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CSPPLAZA光熱發電網訊：在(zai)以新(xin)能源為主(zhu)體的(de)新(xin)型電(dian)(dian)力系(xi)統建設背景下，煤電(dian)(dian)機(ji)組改造(zao)浪潮正(zheng)當時。西安熱(re)工研究院于2022年12月初(chu)成功(gong)投(tou)運的(de)靖江項目是我國首個(ge)熔鹽儲熱(re)技術耦合煤電(dian)(dian)機(ji)組項目，為我國火電(dian)(dian)機(ji)組實施熔鹽儲熱(re)改造(zao)提供了樣(yang)板項目。

在3月2日于常州召開的第四屆中國儲熱大會上，西安熱工研究院供熱技術研究所副所長、熔鹽儲熱技術研究及應用項目組副組長王偉做出題為《面向新型電力系統的熔融鹽儲熱與煤電機組耦合集成與靈活運行技術》的演講。

圖：西安熱(re)工研(yan)(yan)究(jiu)院供熱(re)技(ji)術研(yan)(yan)究(jiu)所副所長、熔鹽儲熱(re)技(ji)術研(yan)(yan)究(jiu)及應用項目組副組長王偉(wei)

演講中，王偉針對性(xing)(xing)的就火電(dian)廠面臨的問題和改造(zao)需求(qiu)、火電(dian)靈活性(xing)(xing)改造(zao)選用熔鹽(yan)儲熱(re)技(ji)術(shu)(shu)的原因、熔鹽(yan)儲熱(re)技(ji)術(shu)(shu)研(yan)究現狀等做出了系統講解，并就國(guo)信靖江應用示(shi)范項目詳(xiang)細(xi)闡述了熔鹽(yan)儲熱(re)技(ji)術(shu)(shu)與煤電(dian)機(ji)組耦合(he)集成與靈活運行(xing)技(ji)術(shu)(shu)的優越性(xing)(xing)能。

熔鹽儲能：一種新的研究方向

王偉(wei)表示(shi)2022年(nian)煤(mei)電仍然以(yi)43.8%的(de)(de)裝(zhuang)機提供了60%以(yi)上的(de)(de)電量和(he)70%的(de)(de)調(diao)峰任務，在新型電力系統中發(fa)揮(hui)了保供電力安全(quan)供應的(de)(de)頂梁(liang)柱和(he)壓艙石的(de)(de)作(zuo)用。

去年(nian)(nian)年(nian)(nian)底(di)有10%的(de)煤電已經完成了靈活性改造，到十四(si)五末預計會(hui)超過(guo)2億(yi)千瓦，也就是達到20%。全國大概有三四(si)百(bai)個甚至更多的(de)電廠有這種(zhong)靈活性改造的(de)需求，而(er)且這種(zhong)需求正在不斷增(zeng)加。

由于每(mei)次啟動一(yi)次機(ji)組(zu)，電(dian)廠可(ke)能要耗費(fei)大量的燃油(you)去輔助鍋爐點火；而頻繁的啟停(ting)機(ji)組(zu)，對于煤電(dian)機(ji)組(zu)來說損傷非常大，所(suo)以(yi)電(dian)廠寧愿晚上給(gei)電(dian)網(wang)交點錢(qian)，也不愿意把機(ji)組(zu)停(ting)下來。因此(ci)便產生了火電(dian)廠“給(gei)電(dian)+給(gei)錢(qian)”現象。

面臨諸(zhu)多問題的火(huo)電(dian)機組，從火(huo)電(dian)機組自身(shen)去挖掘靈活(huo)(huo)性在技術(shu)上已(yi)經(jing)達(da)到(dao)了瓶(ping)頸階段。而儲能技術(shu)具有響應(ying)速度(du)快(kuai)、精度(du)高(gao)靈活(huo)(huo)控(kong)制(zhi)等(deng)優勢(shi)，可以跟火(huo)電(dian)機組進行完美互補，使耦合(he)系統可以成為大容(rong)量調(diao)峰、快(kuai)速調(diao)頻、安全快(kuai)速爬坡的高(gao)靈活(huo)(huo)電(dian)源(yuan)。

目前，多(duo)地都已發(fa)布電網(wang)側電價支(zhi)持政策(ce)及(ji)新型儲能政策(ce)，積(ji)極推(tui)動著火電靈活(huo)性(xing)的(de)改造，熔(rong)鹽儲能也多(duo)次出現在發(fa)改委能源局的(de)相(xiang)關文件里。同時各(ge)個電力集(ji)團、國家(jia)的(de)科研(yan)院所、高校也都把熔(rong)鹽儲能作為(wei)一種新的(de)研(yan)究方(fang)向。西安熱(re)工(gong)院圍(wei)繞熔(rong)鹽儲熱(re)技術發(fa)表了大量的(de)知識產權及(ji)相(xiang)關論(lun)文。

火電廠面臨的問題和改造需求

關于(yu)技(ji)術(shu)需求，王(wang)偉(wei)從四個方(fang)面進行(xing)了就(jiu)火電(dian)機組的(de)問題(ti)及(ji)需求進行(xing)講解(jie)。

