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在2025第六屆中國儲(chǔ)熱大會(huì)上，煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司首席科學(xué)家楊天亮圍繞適用于新型電力系統(tǒng)的火電機(jī)組熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)展開深度分享，結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀、技術(shù)方案、落地案例及創(chuàng)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為火電機(jī)組的靈活轉(zhuǎn)型提供了清晰路徑。

圖：楊天亮

1、火電機(jī)組面臨的問題

楊天亮指出，在新型電力系統(tǒng)中，煤電仍承擔(dān)著約60%的發(fā)電量、70%的頂峰能力和接近80%的調(diào)節(jié)能力，是電力安全保障的“壓艙石”，而調(diào)峰是其發(fā)揮核心作用的唯一途徑。

但當(dāng)前火電機(jī)組面臨諸多現(xiàn)實(shí)困境：常規(guī)煤電機(jī)組最小出力普遍在40%以上，深調(diào)至20%時(shí)煤耗會(huì)增加約20%；變負(fù)荷速率目前多為1.5%~2%額定負(fù)荷/分，若按參考值提高50%，會(huì)導(dǎo)致鍋爐汽包和過熱器壽命分別降低31.9%和52.9%。

隨著新能源裝機(jī)量超越火電，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)成為電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的核心，火電機(jī)組的調(diào)峰深度、啟停速度和爬坡能力亟需提升，從現(xiàn)有40%的深度調(diào)峰、4小時(shí)啟停、2%/min爬坡速率，向20%深度調(diào)峰、2小時(shí)啟停、5%/min爬坡速率邁進(jìn)。

2、解決方案：熔鹽儲(chǔ)能的技術(shù)探索

面對(duì)火電機(jī)組的調(diào)峰困境，配備儲(chǔ)能成為關(guān)鍵解決方案，而熔鹽儲(chǔ)能憑借成熟的工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)，成為火電廠轉(zhuǎn)型的重要選擇。

楊天亮介紹，熔鹽儲(chǔ)能本質(zhì)是儲(chǔ)熱，核心通過熔鹽加熱、儲(chǔ)能、發(fā)電三個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，其工作介質(zhì)為熔融態(tài)硝酸鹽混合物，典型工作溫度范圍在290℃~565℃，適配汽輪機(jī)552℃/14.4MPa的工作參數(shù)。

圖：典型工業(yè)用儲(chǔ)能熔鹽

從研究歷程看，國家能源集團(tuán)自2019年開始布局煙氣加熱熔鹽技術(shù)，開展燃煤電站熔鹽鍋爐發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)、關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證研究以及熔鹽泄露安全性試驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上，同步開發(fā)蒸汽加熱熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)與機(jī)爐解耦靈活高效火力發(fā)電技術(shù)，形成了涵蓋熔鹽加熱模塊、儲(chǔ)能模塊、發(fā)電模塊的完整技術(shù)鏈條，并通過多項(xiàng)專利布局（如熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)、機(jī)爐解耦發(fā)電技術(shù)等專利）構(gòu)建起技術(shù)壁壘，為熔鹽儲(chǔ)能在火電機(jī)組的應(yīng)用提供了扎實(shí)的研發(fā)支撐。

目前火電廠熔鹽儲(chǔ)能主要有三類技術(shù)路徑：蒸汽加熱熔鹽方案，通過抽取主蒸汽和再熱蒸汽加熱熔鹽，不影響鍋爐原有運(yùn)行參數(shù)，但熔鹽溫度僅能達(dá)到385℃左右，電-電轉(zhuǎn)換效率較低；電加熱熔鹽方案，雖能實(shí)現(xiàn)較高熔鹽溫度和調(diào)峰幅度，但能量轉(zhuǎn)換損失大，發(fā)電效率難超45%；煙氣加熱熔鹽方案，雖理論可行，但在電廠實(shí)際應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

其中，蒸汽加熱熔鹽方案因技術(shù)成熟度高，成為當(dāng)前主流落地選擇，而如何提升儲(chǔ)能效率和?效率，是各類方案亟待解決的核心問題。

3、實(shí)施案例：國能河北龍山項(xiàng)目的成功實(shí)踐

作為蒸汽加熱熔鹽方案的典型示范，國能河北龍山600MW亞臨界機(jī)組熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目目前已成功落地。

