4月26日，2024第十一屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在內蒙古呼和浩特盛大召開，浙江阿斯克建材科技股份有限公司（簡稱：阿斯克）工程師高明哲先生出席會議并作《光熱電站保溫系統運行情況調查》的主題演講。

圖：高明哲

光熱電站保溫系統運行情況調查

為了解目前光熱電站的保溫運行情況，阿斯克對國內在運行的光熱發電項目的保溫情況進行了較為全面的調查評估：

1)調查不同部位的保溫方式；

2)調查各保溫部件使用情況；

3)檢查不同部位保溫結構使用中存在的問題；

4)通過測量管道表面溫度，計算熱損率；

5)與該部位設計值相比，了解保溫下降程度；

6)根據測溫情況，推算光熱電站的整體熱損；

7)估算熱損對發電效率的影響。

高明哲主要介紹了阿斯克供貨、運行時間較長的兩個項目，一是烏拉特中旗100MW的槽式項目，二是中廣核德令哈100MW槽式光熱項目。

▍烏拉特中旗100MW槽式光熱項目

1、柔性連接管：

保溫系統外觀完好，球頭處密封良好，保溫材料為氣凝膠+硅酸鈣（共35mm）。表面溫度范圍為29-44℃，平均表面溫度30.5℃，設計表面溫差29℃，僅超出設計溫度1.5℃。

經過測溫以及現場調查，保溫系統目前運行情況良好。

2、導熱油管道：

保溫系統外觀有少量凹陷，管托部位有明顯生銹，保溫材料為硅酸鋁（200mm）。表面溫度范圍為20-63℃，平均表面溫度23.5℃，設計表面溫差17.5℃，超出設計溫度6℃。保溫壞點主要體現在管道支架等支撐部位。

3、熔鹽罐：

保溫系統外觀效果較好，保溫材料為巖棉板（400mm）。表面溫度范圍為30-38℃，平均表面溫度33℃，設計表面溫差30℃，僅超出設計溫度3℃。

高明哲分析支撐部位溫度較高原因，一是保溫支撐是個熱橋，二是支撐部位可能出現保溫下墜情況，導致局部溫度高出5℃左右。

▍中廣核德令哈100MW槽式光熱項目

1、柔性連接管：

外觀局部保溫脫落，喪失保溫效果，部分球頭與管道連接部位保溫擠壓變形。表面溫度范圍為14-150℃，平均表面溫度41.4℃，設計表面溫差30℃，僅超出設計溫度11.4℃，球頭與管道連接處溫度較高。

2、導熱油管道：

外觀有少量凹陷，外護層局部開縫；保溫材料為硅酸鋁（200mm）。表面溫度范圍為8-41℃，平均表面溫度20.8℃，設計表面溫差10℃，超出設計溫度10.8℃，彎頭、支架或接縫部位，保溫下降較為明顯。

3、熔鹽罐：

外觀完好，保溫材料為巖棉板（400mm）。表面溫度范圍為12-38℃，平均表面溫度17.6℃，設計表面溫差9℃，超出設計溫度8.6℃。作為運行5年的項目，保溫系統運行情況相對良好。

另外，換熱器罐體進行部分測溫如下圖所示。高明哲表示，由于數據不夠充分，暫未進行系統統計。從熱成像圖可以看出，罐體的封頭及支撐部位存在不少保溫壞點。

圖：換熱器罐體熱成像

下圖為主蒸汽管道測溫情況，從熱成像圖可以看出，彎頭部位、三通、支管或支撐部位出現較大保溫下降的情況。

圖：主蒸汽管道

一直在討論保溫下降的情況，保溫效果的下降對光熱電站有什么影響？

以中船新能烏拉特中旗100MW槽式發電項目為例進行闡述，項目概況如下：

年發電量：3.5億kwh，

發電效率：18%（按照光熱效率50%，換熱效率90%，熱電效率40%計算）

保溫范圍：20km管道+11個罐體

保溫面積：50000㎡

高明哲表示，該項目的保溫層外表面溫度每升高1℃，則每年散熱損失增加465萬kwh，儲存熱量減少230萬kwh，發電量減少92萬kwh，伴熱成本增加27萬元。就測溫情況來講，上保溫層外表溫度上升5-10℃是普遍存在的，上述數據再乘以5-10倍是相對可觀的。

阿斯克專注保溫系統，對于管道設備保溫系統長時間的運行情況較為關注，持續跟蹤調查中發現，傳統保溫材料使用過程中保溫效果下降的情況較為普遍。

軟質材料在使用時間內熱損會超出設計值15℃以上，平均每年升高1-2℃。硅酸鈣保溫效果穩定，使用30年仍能保持較好的保溫效果。就烏拉特中旗100MW槽式光熱項目、中廣核德令哈100MW槽式光熱項目的測溫情況而言，基本符合上述規律。

若按照保溫表面每年升高1.5℃，推算電站年發電量變化，該部分散熱損失會對項目發電量產生多大影響？

高明哲表示，若20年內持續保溫效果下降，將可能導致發電量下降4500萬kw·h，發電效率下降2.3%。

光熱保溫整體解決方案

阿斯克光熱保溫整體解決方案主要分為集熱系統保溫防護、熔鹽/導熱油系統保溫以及蒸汽發電系統保溫三部分。

產品設計及性能參數

▍柔性連接管保溫

產品最高使用溫度650℃，導熱系數0.022W/m·K，Half結構，使用壽命長達20年，其密閉性可防雨雪風沙，能夠配合管道擺動30°、旋轉360°。

上圖為槽式柔性連接管保溫殼，目前阿斯克主要以納米材料為主體，結合硅酸鈣，在保證輕薄的前提下，提升整體強度，運行壽命和安全性。

柔性連接管保溫大面積脫落，影響電站正常發電；保溫嚴重破損，影響保溫效果，影響形象。

▍熔鹽系統

產品最高耐溫1000℃，無支架無熱橋結構，400℃導熱系數0.09W/m·k，抗壓強度0.85MPa，抗折強度0.36MPa，是全憎水型產品，Cl-含量極低ppm<20，能夠防止保溫層下腐蝕。

