甘肅電伴熱/電加熱：光熱電站流體“溫控專家”

一、光熱電站用的是什么熔鹽？

二、光熱電站溫度控制解決方案：電伴熱/電加熱

三、我國光熱發(fā)電項目中的溫控應用場景

四、電伴熱/電加熱如何配置？

五、投資和成本優(yōu)化空間幾何？

光熱電站中，流體工質(zhì)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(zhì)。其中熔鹽是具有重要意義的儲熱介質(zhì)。掌握的了熔鹽，也就掌握了光熱穩(wěn)定、***發(fā)電的特點。但事實上偏偏是如此重要的熔鹽，往往成為光熱電站中***難以控制的一個環(huán)節(jié)。這也是由于熔鹽本身的特性所決定的。

一、光熱電站用的是什么熔鹽？

目前行業(yè)內(nèi)普遍用作儲熱的鹽是二元硝酸鹽，為質(zhì)量分數(shù)60%硝酸鈉和40%***的混合物。這種混合物有著多種優(yōu)點，非常適于用作儲熱介質(zhì)，但不可否認它也存在一些問題。

表. 二元硝酸鹽的優(yōu)缺點

優(yōu)點 缺點 

易于獲得，成本相對低廉 凝固點太高 ~220℃ 

溫差較寬，比熱容大 溫度上限僅 ~595℃ 

化學性質(zhì)穩(wěn)定 純度不達標時具有腐蝕性 

工作壓力低，不發(fā)生相變 對電站控制要求高 

表中可以明顯看到，常用的二元硝酸鹽一個很大的安全問題在于凝固點太高，低于220攝氏度熔鹽會凝固，造成電站管路堵塞凍結(jié)，嚴重影響電站正常的運行。

二、光熱電站溫度控制解決方案：電伴熱/電加熱

我們都知道，電流通過導電材料會產(chǎn)生熱量升溫，一部分電能轉(zhuǎn)換為熱能。因此為了解決這個問題，電伴熱/電加熱方案被引入到光熱電站中來。通過電加熱器加熱儲罐中的熔鹽，或者通過鋪設加熱線纜，來達到保證流體管路、閥門、儲罐等溫度的作用。

兩者區(qū)別在哪呢？簡單理解，電伴熱耗能低，均勻放熱來達到保溫防凍作用，而電加熱功率高很多，主要用于集中在某點或某區(qū)域的主動加熱。二者在光熱電站中都能夠?qū)崿F(xiàn)保溫，功能類似。目前電伴熱方案在光熱電站中運用更加普遍。

事實上，電加熱和電伴熱方案早已在傳統(tǒng)的油氣等其他行業(yè)有所運用，技術(shù)方案十分成熟。

三、我國光熱發(fā)電項目中的溫控應用場景

由于國內(nèi)大部分光熱電站都建在西北地區(qū)，在冬季環(huán)境溫度可低值零下幾十攝氏度，因此針對不同流體介質(zhì)的保溫、伴熱/加熱就顯得極為重要。

光熱電站中，水工質(zhì)的伴熱需求溫度是12℃，導熱油需要維持在50℃，熔鹽安全溫度在260℃。因此,在這些介質(zhì)流經(jīng)的管道和閥門、儲熱罐、儀表儀器等地方需要格外注意保溫和熱補償。

通常，熱熔鹽罐和管道的溫度需要維持在600℃左右的溫度，冷熔鹽罐和管道需要維持在300℃左右的溫度。

電加熱/伴熱需要保證儲罐內(nèi)熔鹽溫度正常。常溫下，在流體進入空管之前，也需要將管道溫度加熱到指定溫度。例如每天塔式熔鹽電站熔鹽***上塔的時候。

新型的槽式熔鹽電站比塔式熔鹽電站回路管道更長，管道凍結(jié)堵塞風險更高，因此更加需要注意敷設伴熱帶來保證管內(nèi)熔鹽溫度。傳統(tǒng)槽式導熱油電站中雖然油溫的安全溫度要低，但在電站停運等情況下仍然需要控制好管道內(nèi)溫度。

四、電伴熱/電加熱如何配置？

環(huán)境溫度、流體介質(zhì)的維持溫度、***高溫度，管道或設備的尺寸等因素都影響電伴熱和電加熱的選擇和匹配。

實際中，根據(jù)介質(zhì)溫度和升溫時間的需求，結(jié)合電伴熱的發(fā)熱功率，保溫材料和厚度，導熱系數(shù)，管道材料和厚度等參數(shù)，即可計算出需伴熱的地方需要補償多少熱量，從而得出安裝伴熱帶的數(shù)量和溫度閾值。

但在設計時，伴熱溫度需要設置合理，既不能太低，也不能過高。過高的伴熱溫度會增加整個電站廠用電比例，增加不必要的成本；對于管道閥門、儀表等設備來說，尺寸和形狀的參數(shù)也決定了伴熱的敷設設計和溫度。