10月25日，由ESPLAZA長時儲能網、CHPLAZA清潔供熱平臺主辦，湖州工業控制技術研究院與浙江綠儲科技有限公司聯合主辦，內蒙古梅捷新能源科技有限公司冠名贊助的2024第五屆中國儲熱大會在浙江湖州盛大召開，東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司（簡稱：東方鍋爐）綜合能源事業部技術研發部部長李有霞出席會議并作《新型燃煤機組熔鹽儲熱技術》的主題演講，介紹了在新時代背景下新一代煤電機組需求、分析了熔鹽儲熱技術優勢、分享了在燃煤機組領域熔鹽儲熱技術路線選擇經驗。

圖：李有霞

▌新一代煤電建設背景

近期，國家從頂層設計考慮，發布了幾個關鍵性政策：目的在于推動經濟社會發展綠色化、低碳化，推進能源革命，建設清潔低碳、綠色高效的現代能源體系，推動能源行業高質量發展勢在必行。

▌新一代煤電建設技術要求

《加快構建新型電力系統行動方案（2024—2027年）》制定了九項行動方案，其中新一代煤電升級行動，是煤電機組綠色轉型的關鍵環節。《方案》指出新一代煤電升級行動：以清潔低碳、高效調節、快速變負荷、啟停調峰為主線任務，推動煤電機組深度調峰、快速爬坡等高效調節能力進一步提升，更好發揮煤電的電力供應保障作用，促進新能源消納；應用零碳或低碳燃料摻燒、碳捕集利用與封存等低碳煤電技術路線，促進煤電碳排放水平大幅下降。以合理的政策、市場機制支持煤電機組優化運行方式。

李有霞表示，新的指標體系下，煤電機組將面臨更多挑戰，還需更多技術攻關。比如，低負荷、快速調峰時，鍋爐低負荷穩燃、水動力安全、受熱面安全和厚壁元件壽命損耗，可能產生一系列問題，但耦合儲能之后，煤電機組可以通過儲能系統提升變負荷速率和效率，從而實現機組寬負荷、安全、高效、低碳運行。

▌國內煤電機組耦合儲能技術現狀

熔鹽儲熱系統由于其運行溫度與火電熱力系統的高度匹配以及在長時能量存儲方面的獨特優勢，目前在我國火電靈活性調峰改造方面正得到快速推廣應用。通過總結目前國內煤電機組耦合熔鹽儲能具體項目以及不同儲能技術路線，李有霞表示，任何一種儲能技術都不可能適用于所有電廠，應結合電廠的需求融合不同的儲能技術。除熔鹽儲能外，在研究的煤電機組耦合技術路線還有壓縮空氣儲能、氫儲能、電鍋爐+儲水罐、電化學儲能、飛輪儲能、壓縮CO2儲能等。

▌新一代煤電機組熔鹽儲熱技術

新一代煤電機組熔鹽儲熱技術，是在火電系統中嵌入大容量高溫熔鹽儲熱系統，采用機組合適的能量來源加熱熔鹽，在保證機組安全高效運行的同時，實現機爐、機側、廠網解耦，滿足新一代煤電機組的靈活運行要求。如何構建高效經濟的火電-儲熱耦合系統，拓寬機組調峰負荷范圍，提升變負荷速率，實現爐機儲的協調控制是實現煤電機組熔鹽儲熱技術工程化的關鍵。

▌煤電與儲熱耦合的新型熱力循環構建

火電-儲熱耦合系統因機組系統能量流的多樣化，熔鹽儲能與燃煤機組存在多種耦合方案，需要解決三個關鍵性的問題：

（1）儲熱過程：熱源從哪里來?儲熱后熱源去哪里？允許分出多少熱源？

（2）熔鹽儲能系統：選什么熔鹽？熔鹽工作溫度怎么定？

（3）放熱過程：冷卻介質取自哪里？放熱去哪里？

對于儲熱過程，就整個機組流程而言，煤電系統中可用以加熱熔鹽的能量來源，可選機組輸出電力，機組熱力系統中的蒸汽熱源，煙氣熱源，或者機組熱源的提供源—煤炭（需改變鍋爐循環工質）。對于特定機組儲熱需求，可選用不同的加熱源。電加熱可助力系統實現零出力，增加機組調頻收益，蒸汽加熱可實現能量梯級利用，但因蒸汽相變特性存在換熱夾點問題，煙氣加熱熔鹽不受夾點問題限制，但需考慮鍋爐受熱面調整及煙道布置空間。

