熔鹽工質(zhì)光熱電站的防凍解決方案
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Robin | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 2評論 | 16094查看 | 2012-12-21 11:23:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道：酷熱的陽光照耀著西班牙南部安達(dá)盧西亞地區(qū)數(shù)個光熱發(fā)電站的反射鏡上，為電站的高效運行提供著源源不斷的綠色能量。但對于如配置了15小時儲熱，以熔鹽作為傳熱儲熱介質(zhì)的全球首個可24小時持續(xù)運行的Gemasolar光熱電站來說，陽光依然顯得有些吝嗇。
圖：Andasol 3槽式光熱電站采用了電伴熱保溫
Gemasolar光熱電站采用常見的硝酸鈉和硝酸鉀混合熔鹽，其熔點為240攝氏度，低于這一熔點，熔鹽就將凝固。凝固的熔鹽將堵塞管道系統(tǒng)，造成整個電站系統(tǒng)停運。另外，管道或熔鹽罐中的熔鹽凝固后，其內(nèi)部壓力變小，在外界大氣壓作用下，將可能造成管道或罐體受壓損壞。這將對電站運行造成重大損失。
為此，在一般狀態(tài)下，熔鹽的溫度應(yīng)維持在270攝氏度以上，通過將270攝氏度的熔鹽加熱至565攝氏度，實現(xiàn)蒸汽發(fā)生。基于這種需要，伴熱系統(tǒng)已經(jīng)成為以熔鹽為工作介質(zhì)的光熱電站的關(guān)鍵配置。
為防止上述故障的發(fā)生，Gemasolar電站就采用了電伴熱系統(tǒng)用于保溫。Gemasolar選用了AKOTRACE?電伴熱整體解決方案，采用了12公里長的礦用絕緣發(fā)熱電纜，并最終成功解決了這一難題。
歷史與今天
全球著名的管理咨詢公司科爾尼早在2001年為美國國家可再生能源實驗室NREL撰寫的一份報告就指出，利用熔鹽作為傳熱介質(zhì)，并將其溫度維持在400攝氏度以上，意義重大。但在當(dāng)時，如何對熔鹽進(jìn)行保溫使其維持在融化狀態(tài)下還是光熱電站工程設(shè)計上的一大難題。
2007年，在NERL的一次內(nèi)部研討會上，桑迪亞國家實驗室的Doug Brosseau、Greg Kolb和Bob Bradshaw一起抱怨道：“我們是不是瘋了，在數(shù)千米長的槽式集熱場中，考慮集熱管中的熔鹽的保溫問題？”這確實是一件令人頭痛的事。
對于采用熔鹽做傳熱介質(zhì)的光熱電站，目前的保溫解決方案還未有大型電站的實際應(yīng)用案例。對于一般的采用導(dǎo)熱油作傳熱介質(zhì)、熔鹽做儲熱介質(zhì)的光熱電站，其保溫問題要相對簡單很多。Ako公司已經(jīng)為類型的這種電站如Andasol 1、Andasol 2、Andasol 3、Extresol 1、Extresol 2、Gemasolar等超過25座光熱電站成功解決了保溫問題。
Ako公司公關(guān)總監(jiān)Sonia Martínez Llorens證實，Ako即將為阿本戈公司的280MW槽式Solana光熱電站提供電伴熱保溫整體解決方案，這對光熱電站的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。
西班牙能源環(huán)境中心的Jesus Fernández-Reche強(qiáng)調(diào)，“作為傳熱介質(zhì)的熔鹽在回路中凝固是一個很大的問題，采用電伴熱系統(tǒng)則將這種可能性降至為零，這使得熔鹽可以在光熱電站的全壽命周期內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定運行。
解決方案
電伴熱系統(tǒng)的原理比較簡單，其主要采用的設(shè)備即為發(fā)熱電纜，發(fā)熱電纜是以電力為能源，利用合金電阻絲進(jìn)行通電發(fā)熱，與被保溫體進(jìn)行換熱來達(dá)到保溫的效果。
而在實際應(yīng)用中并非那么簡單，在Gemasolar電站的實際保溫系統(tǒng)的設(shè)計和安裝中，相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用要復(fù)雜很多。
西班牙AKO Electromecanica公司擁有30余年的溫控經(jīng)驗，可以為光熱電站提供交鑰匙整體保溫解決方案。在客戶選用AKOTRACE?電伴熱整體解決方案后，Ako公司的工程人員將首先采用其相關(guān)設(shè)備根據(jù)電站的實際情況，對整體解決方案進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計的目標(biāo)是以最小化的投資、最小化的耗電實現(xiàn)最優(yōu)的保溫效果。
設(shè)計方案確定后，將開始在光熱電站的熔鹽管道和熔鹽罐體周圍鋪設(shè)發(fā)熱電纜，同時將安裝DCS控制系統(tǒng)，DCS與發(fā)熱電纜相互連接，以實現(xiàn)對各部分的溫度監(jiān)控，并配備相關(guān)的溫度檢測設(shè)備，當(dāng)某處溫度降至設(shè)定的溫度點時，溫度檢測設(shè)備將發(fā)出信號，電伴熱系統(tǒng)啟動運行，對其進(jìn)行加熱以保證熔鹽不會凝固。
AKO開發(fā)的AKOnet TRACE網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)則可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的整體遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測和控制，甚至可以與操作人員的移動手機(jī)進(jìn)行互聯(lián)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。整個系統(tǒng)看起來就像是一個移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，方便隨時隨地對電站系統(tǒng)的溫度進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。
而在本網(wǎng)看來，雖然電伴熱系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)可以解決熔鹽的防凍問題，但整體保溫系統(tǒng)的投資和運行期間的持續(xù)耗電問題依然拖累了光熱發(fā)電的度電成本削減，而最根本的解決辦法或許依然在于研發(fā)低熔點的高質(zhì)量熔鹽，使用這種熔鹽，至少可以大大降低伴熱保溫系統(tǒng)的投資和對電能的再次消耗。
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最新評論
2人參與
porpeis
andasol電站的確采用電加熱作為儲熱系統(tǒng)的防凍方案，但是那只是備用方案。真正的方案才是技術(shù)核心。<br />
只是采訪一家電加熱方案公司，完全是一家之言。<br />
我已經(jīng)詢問過andasol電站的工程師，電加熱是備用手段而已。不要誤導(dǎo)。
2012-12-30 08:59:31
0
long
本新聞最后的那句本網(wǎng)觀點挺好的。<br />
另外安達(dá)索系列電站中，熔融鹽只是在傳輸管流動，沒有到集熱管里。在阿基米德電站里進(jìn)入了集熱管，卻采用了和傳輸管不一樣的電伴熱解決方式。<br />
熔融鹽技術(shù)挺好，如果研發(fā)出熔點低于100℃，分解點高于650℃的硝酸熔融鹽就更好了。伴熱問題容易解決。
2012-12-21 13:12:17
0
馬上參與
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