高明哲表示，電站的換熱介質為熔鹽，保溫材料和熔鹽的相性十分重要。棉質材料會吸附大量熔鹽滲透保溫層內部，導致保溫的失效，且不易發現和清理。阿斯克保溫板不吸附熔鹽，只會在表面粘附少許，且容易發現和清理，不會損壞保溫材料。

圖：棉質材料（左）、阿斯克保溫板（右）

據高明哲介紹，在腐蝕方面，阿斯克進行了120個小時的銅離子加速鹽熔實驗，相當于常規使用25年。把傳統保溫材料與硅酸鈣同時包在一個碳鋼鋼管上，發現傳統保溫材料包裹的鋼管產生較嚴重的腐蝕，硅酸鈣包裹的管道僅有少量銹點，實驗結果表明硅酸鈣材料對于管道設備具備較好的保護作用。

傳統熔鹽罐的保溫需要大量保溫釘進行固定，這些保溫釘都是熱橋，在長時間使用會出現保溫材料下墜產生空隙的情況。硅酸鈣保溫板是硬質結構，強度高，長期使用結構穩固，保溫效果持久穩定。

▍導熱油系統保溫

產品最高耐溫650℃，400℃導熱系數0.09W/m·k，抗壓強度0.85MPa，抗折強度0.36MPa，不吸油，使用壽命大于20年。

對于導熱油系統保溫的研究主要考慮的是吸油性和防火安全。導熱油是可燃介質，閥門、球頭等部位易產生泄露，如果導熱油泄露到保溫層，容易引發火災等安全隱患。發生導熱油泄露事，軟質材料會在短時間內吸收自身總量約800%的導熱油，硬質材料只會在表面粘附一層，不會滲透保溫層內部。

高明哲表示，雖然阿斯克使用的保溫材料都是A級不燃材料，但吸油后也是容易燃燒的，是巨大的安全隱患。下圖為衢州某化工車間進行的不同材料吸油燃燒試驗，巖棉吸油后劇烈燃燒，硅酸鈣表面粘附不燃燒。

不吸油是導熱油管道保溫材料的重要特性，選用合適的保溫材料對減少火災安全隱患具有重要作用。

▍蒸汽系統保溫

產品最高耐溫650℃，400℃導熱系數0.09W/m·k，抗壓強度0.85MPa，抗折強度0.36MPa，憎水率＞99%，Cl-含量<20ppm，使用壽命大于20年。

阿斯克根據現場施工的痛點要求、依托先進加工技術，首創“硬質可拆式預制成型件”，可根據客戶要求定制加工成各種形狀規格的成型保溫殼件，適用于各種直管、彎頭、三通、異徑管、法蘭、閥門、隔熱管托等，為客戶提供保溫高效、拆裝方便、長壽耐用的保溫產品。

阿斯克整體解決方案優勢總結

高明哲表示，光熱電站保溫整體解決方案具有以下四個優勢，總結下來為八個字：安全、高效、穩定、經濟。

1、保障現場導熱油及熔鹽系統安全

高明哲表示，阿斯克保溫材料不吸油、不吸鹽，任何情況下不會燃燒，也不會腐蝕管道設備；另外，在閥門、法蘭等容易產生泄露問題的部位，在成型件基礎上設計增加引漏裝置，可快速發現漏點，排除安全隱患。

2、解決現場工期和維護拆卸問題

縮短現場80%保溫安裝時間，提升保溫質量。可拆卸重復利用，減少后續維護成本90%以上。

3、長效穩定的保溫效果

項目在保溫施工時，保溫材料捆扎的松緊程度會影響保溫效果，使用過程中踩踏磕碰會對保溫效果造成較大影響。硅酸鈣管道施工時，不會出現保溫質量失控的情況，使用過程中抗損壞能力較強，能夠提供高效持久的保溫效果。

4、全壽期經濟性突出

以烏拉特中旗100MW槽式光熱項目為例，按照目前保溫情況及軟質材料使用趨勢推算，使用硅酸鈣材料成本增加1000萬，但20年內可減少熱損及維護費用5億元以上，3年即可收回多投入成本。

工程業績

阿斯克從2017年開始積極參與光熱保溫產品的開發，針對行業的的特點，開發了ASC光熱系列產品，完成了光熱整體保溫的國產化，大大降低了行業成本。ASC光熱發電系列絕熱產品具有優異的絕熱防護性、耐候性、環保性、耐用性和經濟性，其綜合性能在實際應用中已得到了充分的驗證和認可，在光熱發電領域具有獨特的應用優勢。

目前，阿斯克已經供貨在運行的光熱項目有三個，分別是中控德令哈塔式、中電建共和塔式和烏拉特中旗槽式，并獲用戶高度認可。

高明哲表示，阿斯克不只是做光熱發電項目的保溫系統，另外還有核電、水電、熱電等項目，具體業績如下圖所示。

2024第十一屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會4月25-26日在內蒙古呼和浩特香格里拉大酒店盛大召開，大會由CSPPLAZA光熱發電平臺聯合常州龍騰光熱科技股份有限公司共同主辦，大會主題為“在多變的形勢下實現規模化發展”，共有來自海內外約800名代表出席本屆大會。