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10月25日，由ESPLAZA長時儲能網、CHPLAZA清潔供熱平臺主辦，湖州工業控制技術研究院與浙江綠儲科技有限公司聯合主辦，內蒙古梅捷新能源科技有限公司冠名贊助的2024第五屆中國儲熱大會在浙江湖州盛大召開，東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司（簡稱：東方鍋爐）綜合能源事業部技術研發部部長李有霞出席會議并作《新型燃煤機組熔鹽儲熱技術》的主題演講，介紹了在新時代背景下新一代煤電機組需求、分析了熔鹽儲熱技術優勢、分享了在燃煤機組領域熔鹽儲熱技術路線選擇經驗。

圖：李有霞

▌新一代煤電建設背景

近期，國家從頂層設(she)計(ji)考慮(lv)，發布了(le)幾個關鍵性(xing)政策：目的在于推(tui)動經濟社(she)會(hui)發展綠色化、低碳(tan)化，推(tui)進(jin)能源革命(ming)，建設(she)清潔低碳(tan)、綠色高效的現代能源體系，推(tui)動能源行業高質(zhi)量發展勢在必行。

▌新一代煤電建設技術要求

《加快構(gou)建新(xin)型電(dian)(dian)力系統行(xing)動(dong)方案（2024—2027年）》制定了九(jiu)項行(xing)動(dong)方案，其(qi)中新(xin)一代煤(mei)電(dian)(dian)升(sheng)級行(xing)動(dong)，是煤(mei)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)綠色轉型的關鍵環節(jie)。《方案》指(zhi)出新(xin)一代煤(mei)電(dian)(dian)升(sheng)級行(xing)動(dong)：以清潔低碳(tan)、高(gao)(gao)效調節(jie)、快速(su)變負(fu)荷、啟停調峰(feng)為(wei)主線(xian)任務(wu)，推(tui)動(dong)煤(mei)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)深度(du)調峰(feng)、快速(su)爬坡等高(gao)(gao)效調節(jie)能(neng)力進一步提升(sheng)，更好發揮煤(mei)電(dian)(dian)的電(dian)(dian)力供應(ying)(ying)保障作用，促進新(xin)能(neng)源消(xiao)納；應(ying)(ying)用零碳(tan)或低碳(tan)燃(ran)料(liao)摻燒、碳(tan)捕集利用與(yu)封(feng)存(cun)等低碳(tan)煤(mei)電(dian)(dian)技術路線(xian)，促進煤(mei)電(dian)(dian)碳(tan)排放水(shui)平(ping)大(da)幅下(xia)降。以合理的政策、市場機(ji)(ji)制支持煤(mei)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)優化運行(xing)方式(shi)。

李有(you)霞表(biao)示，新的指標體系下，煤(mei)電(dian)機組(zu)將(jiang)面(mian)臨更(geng)多(duo)挑戰(zhan)，還需更(geng)多(duo)技術(shu)攻(gong)關(guan)。比如(ru)，低(di)負(fu)荷、快速調峰時，鍋爐低(di)負(fu)荷穩燃、水動力安(an)全、受熱面(mian)安(an)全和厚(hou)壁元(yuan)件壽命(ming)損耗，可(ke)(ke)能(neng)產生一(yi)系列問題，但(dan)耦(ou)合儲能(neng)之后，煤(mei)電(dian)機組(zu)可(ke)(ke)以通過儲能(neng)系統提升變負(fu)荷速率和效(xiao)率，從而實現機組(zu)寬負(fu)荷、安(an)全、高效(xiao)、低(di)碳運行。

▌國內煤電機組耦合儲能技術現狀

熔鹽(yan)儲(chu)(chu)熱系統由于其運行溫度(du)與火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)熱力系統的(de)高度(du)匹配(pei)以(yi)及在(zai)(zai)長時能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量存(cun)儲(chu)(chu)方(fang)面的(de)獨特優勢，目前在(zai)(zai)我國(guo)火(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)靈活性(xing)調峰改造方(fang)面正得到快速推(tui)廣應(ying)用。通過總結(jie)目前國(guo)內煤電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)組耦(ou)合熔鹽(yan)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)具(ju)體項目以(yi)及不(bu)同(tong)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)技術(shu)路線(xian)，李有霞表示，任何一種儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)技術(shu)都不(bu)可能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)適用于所(suo)有電(dian)(dian)(dian)(dian)廠，應(ying)結(jie)合電(dian)(dian)(dian)(dian)廠的(de)需求融合不(bu)同(tong)的(de)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)技術(shu)。除(chu)熔鹽(yan)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)外(wai)，在(zai)(zai)研究的(de)煤電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)組耦(ou)合技術(shu)路線(xian)還有壓縮空氣儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、氫(qing)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、電(dian)(dian)(dian)(dian)鍋爐(lu)+儲(chu)(chu)水罐、電(dian)(dian)(dian)(dian)化學儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、飛輪儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、壓縮CO2儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)等。