楊天亮介紹，該項(xiàng)目總投資3.2億元，配置12600噸熔鹽，具備100MW調(diào)峰能力（持續(xù)4小時(shí)）和30-60MW頂峰發(fā)電能力（持續(xù)6小時(shí)）。項(xiàng)目采用“多源抽汽+配汽調(diào)控”技術(shù)，高負(fù)荷時(shí)放能提升頂峰能力，低負(fù)荷時(shí)儲(chǔ)能增強(qiáng)深調(diào)水平，儲(chǔ)熱過程中冷鹽罐溫度234℃、熱鹽罐溫度385℃，能量轉(zhuǎn)化效率不低于70%。

從運(yùn)行效果來看，儲(chǔ)能系統(tǒng)投入后，機(jī)組負(fù)荷可從180MW降至75MW，降幅達(dá)105MW；放能時(shí)負(fù)荷能從600MW提升至641MW，頂峰能力達(dá)41MW，AGC調(diào)頻性能提高1.5倍。

安全性方面，汽輪機(jī)推力、葉片強(qiáng)度及鍋爐受熱面在各類工況下均滿足安全要求。項(xiàng)目收益顯著，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)貨收益3402.5萬元、容量電價(jià)補(bǔ)貼500萬元，還獲得國家重點(diǎn)科技項(xiàng)目超長期特別國債支持6400萬元，經(jīng)中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)鑒定，項(xiàng)目成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

圖：項(xiàng)目成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平

4、機(jī)爐解耦靈活高效火力發(fā)電系統(tǒng)

為破解現(xiàn)有熔鹽儲(chǔ)能方案效率偏低的問題，煙臺(tái)龍?jiān)囱邪l(fā)了全球首創(chuàng)的機(jī)爐解耦靈活高效火力發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，適用于新建機(jī)組或老舊機(jī)組升級(jí)改造。

楊天亮表示，其核心邏輯是實(shí)現(xiàn)鍋爐與汽輪機(jī)的完全解耦，鍋爐24小時(shí)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，汽輪機(jī)則根據(jù)電網(wǎng)需求靈活調(diào)峰，可實(shí)現(xiàn)零負(fù)荷運(yùn)行和日啟停2次。

圖：機(jī)爐解耦靈活高效火力發(fā)電系統(tǒng)——超超臨界鍋爐亞臨界汽輪機(jī)

在技術(shù)設(shè)計(jì)上，該系統(tǒng)沿用熔鹽加熱、儲(chǔ)能、發(fā)電三大模塊，通過提升鍋爐參數(shù)至超超臨界水平，使熔鹽溫度可達(dá)565℃，適配光熱發(fā)電系統(tǒng)的亞臨界參數(shù)機(jī)組。

鍋爐采用多次上升垂直管強(qiáng)制循環(huán)設(shè)計(jì)，定壓?jiǎn)?dòng)無壓力突變，避免了爐膛爆燃、熔鹽超溫等風(fēng)險(xiǎn)；汽輪機(jī)在40%THA負(fù)荷以下定壓運(yùn)行、以上滑壓運(yùn)行，最高負(fù)荷變化率可達(dá)12%/min，遠(yuǎn)超新一代煤電調(diào)峰要求。

圖：汽輪機(jī)系統(tǒng)——工業(yè)汽輪機(jī)變負(fù)荷速率

以某30萬千瓦機(jī)組改造為例，系統(tǒng)升級(jí)后鍋爐蒸發(fā)量設(shè)計(jì)值863t/h，熔鹽用量25727t，機(jī)組升負(fù)荷速率達(dá)6%Pe/min，儲(chǔ)能效率接近100%，可與新能源耦合發(fā)電。

楊天亮強(qiáng)調(diào)，該系統(tǒng)既保證了鍋爐的穩(wěn)定高效運(yùn)行，又賦予汽輪機(jī)極致的調(diào)峰靈活性，徹底解決了常規(guī)火電機(jī)組調(diào)峰中的設(shè)備損耗、效率低下等問題，為火電機(jī)組在新型電力系統(tǒng)中的可持續(xù)發(fā)展提供了全新范式。