由于火電(dian)機組受(shou)到設(she)備固有特性的(de)影響(xiang)，它對于熱(re)量(liang)跟質(zhi)量(liang)的(de)平衡要求非常高。抽汽(qi)(qi)可(ke)能(neng)引(yin)起鍋(guo)爐的(de)受(shou)熱(re)面超溫、汽(qi)(qi)輪機的(de)軸向推力不平衡，這都是非常明顯的(de)問題(ti)。因此，當前火電(dian)機組普遍缺乏大流量(liang)高參數工業供汽(qi)(qi)能(neng)力，需要對其進行較大規模的(de)不可(ke)逆改造。

由(you)于高(gao)(gao)參(can)數供汽(qi)(qi)機組(zu)(zu)抽汽(qi)(qi)位(wei)置靠(kao)前(qian)，與低(di)(di)參(can)數采暖(nuan)供汽(qi)(qi)相比，熱電(dian)(dian)耦(ou)合特性(xing)更強，目(mu)前(qian)缺乏有(you)效的(de)(de)解(jie)耦(ou)手段。“工業(ye)供汽(qi)(qi)的(de)(de)機組(zu)(zu)跟北方(fang)的(de)(de)采暖(nuan)機組(zu)(zu)相比來說(shuo)，工業(ye)供汽(qi)(qi)的(de)(de)參(can)數一般都比較(jiao)高(gao)(gao)，一般都是在1MPa以上，甚至(zhi)有(you)的(de)(de)電(dian)(dian)廠的(de)(de)工業(ye)供汽(qi)(qi)的(de)(de)參(can)數達(da)到4MPa，比如華(hua)能東(dong)方(fang)電(dian)(dian)廠、國投(tou)、欽州(zhou)電(dian)(dian)廠。對于這么高(gao)(gao)參(can)數的(de)(de)蒸汽(qi)(qi)，它(ta)跟機組(zu)(zu)發電(dian)(dian)的(de)(de)耦(ou)合關(guan)系就更強了。現在大(da)容量的(de)(de)機組(zu)(zu)都是滑壓力運行，簡單說(shuo)機組(zu)(zu)負(fu)荷(he)越(yue)高(gao)(gao)，它(ta)的(de)(de)壓力可能就接近額定(ding)壓力，負(fu)荷(he)越(yue)低(di)(di)壓力越(yue)低(di)(di)，當負(fu)荷(he)降低(di)(di)到一定(ding)程(cheng)度(du)，它(ta)就滿足不了工業(ye)供汽(qi)(qi)的(de)(de)需求了。”王(wang)偉解(jie)釋道(dao)。

熔鹽儲熱與煤電機組耦合集成與靈活運用技術分析

熔鹽(yan)儲熱技術(shu)的(de)應用場景非常(chang)多，西安熱工(gong)院主要研究的(de)重點還是放在火電(dian)機組(zu)的(de)靈活性改(gai)造(zao)上，包括火電(dian)機組(zu)的(de)深度調(diao)峰、快速調(diao)頻(pin)、安全爬坡(po)、全容(rong)量全功能的(de)輔助服務。靖江火電(dian)靈活性改(gai)造(zao)項(xiang)目(mu)就滿足(zu)了(le)機組(zu)的(de)調(diao)峰、調(diao)頻(pin)、機組(zu)啟動以(yi)及安全供熱需求。對(dui)此，王(wang)偉以(yi)靖江項(xiang)目(mu)為例，詳細講解了(le)熔鹽(yan)儲熱與煤(mei)電(dian)機組(zu)耦合集成(cheng)與靈活運用技術(shu)。

國信靖江電產機組工況

江(jiang)蘇電(dian)網(wang)靖江(jiang)電(dian)廠是兩臺660MW的機組，受工(gong)業供汽量的限制，機組的調峰、調頻(pin)能力(li)也(ye)受到影響，且下游工(gong)業供汽存在部分不能間斷。

靖江項目技術情況

靖江項目(mu)是通(tong)過電加熱方案，把熔鹽從(cong)200度提(ti)高(gao)到(dao)400度，然后通(tong)過從(cong)機組(zu)除(chu)氧器取水，然后加熱到(dao)工業(ye)供汽的參數(shu)。

熔(rong)(rong)鹽(yan)儲熱系統(tong)分為，三(san)個(ge)子(zi)系統(tong)，第一個(ge)是(shi)熔(rong)(rong)鹽(yan)的(de)電加熱系統(tong)，第二(er)個(ge)是(shi)熔(rong)(rong)鹽(yan)的(de)儲熱系統(tong)，第三(san)個(ge)是(shi)熔(rong)(rong)鹽(yan)的(de)放熱系統(tong)。該(gai)方(fang)案可以大幅(fu)挖掘(jue)機組(zu)的(de)調(diao)(diao)峰深度，顯著提(ti)高機組(zu)的(de)調(diao)(diao)頻(pin)能力(li)；另(ling)外(wai)由于儲熱系統(tong)的(de)存在，機組(zu)工業供(gong)汽的(de)安(an)全穩定(ding)性(xing)大幅(fu)提(ti)高，提(ti)高了機組(zu)運(yun)行的(de)安(an)全穩定(ding)性(xing)。特別適(shi)合同時存在工業供(gong)汽、調(diao)(diao)峰、調(diao)(diao)頻(pin)需求的(de)機組(zu)。