在抽取機組蒸汽加熱熔鹽過程中，由于機組抽汽改變原有系統熱力循環，需要在抽汽方案設計中重新核算主機安全性，如汽機-高壓缸、中壓缸和低壓缸最小通量的保障、高中壓缸推力平衡、高壓缸和中壓缸前后壓差-高中壓缸葉片強度校核、鍋爐受熱面及水動力安全性、四管流速的范圍保障、在儲熱工況機爐負荷解耦，但是熱力參數不解耦，機爐參數安全匹配性等。

蒸汽加熱熔鹽過程中，不同種類的熔鹽吸收不同壓力等級的蒸汽凝結熱后，熔鹽出口溫度與熔鹽流量也均不同。而熔鹽流量與儲熱成本密切相關，在儲存相同質量流量的蒸汽熱量時，較大的熔鹽流量則意味著較高的儲能成本，故應在保證換熱過程的順利進行下減少熔鹽流量以提高經濟效益，選取合適的熔鹽種類和熔鹽工作溫度區間。

對于放熱過程，針對不同的機組功能需求，熔鹽儲能系統可以加入給水產生蒸汽外供，或并入鍋爐或汽機熱力系統，實現機組熱電解耦或快速升負荷及頂峰發電。

▌東方鍋爐熔鹽儲熱技術發展歷程

東方鍋爐熔鹽儲熱技術自2009年在光熱發電領域開始發展，經過試驗驗證和技術優化，于2024年實現了熱電解耦領域及綠色園區領域市場項目突破以及壓縮空氣儲能儲換熱設備市場突破。

▌東方鍋爐儲熱綜合解決方案

據李有霞介紹，在各類儲能技術中，東方鍋爐致力于長時儲能技術，助力新型能源體系建設。經過十余年儲能技術沉淀，東方鍋爐在熔鹽加熱、儲熱、放熱應用等環節已形成全產業鏈布局，涵蓋多種儲熱綜合解決方案。

1、熔鹽儲熱火電靈活性系統

熔鹽儲熱火電靈活性系統耦合熔鹽儲熱，實現燃煤機組深度調峰頂尖峰保供，實現機組熱電解耦提升機組靈活性。具有大容量儲熱，高參數放熱的特點。該方案耦合方案尋優，機組安全性分析，可實現機組系統安全經濟運行，可實現零出力，升負荷速率提升至6%。

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2、基于熔鹽儲熱的風光儲一體化

基于熔鹽儲熱的風光儲一體化方案可以消納可再生能源高峰電力，通過熔鹽儲熱，用電高峰期對外發電供能。具有大容量儲熱，高參數放熱發電供能的特點。采用大功率電加熱器，風光儲系統資源協同配置，仿真技術，協同運行控制技術，利用熔鹽儲能的靈活性，降低光伏、風電出力的不確定性；提高可再生能源利用率，提供穩定可控的新能源電力供給。中標青海龍源50MW熔鹽儲能換熱系統。

3、基于儲熱的工業園區清潔供能方案

基于儲熱的工業園區清潔供能方案消納谷電/綠電儲熱，放熱供電供汽，系統采用多種儲熱技術優化配置技術，系統智慧化管控技術。為工業園區用戶提供以蒸汽和電能為主的綜合能源供應，在滿足供蒸汽用熱需求的基礎上，在高峰電段和尖峰電段提供電能。降低工業園區用能成本，改善用能結構，推動工業園區節能降碳。

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4、壓縮氣體儲換熱系統

壓縮氣體儲換熱系統儲存壓縮氣體熱，放熱加熱做功氣體；開發全逆流結構，大溫差換熱，適應頻繁啟停，低壓損的高效儲熱放熱換熱器，通過儲換熱系統優化仿真技術實現儲換熱系統高能效，低壓損運行。該方案應用于甘肅酒泉玉門300MW壓縮空氣儲能電站示范工程項目。

▌業績展示

▌雙碳技術創新

在雙碳形勢下，除了熔鹽儲能技術，東方鍋爐瞄準耦合生物質、新能源、碳交易、儲能技術的新市場；迎接保供和調節性電源的新挑戰；把握電力現貨市場，容量電價的新機遇；發展源頭減碳、過程降碳、末端固碳技術。

東方鍋爐愿意與各方加強合作，共同推動長時儲能技術的創新與發展，為我國能源事業實現能源結構的綠色轉型貢獻力量。