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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，煤電機(jī)組改造浪潮正當(dāng)時(shí)。西安熱工研究院于2022年12月初成功投運(yùn)的靖江項(xiàng)目是我國(guó)首個(gè)熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)耦合煤電機(jī)組項(xiàng)目，為我國(guó)火電機(jī)組實(shí)施熔鹽儲(chǔ)熱改造提供了樣板項(xiàng)目。

在3月2日于常州召開(kāi)的第四屆中國(guó)儲(chǔ)熱大會(huì)上，西安熱工研究院供熱技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)研究及應(yīng)用項(xiàng)目組副組長(zhǎng)王偉做出題為《面向新型電力系統(tǒng)的熔融鹽儲(chǔ)熱與煤電機(jī)組耦合集成與靈活運(yùn)行技術(shù)》的演講。

圖：西安熱工研究院供熱技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)研究及應(yīng)用項(xiàng)目組副組長(zhǎng)王偉

演講中，王偉針對(duì)性的就火電廠面臨的問(wèn)題和改造需求、火電靈活性改造選用熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的原因、熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)研究現(xiàn)狀等做出了系統(tǒng)講解，并就國(guó)信靖江應(yīng)用示范項(xiàng)目詳細(xì)闡述了熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)與煤電機(jī)組耦合集成與靈活運(yùn)行技術(shù)的優(yōu)越性能。

熔鹽儲(chǔ)能：一種新的研究方向

王偉表示2022年煤電仍然以43.8%的裝機(jī)提供了60%以上的電量和70%的調(diào)峰任務(wù)，在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮了保供電力安全供應(yīng)的頂梁柱和壓艙石的作用。

去年年底有10%的煤電已經(jīng)完成了靈活性改造，到十四五末預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)2億千瓦，也就是達(dá)到20%。全國(guó)大概有三四百個(gè)甚至更多的電廠有這種靈活性改造的需求，而且這種需求正在不斷增加。

由于每次啟動(dòng)一次機(jī)組，電廠可能要耗費(fèi)大量的燃油去輔助鍋爐點(diǎn)火；而頻繁的啟停機(jī)組，對(duì)于煤電機(jī)組來(lái)說(shuō)損傷非常大，所以電廠寧愿晚上給電網(wǎng)交點(diǎn)錢，也不愿意把機(jī)組停下來(lái)。因此便產(chǎn)生了火電廠“給電+給錢”現(xiàn)象。

面臨諸多問(wèn)題的火電機(jī)組，從火電機(jī)組自身去挖掘靈活性在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到了瓶頸階段。而儲(chǔ)能技術(shù)具有響應(yīng)速度快、精度高靈活控制等優(yōu)勢(shì)，可以跟火電機(jī)組進(jìn)行完美互補(bǔ)，使耦合系統(tǒng)可以成為大容量調(diào)峰、快速調(diào)頻、安全快速爬坡的高靈活電源。

目前，多地都已發(fā)布電網(wǎng)側(cè)電價(jià)支持政策及新型儲(chǔ)能政策，積極推動(dòng)著火電靈活性的改造，熔鹽儲(chǔ)能也多次出現(xiàn)在發(fā)改委能源局的相關(guān)文件里。同時(shí)各個(gè)電力集團(tuán)、國(guó)家的科研院所、高校也都把熔鹽儲(chǔ)能作為一種新的研究方向。西安熱工院圍繞熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)發(fā)表了大量的知識(shí)產(chǎn)權(quán)及相關(guān)論文。

火電廠面臨的問(wèn)題和改造需求

關(guān)于技術(shù)需求，王偉從四個(gè)方面進(jìn)行了就火電機(jī)組的問(wèn)題及需求進(jìn)行講解。

由于火電機(jī)組受到設(shè)備固有特性的影響，它對(duì)于熱量跟質(zhì)量的平衡要求非常高。抽汽可能引起鍋爐的受熱面超溫、汽輪機(jī)的軸向推力不平衡，這都是非常明顯的問(wèn)題。因此，當(dāng)前火電機(jī)組普遍缺乏大流量高參數(shù)工業(yè)供汽能力，需要對(duì)其進(jìn)行較大規(guī)模的不可逆改造。

由于高參數(shù)供汽機(jī)組抽汽位置靠前，與低參數(shù)采暖供汽相比，熱電耦合特性更強(qiáng)，目前缺乏有效的解耦手段?！肮I(yè)供汽的機(jī)組跟北方的采暖機(jī)組相比來(lái)說(shuō)，工業(yè)供汽的參數(shù)一般都比較高，一般都是在1MPa以上，甚至有的電廠的工業(yè)供汽的參數(shù)達(dá)到4MPa，比如華能東方電廠、國(guó)投、欽州電廠。對(duì)于這么高參數(shù)的蒸汽，它跟機(jī)組發(fā)電的耦合關(guān)系就更強(qiáng)了?，F(xiàn)在大容量的機(jī)組都是滑壓力運(yùn)行，簡(jiǎn)單說(shuō)機(jī)組負(fù)荷越高，它的壓力可能就接近額定壓力，負(fù)荷越低壓力越低，當(dāng)負(fù)荷降低到一定程度，它就滿足不了工業(yè)供汽的需求了?！蓖鮽ソ忉尩?。