熔鹽走不進火電廠原因分析

之(zhi)后，王偉(wei)對靖江示(shi)范項目的(de)主要設(she)備（高低溫熔鹽(yan)(yan)儲(chu)罐、熔鹽(yan)(yan)泵、熔鹽(yan)(yan)電加熱(re)器、鹽(yan)(yan)水換熱(re)器）進行了展示(shi)，并就(jiu)此前(qian)熔鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)為什么遲(chi)遲(chi)走(zou)不進火電廠的(de)原(yuan)因做出分析。

王(wang)偉表示(shi)，對(dui)(dui)于(yu)火(huo)電(dian)廠來說(shuo)，他們不(bu)是(shi)(shi)很擔(dan)心熔鹽(yan)(yan)系統(tong)出問題，但是(shi)(shi)熔鹽(yan)(yan)系統(tong)的運(yun)(yun)行可能會影(ying)響(xiang)了大(da)機(ji)組(zu)的運(yun)(yun)行。對(dui)(dui)于(yu)火(huo)電(dian)機(ji)組(zu)來說(shuo)非停（非正(zheng)常停機(ji)一次）是(shi)(shi)非常大(da)的生(sheng)產事故，可靠(kao)性(xing)對(dui)(dui)于(yu)火(huo)電(dian)機(ji)組(zu)來說(shuo)至關重要。“之前(qian)，火(huo)電(dian)這(zhe)個(ge)(ge)行業對(dui)(dui)于(yu)熔鹽(yan)(yan)是(shi)(shi)比較陌生(sheng)的，因此(ci)不(bu)確定(ding)熔鹽(yan)(yan)系統(tong)接入火(huo)電(dian)機(ji)組(zu)的汽(qi)水電(dian)控之后，對(dui)(dui)火(huo)電(dian)機(ji)組(zu)有多少影(ying)響(xiang)，電(dian)廠的各個(ge)(ge)專業對(dui)(dui)此(ci)都是(shi)(shi)心存(cun)疑惑”王(wang)偉說(shuo)。

熔鹽儲熱：同時兼顧響應AGC和一次調頻！

會中，王偉還提到此前江(jiang)蘇方天電力技(ji)術有(you)限(xian)公司針(zhen)對靖江(jiang)熔鹽項(xiang)目(mu)做出的試驗報(bao)告。報(bao)告中顯(xian)示，靖江(jiang)熔鹽項(xiang)目(mu)電能質量合格、變負荷(he)速率遠高(gao)于(yu)電網(wang)要(yao)(yao)求、一次調(diao)頻運行穩(wen)定且高(gao)于(yu)電網(wang)要(yao)(yao)求。

盈利模式

“電(dian)網對(dui)于煤電(dian)機組(zu)的定位(wei)，可(ke)(ke)能下(xia)一步主要(yao)的要(yao)求還是深度調峰、頂尖峰，也就是能上能下(xia)，可(ke)(ke)以預期以后煤電(dian)機組(zu)大概率是運行在最低負荷或者最高負荷。”在這種(zhong)模式(shi)下(xia)，可(ke)(ke)以有(you)兩種(zhong)方式(shi)去盈利，王(wang)偉表示。

一是在波(bo)谷的(de)時候(hou)降(jiang)低(di)電廠上(shang)網(wang)電量(liang)，因為(wei)這(zhe)(zhe)個時候(hou)火電上(shang)網(wang)電價(jia)很低(di)，甚至是負電價(jia)。把這(zhe)(zhe)部分(fen)電通過熱的(de)形式存儲起來，在白天或者在機(ji)組需要發電的(de)時候(hou)，讓機(ji)組去多發電，熔鹽系統多帶工業(ye)供(gong)汽(qi)，這(zhe)(zhe)個時候(hou)就(jiu)可以認為(wei)該部分(fen)工業(ye)供(gong)汽(qi)的(de)燃料成(cheng)本很低(di)。

二是波(bo)峰的(de)時(shi)候，替代(dai)機(ji)組的(de)一部分工業供(gong)汽，讓機(ji)組利(li)用更(geng)多的(de)高(gao)參數蒸汽去發電，提高(gao)機(ji)組帶(dai)高(gao)負荷(he)的(de)能力。

之后(hou)，王偉(wei)還簡(jian)單講解(jie)了西(xi)(xi)安熱(re)工(gong)院未來的(de)研究方(fang)向，表示西(xi)(xi)安熱(re)工(gong)院未來可能(neng)會在(zai)工(gong)業園區(qu)方(fang)面做更多的(de)事情(qing)，并簡(jian)單介紹了西(xi)(xi)安熱(re)工(gong)院熔鹽項目團隊(dui)情(qing)況。