可勝技術楊義:熔鹽儲熱技術的應用
發(fā)布者:xylona | 來源:CSPPLAZA | 0評論 | 3363查看 | 2023-03-24 15:24:11    

CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:近年來,憑借建設周期短、使用壽命長、儲能容量大、占地面積小、安全性高、儲熱成本低、環(huán)境友好、適用范圍廣、電網(wǎng)友好等諸多特性與優(yōu)勢,熔鹽儲熱技術在多個領域的市場化拓展正在加速。


作為中國光熱發(fā)電行業(yè)的龍頭企業(yè),浙江可勝技術股份有限公司(簡稱可勝技術)以太陽能熱發(fā)電技術研究為基礎,將業(yè)務逐步擴展到了以熔鹽儲能為核心的綜合能源應用領域,并形成一系列定制化解決方案。


在不久前閉幕的第四屆中國儲熱大會上,浙江可勝技術股份有限公司系統(tǒng)技術部經(jīng)理楊義做出題為《熔鹽儲熱技術的應用》的演講,并介紹了熔鹽儲熱技術在光熱型熔鹽儲能電站、火(熱)電機組靈活性改造和綜合能源服務方面的應用情況。


光熱熔鹽儲能電站


光熱型熔鹽儲能電站,其特征是以電加熱裝置作為儲能輸入,以高溫熔鹽作為儲能介質(zhì),以聚光集熱系統(tǒng)作為能量補充,以汽輪發(fā)電機組作為電能輸出的安全、高效和低成本的新型儲能電站技術。


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該技術的主要功能是儲能、調(diào)峰;主要特點是小鏡場、儲能規(guī)模大(GW級)、儲能時長長(4-12小時)、系統(tǒng)效率高,通過并聯(lián)配置多對熔鹽儲罐,可輕易實現(xiàn)大規(guī)模(10GWh級)的儲能,對光伏的消納作用明顯。綜合性能可與抽水蓄能相當,適宜建設為電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)的大規(guī)模儲能電站或共享儲能電站。


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光熱型熔鹽儲能電站與其他儲能方式技術特點對比


楊義表示,通過匹配熔鹽儲能可將不穩(wěn)定、不連續(xù)、不可調(diào)度的風光資源轉(zhuǎn)化為連續(xù)、穩(wěn)定、可調(diào)度的能源。


此外,光熱型熔鹽儲能電站不受地理落差影響、不需要每年進行補水,建設周期相比抽水蓄能短,運行周期達25~30年,相比電化學儲能來說壽命長且安全性高,沒有燃燒爆炸風險。


同時,還有可選設備——熔鹽加熱爐。在我國三北地區(qū),以青海電網(wǎng)為例:青海電網(wǎng)裝機中,60%是風電光伏。在陰天,風電光伏發(fā)電不足,抽水蓄能和電池沒有電量充入,在用電高峰也發(fā)不出電。但是電網(wǎng)有嚴苛的用電保障率考核。該種情況下,通常只能備用一臺天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組,但燃機造價極高,對青海來說,燃機并不是優(yōu)選。而光熱型熔鹽儲能電站只需增加少量投資增設熔鹽加熱爐,就可以在無風、陰天、冬季枯水期時發(fā)揮頂峰發(fā)電作用,可以完美補位空缺。


火電靈活性改造


據(jù)楊義介紹,將熔鹽儲熱技術應用于火電靈活性改造可以使火電機組實現(xiàn)超低負荷上網(wǎng)(最低可實現(xiàn)零負荷);實現(xiàn)發(fā)電與供熱解耦,解決“以熱定電”的難題;顯著提升機組調(diào)頻性能;大幅提高機組靈活性。


按照發(fā)改委、能源局發(fā)布的《全國煤電機組改造升級實施方案》,十四五火電靈活性改造市場規(guī)模約2億kW左右。


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汽輪機前端嵌入高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)的火電機組工藝圖


改造思路1:采用蒸汽熔鹽換熱系統(tǒng),可以將火(熱)電機組多余蒸汽的能量儲存在熔鹽中,熔鹽儲熱系統(tǒng)布置在汽輪機前端;改造后可保持鍋爐在較高負荷運行,汽輪機在較低負荷運行,增大發(fā)電出力的調(diào)節(jié)范圍,提高運行靈活性;實現(xiàn)深度調(diào)峰,實現(xiàn)熱電解耦,能量梯級利用。


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汽輪機后端嵌入高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)的火電機組工藝圖


改造思路2:采用電加熱器/高溫熱泵將汽輪機多余出力轉(zhuǎn)化為熱能儲存在熔鹽中,熔鹽儲熱系統(tǒng)布置在汽輪機后端;改造后可增大發(fā)電出力的調(diào)節(jié)范圍,提高運行靈活性,實現(xiàn)深度調(diào)峰;實現(xiàn)深度調(diào)峰,實現(xiàn)熱電解耦。


綜合能源服務(園區(qū)供能)


熔鹽儲能系統(tǒng)儲能密度高、供熱品位高、供熱工況穩(wěn)定可調(diào)、占地面積小,可滿足大規(guī)模高品位工業(yè)蒸汽供應以及熱電聯(lián)產(chǎn)需求,是大規(guī)模工業(yè)園區(qū)清潔供熱的首選。按照相關測算,該市場規(guī)??蛇_55億噸蒸汽/年。


與電加熱器加裝在熔鹽系統(tǒng)中提供24小時穩(wěn)定蒸汽輸出的常規(guī)方案不同,可勝技術提供的方案是:通過在后方加裝一個小型背壓機組對電網(wǎng)提供頂尖峰、穩(wěn)定電網(wǎng)頻率和電壓支撐作用。


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參考上圖,以某熱電廠利用熔鹽儲能替代化石燃料為例,按照可勝技術方案改造后系統(tǒng)可為周邊工業(yè)園區(qū)用戶提供以蒸汽和電能為主的綜合能源供應,在滿足供蒸汽需求的基礎上,在高峰電段和尖峰電段提供電能。在加裝的小型背壓機組不運行時,也可直接從蒸汽發(fā)生器的出口提供對應的蒸汽。

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