光熱電站中,流體工質的溫度控制是重要的一個環(huán)節(jié)。這里的流體包括導熱油,熔融鹽和水等介質。其中熔鹽是具有重要意義的儲熱介質。掌握了熔鹽,就掌握了光和熱穩(wěn)定持久發(fā)電的特性。但事實上,如此重要的熔鹽往往成為光伏電站中最難控制的環(huán)節(jié)。這也是由熔鹽本身的特性決定的。常用二元硝酸鹽的主要安全問題之一是冰點太高。低于220攝氏度的熔鹽會凝固,造成電站管道堵塞和凍結,嚴重影響電站的正常運行。
高溫電伴熱是解決暴露溫度高或工作溫度要求高問題的保溫措施。它不僅能在高溫環(huán)境下正常工作,還能對被加熱的物料進行高溫加熱。熔鹽光熱電站大多為塔式,熔鹽工作溫度上限為560攝氏度。當溫度達到220攝氏度或以下時就會凝固,這種情況下的保溫屬高溫伴熱。
電流通過導電材料時,熱量升溫,一部分電能轉換成熱能。 為了解決這個問題,電熱/電加熱方式導入了光火力發(fā)電站。 通過用電加熱器對容器內的熔融鹽進行加熱,或者鋪設加熱電纜,確保流體管路、閥門、容器等。
熔鹽管道采用保溫材料只能解決熱量不散失或減少,熔鹽不能始終保持在工作溫度范圍內的問題。因此,光熱電站熔鹽輸送管道僅采取保溫措施是不夠的。還需要高熱量補償來避免熔鹽凝結。采用高溫電伴熱不僅可以提高熱效率,而且可以保證光熱電廠的安全運行。與電加熱相比,節(jié)能環(huán)保,節(jié)約投資成本。
為了提高電伴熱的熱效率,光熱電站熔鹽的輸送管道通常相對較短。因此,保護重點放在集熱塔、熔鹽吸熱器、吸熱閥、吸熱腔等容易發(fā)生大量熱損失的地方??傊?,高溫電伴熱的工作溫度可以達到幾百度,通過溫控裝置精準控制溫度;再配合絕熱保溫材料使用,防凝保溫,安全防護雙重功效。
電加熱和電伴熱二者差別在哪里呢?簡單的講解就是,電伴熱系統能耗低,勻稱放熱反應來超過隔熱保溫防寒功效;而電加熱器輸出功率高,適用于集中化在某點或某地區(qū)的主動加熱。兩者在光熱電站中可以保持隔熱保溫,作用相近。但是近些年電伴熱系統計劃方案在光熱電站中應用更加廣泛。
光熱電站水力材料伴熱所需溫度為12℃,導熱油需要保持在50℃,熔鹽的安全溫度為260℃。因此,應特別注意管道和閥門、儲熱罐、儀表和這些介質流經的其他地方的隔熱和熱補償。
一般情況下,熱熔鹽罐和管道的溫度需要保持在600℃左右,冷熔鹽罐和管道的溫度需要保持在300℃左右。
電加熱/伴熱需要確保儲罐中的熔鹽溫度正常。在常溫下,在流體進入空管之前,也有必要將管道溫度加熱至規(guī)定溫度。例如,當塔熔鹽電站的熔鹽每天第一次到達塔時。
新型槽式熔鹽電站比塔式熔鹽電站具有更長的回路管道和更高的管道凍結和堵塞風險。因此,更有必要注意電伴熱帶的安裝,以確保管道中熔鹽的溫度。雖然傳統槽式導熱油電站油溫的安全溫度較低,但在電站停機等情況下,仍有必要控制管道內部溫度。
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