熔鹽儲(chǔ)熱與煤電機(jī)組耦合集成與靈活運(yùn)用技術(shù)分析

熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景非常多，西安熱工院主要研究的重點(diǎn)還是放在火電機(jī)組的靈活性改造上，包括火電機(jī)組的深度調(diào)峰、快速調(diào)頻、安全爬坡、全容量全功能的輔助服務(wù)。靖江火電靈活性改造項(xiàng)目就滿足了機(jī)組的調(diào)峰、調(diào)頻、機(jī)組啟動(dòng)以及安全供熱需求。對(duì)此，王偉以靖江項(xiàng)目為例，詳細(xì)講解了熔鹽儲(chǔ)熱與煤電機(jī)組耦合集成與靈活運(yùn)用技術(shù)。

國(guó)信靖江電產(chǎn)機(jī)組工況

江蘇電網(wǎng)靖江電廠是兩臺(tái)660MW的機(jī)組，受工業(yè)供汽量的限制，機(jī)組的調(diào)峰、調(diào)頻能力也受到影響，且下游工業(yè)供汽存在部分不能間斷。

靖江項(xiàng)目技術(shù)情況

靖江項(xiàng)目是通過(guò)電加熱方案，把熔鹽從200度提高到400度，然后通過(guò)從機(jī)組除氧器取水，然后加熱到工業(yè)供汽的參數(shù)。

熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)分為，三個(gè)子系統(tǒng)，第一個(gè)是熔鹽的電加熱系統(tǒng)，第二個(gè)是熔鹽的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，第三個(gè)是熔鹽的放熱系統(tǒng)。該方案可以大幅挖掘機(jī)組的調(diào)峰深度，顯著提高機(jī)組的調(diào)頻能力；另外由于儲(chǔ)熱系統(tǒng)的存在，機(jī)組工業(yè)供汽的安全穩(wěn)定性大幅提高，提高了機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。特別適合同時(shí)存在工業(yè)供汽、調(diào)峰、調(diào)頻需求的機(jī)組。

熔鹽走不進(jìn)火電廠原因分析

之后，王偉對(duì)靖江示范項(xiàng)目的主要設(shè)備（高低溫熔鹽儲(chǔ)罐、熔鹽泵、熔鹽電加熱器、鹽水換熱器）進(jìn)行了展示，并就此前熔鹽儲(chǔ)熱為什么遲遲走不進(jìn)火電廠的原因做出分析。

王偉表示，對(duì)于火電廠來(lái)說(shuō)，他們不是很擔(dān)心熔鹽系統(tǒng)出問(wèn)題，但是熔鹽系統(tǒng)的運(yùn)行可能會(huì)影響了大機(jī)組的運(yùn)行。對(duì)于火電機(jī)組來(lái)說(shuō)非停（非正常停機(jī)一次）是非常大的生產(chǎn)事故，可靠性對(duì)于火電機(jī)組來(lái)說(shuō)至關(guān)重要?！爸埃痣娺@個(gè)行業(yè)對(duì)于熔鹽是比較陌生的，因此不確定熔鹽系統(tǒng)接入火電機(jī)組的汽水電控之后，對(duì)火電機(jī)組有多少影響，電廠的各個(gè)專業(yè)對(duì)此都是心存疑惑”王偉說(shuō)。

熔鹽儲(chǔ)熱：同時(shí)兼顧響應(yīng)AGC和一次調(diào)頻！

會(huì)中，王偉還提到此前江蘇方天電力技術(shù)有限公司針對(duì)靖江熔鹽項(xiàng)目做出的試驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告中顯示，靖江熔鹽項(xiàng)目電能質(zhì)量合格、變負(fù)荷速率遠(yuǎn)高于電網(wǎng)要求、一次調(diào)頻運(yùn)行穩(wěn)定且高于電網(wǎng)要求。

盈利模式

“電網(wǎng)對(duì)于煤電機(jī)組的定位，可能下一步主要的要求還是深度調(diào)峰、頂尖峰，也就是能上能下，可以預(yù)期以后煤電機(jī)組大概率是運(yùn)行在最低負(fù)荷或者最高負(fù)荷。”在這種模式下，可以有兩種方式去盈利，王偉表示。

一是在波谷的時(shí)候降低電廠上網(wǎng)電量，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候火電上網(wǎng)電價(jià)很低，甚至是負(fù)電價(jià)。把這部分電通過(guò)熱的形式存儲(chǔ)起來(lái)，在白天或者在機(jī)組需要發(fā)電的時(shí)候，讓機(jī)組去多發(fā)電，熔鹽系統(tǒng)多帶工業(yè)供汽，這個(gè)時(shí)候就可以認(rèn)為該部分工業(yè)供汽的燃料成本很低。

二是波峰的時(shí)候，替代機(jī)組的一部分工業(yè)供汽，讓機(jī)組利用更多的高參數(shù)蒸汽去發(fā)電，提高機(jī)組帶高負(fù)荷的能力。

之后，王偉還簡(jiǎn)單講解了西安熱工院未來(lái)的研究方向，表示西安熱工院未來(lái)可能會(huì)在工業(yè)園區(qū)方面做更多的事情，并簡(jiǎn)單介紹了西安熱工院熔鹽項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)情況。