▌新一代煤電機組熔鹽儲熱技術

新(xin)(xin)一(yi)(yi)代煤(mei)電(dian)機組(zu)(zu)熔(rong)鹽儲熱技術，是(shi)在火電(dian)系(xi)統中(zhong)嵌入大(da)容量高(gao)溫熔(rong)鹽儲熱系(xi)統，采(cai)用機組(zu)(zu)合(he)適的能量來源加熱熔(rong)鹽，在保證機組(zu)(zu)安全高(gao)效(xiao)運(yun)行(xing)的同時，實現機爐(lu)、機側、廠網(wang)解耦，滿(man)足新(xin)(xin)一(yi)(yi)代煤(mei)電(dian)機組(zu)(zu)的靈活運(yun)行(xing)要求。如何構建高(gao)效(xiao)經濟的火電(dian)-儲熱耦合(he)系(xi)統，拓(tuo)寬(kuan)機組(zu)(zu)調(diao)峰負(fu)(fu)荷范圍(wei)，提(ti)升(sheng)變負(fu)(fu)荷速(su)率，實現爐(lu)機儲的協(xie)調(diao)控制是(shi)實現煤(mei)電(dian)機組(zu)(zu)熔(rong)鹽儲熱技術工程化的關鍵。

▌煤電與儲熱耦合的新型熱力循環構建

火電-儲(chu)熱耦(ou)合(he)系(xi)統因機組(zu)系(xi)統能量流的多樣化，熔鹽儲(chu)能與燃煤機組(zu)存在(zai)多種耦(ou)合(he)方(fang)案，需要解決(jue)三個關鍵性的問題：

（1）儲熱過程(cheng)：熱源(yuan)從哪(na)里來?儲熱后熱源(yuan)去哪(na)里？允許(xu)分出多(duo)少熱源(yuan)？

（2）熔鹽儲能系統(tong)：選(xuan)什么熔鹽？熔鹽工作溫度怎么定(ding)？

（3）放(fang)熱(re)(re)過(guo)程(cheng)：冷卻介質取(qu)自哪里(li)？放(fang)熱(re)(re)去哪里(li)？

對于儲(chu)(chu)熱(re)(re)過程(cheng)，就整(zheng)(zheng)個機組流程(cheng)而言，煤(mei)電系統(tong)中可(ke)(ke)用(yong)以加(jia)熱(re)(re)熔(rong)(rong)鹽的(de)(de)能量來源，可(ke)(ke)選(xuan)機組輸(shu)出(chu)(chu)電力(li)，機組熱(re)(re)力(li)系統(tong)中的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽熱(re)(re)源，煙氣(qi)熱(re)(re)源，或者機組熱(re)(re)源的(de)(de)提供(gong)源—煤(mei)炭（需(xu)改變(bian)鍋爐循環(huan)工質）。對于特定機組儲(chu)(chu)熱(re)(re)需(xu)求，可(ke)(ke)選(xuan)用(yong)不(bu)同的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)源。電加(jia)熱(re)(re)可(ke)(ke)助力(li)系統(tong)實(shi)現零出(chu)(chu)力(li)，增加(jia)機組調(diao)頻收益，蒸(zheng)(zheng)汽加(jia)熱(re)(re)可(ke)(ke)實(shi)現能量梯級利(li)用(yong)，但因蒸(zheng)(zheng)汽相(xiang)變(bian)特性存在換熱(re)(re)夾點問題(ti)，煙氣(qi)加(jia)熱(re)(re)熔(rong)(rong)鹽不(bu)受夾點問題(ti)限制，但需(xu)考慮鍋爐受熱(re)(re)面調(diao)整(zheng)(zheng)及煙道布置空間。

在(zai)(zai)抽取機組蒸汽(qi)加(jia)熱(re)熔鹽過程(cheng)中(zhong)，由于(yu)機組抽汽(qi)改變(bian)原有系統熱(re)力循環，需要在(zai)(zai)抽汽(qi)方(fang)案設計中(zhong)重新(xin)核(he)算主機安全性(xing)，如(ru)汽(qi)機-高壓(ya)缸(gang)、中(zhong)壓(ya)缸(gang)和(he)低壓(ya)缸(gang)最小(xiao)通(tong)量的保障、高中(zhong)壓(ya)缸(gang)推力平(ping)衡、高壓(ya)缸(gang)和(he)中(zhong)壓(ya)缸(gang)前后(hou)壓(ya)差-高中(zhong)壓(ya)缸(gang)葉片強度(du)校(xiao)核(he)、鍋(guo)爐(lu)受熱(re)面(mian)及水動力安全性(xing)、四(si)管流速的范圍保障、在(zai)(zai)儲熱(re)工況機爐(lu)負荷解耦，但(dan)是熱(re)力參數(shu)不解耦，機爐(lu)參數(shu)安全匹配(pei)性(xing)等(deng)。

