熔鹽罐在光熱電站中扮演著重要的角色，是新型儲能性光熱電站的核心，其具備的高儲熱能力和高穩定性，不僅可以使光熱電站在陰雨天氣發揮作用，還可為在構建新型電力系統過程中解決光伏風電等新能源間歇性問題提供重要助力。

在光熱電站中，熔鹽罐環節可采用單罐、雙罐和多罐系統。單罐熔鹽儲能系統結構簡單，成本較低，適用于小面積生活供暖等領域，但存在斜溫層導致蓄熱效率降低的問題。雙罐系統包含冷罐與熱罐，通過冷熱熔鹽分離并在2罐中循環換熱，避免了斜溫層問題，技術風險也相對較低。

相比于冷熱熔鹽共處一室的單罐，光熱電站儲熱系統在設計時通常會優先選擇雙熔鹽罐系統。在雙熔鹽罐系統中，高溫熔鹽罐和低溫熔鹽罐的各自運行、相輔相成，可以很好地降低儲熱和放熱的技術風險、避免罐內溫差等問題。在雙罐的基礎上還可進一步增加儲罐數量，形成多罐系統，增大儲熱量。如哈密50MW熔鹽塔式光熱發電項目首創了雙熱罐、一冷罐的系統配置，提高了機組的可靠性和靈活性。

熔鹽罐如何運行

在熔鹽塔式光熱電站中，低溫熔鹽罐內的熔鹽通過冷熔鹽循環泵將罐內熔鹽送至吸熱塔內進行換熱，吸熱至所需溫度后，熔鹽回流至熱熔鹽罐進行儲存。此后通過熱熔鹽循環泵將將高溫熔鹽輸送至蒸汽發生系統進行做功生產電力。在熔鹽槽式光熱電站中則是低溫熔鹽罐內的熔鹽通過冷熔鹽循環泵將罐內熔鹽送至熔鹽換熱器吸熱，吸熱后流向熱熔鹽罐中進行存儲，之后由熱熔鹽循環泵將熔鹽送至蒸汽發生系統進行做功生產電力。

圖：塔式熔鹽傳儲熱電站流程示意圖

熔鹽罐保溫結構

熔鹽罐主要由頂蓋、筒體和罐體基礎結構三部分組成。熔鹽罐保溫包括兩部分，即罐壁保溫層和罐底保溫基礎。

其中，罐底保溫的基礎設計是難點，這部分除了需要支撐儲罐及內部熔鹽的質量外，還用于減少罐底散熱損失，設計失誤極容易發生設備基礎沉降，如果沉降不均勻會使罐體局部受力變形撕裂，從而導致熔鹽泄露發生事故。典型熔鹽儲罐罐底基礎的結構形式如下圖所示。罐壁保溫層則一般采用礦物棉、硅酸鋁等作為保溫材料，其厚度根據保溫材料熱物性和罐內熔鹽溫度確定。

圖：熔鹽罐基礎示意圖

高溫熔鹽罐起著蓄熱、緩沖的作用。當陰天或者太陽光照不強時，可以利用罐內的熔鹽維持系統繼續運行幾個小時；另一方面，當有云層經過集光器上面時，太陽能高溫吸熱器將停止工作，在重新啟動前的幾分鐘時間里面，可以利用高溫罐內的熔鹽維持系統正常運行。

低溫熔鹽罐通常起著熔化固體鹽、儲存液態熔鹽等作用。它將固態的鹽熔化為液態熔鹽，以便于用泵輸送并在整個系統管路中循環；在系統停止運行時，全部熔鹽要回到熔鹽罐，要求熔鹽罐能有好的保溫效果，使熔鹽始終處于液體狀態，以便更好的讓熔鹽重新進行循環。

熔鹽罐運行中的常見問題

除熔鹽罐基礎設計難點外，在儲熱系統中，如果出現熔鹽管道保溫設備不科學、施工不當、管路局部位置散熱過大、溫度過低或停運時疏鹽不及時等問題時，熔鹽管道會出現凝固、凍堵現象。凍堵問題會影響集熱器內熱量的傳輸，進而影響光熱電站的運行；發生凍堵的設備會縮短使用壽命，進而增加電站設備投入；此外，凍堵問題發生需要盡快處理，這就意味著需要專業的運維人員進行維護，從而增加運維成本。

CSPPLAZA此前從業內人士處獲悉，熔鹽罐在運行中只要地下基礎散熱管維護好，焊接方面處理好了，儲熱系統實際運行中運行操作熟練，一般不會有什么問題。主要就是怕停運再運行時，管道伴熱操作不及時，熔鹽會凝固堵管。

圖：凍堵后的金屬軟管

解決凍堵問題可以從以下幾個方面入手：首先，做好保溫工作。保證預熱時管路預熱溫度，盡量減少熱量損失與消耗。其次，在設計儲熱系統時設計適合的防凍堵設計。熔鹽罐出口、閥門、熔鹽泵等位置是最易出現凍堵問題的環節，可以從坡度、管道結構等方面入手，讓熔鹽在排鹽過程中可以回流干凈，從而減少凍堵風險。

此外，溫士彪在其《淺談熔鹽防凍堵技術的研究》中提到了一種通過將壓縮空氣直通熔鹽管道，在熔鹽回鹽時啟動壓縮空氣向管道通氣，并結合管道坡度設計來增加熔鹽流速，也是一種減小凍堵概率的方法。運維時經驗豐富的操作人員還可憑借在入口處通過排氣聲音判斷管路是否暢通，雙重保證，讓熔鹽凍堵無處匿藏。

注：本文綜合參考了王鈺森、張曉明、溫士彪等相關研究資料。