰、常務副秘書長蔣莉、現代冶金(南京)研究院副總經理林仰東,北京思安營銷總經理楊小強、售前設計總監何川、銷售經理王娟出席會議。
陳洪冰介紹了鋼鐵行業面臨的嚴峻形勢與應對策略,并應重點抓好資源效率、能源效率、資金效率、質量品牌。能源效率關乎企業運營質態,煤氣發電熔鹽儲熱調峰技術也是關鍵路徑之一。
楊小強介紹了熔鹽儲熱技術的研發歷程、技術原理和工藝特點,擬為東方特鋼藕合建設10MW熔鹽系統調峰項目,通過在谷電時段存儲煤氣的熱量,減少鍋爐蒸汽產量,降低汽輪機的發電功率;在峰電時段釋放儲存熱量,生產高溫高壓蒸汽,并入原有機組,提高汽輪機發電收益。預計項目總投資約9000余萬元,年增加效益約1500萬元。
熔鹽儲能技術是以熔鹽儲能材料為媒介將太陽能光熱、地熱、工業余熱、低品位廢熱、谷電等以熱能的形式儲存起來,在需要時釋放,力圖解決由于時間、空間或強度上的熱能供給與需求間不匹配所帶來的問題,最大限度地提高整個系統的能源利用率而逐漸發展起來的一種新興技術。
1、市場的選擇——熔鹽
熔鹽是優良的傳熱儲能介質,在移峰發電、建筑供暖、谷電制熱、風電消納等方面都具有良好的應用前景。由于其具有較高的使用溫度、高熱穩定性、高比熱容、高對流傳熱系數、低粘度、低飽和蒸汽壓、低價格等“四高三低”的優勢,成為目前光熱發電領域中認可度最高的傳儲熱介質之一。
熔鹽儲能作為可再生能源發展的重要支撐點之一,既可以大規模集中應用于光熱發電儲能、新能源廢棄電力利用、電網調峰等領域,也可以分布式應用于智慧能源、清潔能源集中供熱、清潔能源熱電冷聯供等領域,尤其在光熱領域,可顯著提高發電系統的熱效率、系統的可靠性和經濟性。
(1)電網削峰填谷、供暖等
熔鹽儲能即利用熔鹽的儲熱能力,在電力供給盈余或電力需求低谷時主動將電力以熱能的形式儲藏起來,在電網需要時再將熱能轉化為電能,從而實現削峰填谷、系統調頻的作用,為電力供給提供彈性。在該應用場景下,熔鹽儲能主要有雙罐系統和單罐系統兩種形式。
(2)光熱發電
光熱電站一般采用熱鹽罐與冷鹽罐雙罐系統存放熔鹽。冷熔鹽貯罐內的熔鹽經熔鹽泵輸送到太陽能集熱器內,吸收熱能升溫后進入熱熔鹽儲罐中,隨后高溫熔融鹽流進熔鹽蒸汽發生器,產生過熱蒸汽驅動蒸汽渦輪機運行發電,而熔鹽溫度降低后流回冷熔鹽儲罐。
(3)火電靈活性改造
熔鹽儲能技術可應用于火電靈活性改造,顯著改善火電機組供熱調峰能力。與現有的火電機組調峰技術相比,蒸汽加熱熔鹽儲能的火電調峰技術具有能耗更低、運行更節能可靠、改造成本低等優點。
(4)余熱回收
以鋼鐵工業生產為例,各個工序生產過程中形成的鋼制品、鋼渣廢料、焦炭等都存在大量可回收的熱量,熔鹽儲能技術即可應用于此情況進行余熱回收,可產生穩定可持續的高溫蒸汽,提高余熱發電系統的靈活性。
2、熔鹽儲能技術的優勢在哪里?
相比于電化學儲能,熔鹽儲能在可再生能源消納、清潔能源取暖等方面,具有更多優勢。
(1)儲能密度高
由于熔鹽使用溫度區間較為廣泛,使用溫度最高可達600℃以上,提供了較大的溫差,儲能密度具有明顯優勢。
(2)黏度低
在工作溫度區間,熔鹽的流動性近似于水,較好的流動性能夠大大降低管道流阻,減少泵耗,節約能源。
(3)穩定性好,壽命長
從原理上來看,熔鹽儲能利用的是熔鹽材料本身的顯熱,不發生化學變化;從過往使用經驗來看,熔鹽曾經被當作核反應堆優良的傳熱儲熱介質,使用壽命均在30a以上。
(4)價廉易得
熔鹽是一種或多種鹽的混合物,在國內的儲藏量極為豐富,材料來源廣泛,成本優勢明顯。
(5)無污染、零排放
熔鹽儲能工作原理是在夜間低谷電時間段,將低價格的電能轉化為能進行儲存,同時在夜間電極鍋爐也可作為直供設備對外供蒸汽,該設備為冗余配置,保證蒸汽供應穩定;在白天用氣時,熔鹽儲能系統則通過換熱裝置對外供應蒸汽,具有清潔性與環保性。