華能三亞菲涅爾光熱項目1.5MWth三元熔鹽儲熱系統測試達標
來源：華能集團 | 0評論 | 8099查看 | 2015-11-23 11:45:00
近日從中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司（簡稱華能清能院）獲悉，今年以來，由該公司在海南三亞建設的菲涅爾光熱發電項目的三元熔融鹽儲熱系統已經完成了全流程測試，各項測試均達到系統設計目標。
據了解，2012年10月30日華能三亞線聚光太陽能熱發電裝置投運以來，通過1.5MWth太陽能熱發電裝置的持續運行測試，得到如下實測數據：裝置出口蒸汽溫度范圍400℃～500℃，流量范圍1.0～3.0t/h；最高溫度可達到526℃，流量可達到3.3t/h。天晴時，并汽時間為7～8小時，最長并汽時間為8.5小時。可實現自動調節，鏡場跟蹤性能好，重復性好，運行穩定。排管和真空集熱管運行良好。經受過12級臺風考驗，支架和鏡場無損壞。該裝置為我國首套MW級線性菲涅爾太陽能混合熱發電裝置。
圖1 華能三亞線性菲涅爾直蒸汽太陽能熱發電系統
圖2 華能三亞線性菲涅爾直蒸汽太陽能熱發電系統現場圖
2015年4月，華能清能院建成了導熱油集熱、儲熱系統，并進行了集熱、儲熱和換熱等全流程運行試驗，完成了DCS控制系統、太陽能全自動跟蹤系統、新型反射鏡框架等的測試，試驗達到了預期效果。華能清能院自主研發的導熱油儲熱系統是由導熱油泵將低溫導熱油罐里的導熱油送往菲涅爾式太陽能集熱場加熱，集熱場出口導熱油溫度為370℃，高溫導熱油存儲在高溫導熱油罐溫中。高溫導熱油罐中導熱油通過換熱器產生3MPa，350℃的蒸汽參數，降溫后的導熱油回到低溫導熱油罐。該集熱儲熱換熱系統不僅能在多云陰天運行時產生穩定的蒸汽參數，在陰天或晚間也可正常穩定產汽運行。該系統采用聯苯聯苯醚導熱油作為儲熱介質，系統包括高溫、低溫導熱油儲罐，蒸汽發生器、高低溫導熱油泵、集熱鏡場等。將集熱、儲熱、換熱優化集成，可直接在換熱器中產生過熱蒸汽。同時集熱場鏡場跟蹤采用自主研發的全閉環控制技術，可實現全自動運行。整套導熱油試驗系統和技術在國內外處于領先水平。
圖3 華能三亞線性菲涅爾導熱油太陽能集熱儲熱系統現場圖
2015年5月份以來，華能清能院通過建成的熔鹽儲熱系統，連續進行熔鹽與水的換熱測試，產出穩定參數的蒸汽，完成了包括熔鹽熔化、系統預熱、熔鹽換熱及熔鹽吹掃等在內的全流程測試，達到系統設計目標，儲熱系統是光熱電站的重要組成部分，通過存儲高溫介質，在需要時通過換熱器產生高溫高壓蒸汽進入汽輪機發電，消除了太陽能自身的不穩定性，實現了對太陽能的可調度利用。配置適合容量的儲熱系統，可以提高機組的利用小時數，進一步降低太陽能熱發電的度電成本。熔鹽儲熱系統也可以用于風電清潔供暖，將部分時間的棄電用于全天供熱。華能清能院三亞熔鹽儲熱系統采用25噸三元硝酸鹽作為儲熱介質，儲熱容量達到1.5MWth。系統包括高溫、低溫熔鹽儲罐，以及由預熱器、蒸發器及過熱器組成的蒸汽發生系統。熔鹽介質凝固點高，對換熱器及管道的設計、伴熱保溫措施的可靠性有很高的要求。運行先需要對系統管道和設備進行預熱，然后利用高溫熔鹽依次通過過熱器、蒸發器、預熱器，對逆向進入的給水進行預熱、蒸發和過熱。停止運行時，換熱器和管道的熔鹽可回流至熔鹽罐，防止熔鹽凝結。系統還設計有緊急疏鹽回路。華能清能院將利用本熔鹽儲熱系統進行持續測試，驗證系統長期運行的可靠性，進一步完善優化。并基于該平臺開展熔鹽介質的線性菲涅爾太陽能熱發電技術的研發。
圖4 華能三亞熔鹽儲熱系統現場圖
華能清能院是中國華能集團公司直屬的清潔能源技術研發機構。在太陽能熱發電技術研究方面主要側重于線性菲涅爾太陽能熱發電技術的研究，近年來受到國家能源局和中國華能集團的重點科技示范項目重點支持，在海南三亞先后建立了1.5MWth太陽能熱發電裝置、1.5MWth菲涅爾導熱油太陽能集熱儲熱測試系統以及1.5MWth熔鹽儲熱測試系統。同時建立了反射鏡反射率測試、反射鏡彎曲弧度測試、反射鏡跟蹤精度測試以及吸熱器熱損測試等測試平臺。在太陽能熱發電技術領域累積獲得授權專利50余項，其中發明專利10項、軟件著作權2項；發表學術論文10余篇，已形成了完全自主知識產權。項目先后獲得北京市科學進步二等獎，中國華能集團科技進步二等獎和中國電力科學技術進步三等獎，同時正在積極推進華能北方聯合電力烏拉特50MWe菲涅爾式光熱發電示范項目的實施。
注：本文由華能清能院供稿，文章觀點不代表本網立場。
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