蒸(zheng)汽(qi)加熱(re)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)過(guo)程中，不同種類的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)吸收(shou)不同壓(ya)力等級的(de)蒸(zheng)汽(qi)凝(ning)結(jie)熱(re)后，熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)出口溫(wen)度(du)與熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)(liang)也均(jun)不同。而熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)(liang)與儲熱(re)成本密切(qie)相關，在儲存相同質量(liang)(liang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)的(de)蒸(zheng)汽(qi)熱(re)量(liang)(liang)時(shi)，較大(da)的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)(liang)則意味著較高(gao)的(de)儲能成本，故應在保證換(huan)熱(re)過(guo)程的(de)順(shun)利進行下減少熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)(liang)以提高(gao)經濟效(xiao)益(yi)，選取合適的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)種類和(he)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)工作溫(wen)度(du)區間。

對(dui)(dui)于放熱(re)過程，針對(dui)(dui)不同的機(ji)(ji)(ji)組(zu)功能需求，熔鹽儲(chu)能系統(tong)可以(yi)加(jia)入給水產生蒸汽外供，或并入鍋爐或汽機(ji)(ji)(ji)熱(re)力系統(tong)，實現機(ji)(ji)(ji)組(zu)熱(re)電(dian)解耦或快(kuai)速升負荷及頂峰發電(dian)。

▌東方鍋爐熔鹽儲熱技術發展歷程

東方鍋爐熔(rong)鹽儲熱技術(shu)自2009年(nian)在光(guang)熱發(fa)電(dian)領域(yu)開始發(fa)展，經過試驗(yan)驗(yan)證和技術(shu)優化(hua)，于2024年(nian)實現(xian)了熱電(dian)解(jie)耦領域(yu)及綠色園區領域(yu)市(shi)場項目突(tu)破以及壓縮(suo)空(kong)氣儲能儲換熱設備市(shi)場突(tu)破。

▌東方鍋爐儲熱綜合解決方案

據李有霞介紹(shao)，在(zai)(zai)各類儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)中，東(dong)方(fang)(fang)(fang)鍋爐致力于(yu)長時儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)，助力新(xin)型能(neng)(neng)源體系(xi)建(jian)設。經(jing)過十余年(nian)儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)沉淀，東(dong)方(fang)(fang)(fang)鍋爐在(zai)(zai)熔鹽加熱、儲(chu)熱、放熱應(ying)用等(deng)環節已形成全產業鏈布局，涵蓋多種儲(chu)熱綜合(he)解決(jue)方(fang)(fang)(fang)案。

1、熔鹽儲熱火電靈活(huo)性系統(tong)

熔(rong)鹽(yan)儲熱(re)火電靈(ling)(ling)活性(xing)系統耦(ou)合熔(rong)鹽(yan)儲熱(re)，實(shi)(shi)現(xian)燃煤機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)深度調峰頂尖峰保供(gong)，實(shi)(shi)現(xian)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)熱(re)電解(jie)耦(ou)提(ti)升(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)靈(ling)(ling)活性(xing)。具有(you)大容量儲熱(re)，高參數放(fang)熱(re)的特(te)點。該方(fang)案耦(ou)合方(fang)案尋優(you)，機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)安全性(xing)分(fen)析，可實(shi)(shi)現(xian)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)系統安全經(jing)濟運(yun)行(xing)，可實(shi)(shi)現(xian)零出力，升(sheng)(sheng)負荷速(su)率(lv)提(ti)升(sheng)(sheng)至6%。

供貨宿州(zhou)熱(re)電(dian)基于熔鹽儲(chu)熱(re)的煤電(dian)靈活性關鍵(jian)技(ji)術研究(jiu)及示范應用項(xiang)目(mu)

2、基于熔(rong)鹽儲熱的風光(guang)儲一體化

基于熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)的(de)風(feng)光(guang)儲(chu)(chu)(chu)一體化方案可(ke)以消納(na)可(ke)再生(sheng)能(neng)源高(gao)峰(feng)電(dian)(dian)力，通過熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)，用(yong)(yong)電(dian)(dian)高(gao)峰(feng)期(qi)對外發電(dian)(dian)供(gong)能(neng)。具有大容量儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)，高(gao)參數放熱(re)(re)發電(dian)(dian)供(gong)能(neng)的(de)特點(dian)。采用(yong)(yong)大功率(lv)電(dian)(dian)加熱(re)(re)器(qi)，風(feng)光(guang)儲(chu)(chu)(chu)系統資源協(xie)同配置，仿真技(ji)術，協(xie)同運行控制技(ji)術，利(li)用(yong)(yong)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)的(de)靈活性(xing)(xing)，降低光(guang)伏、風(feng)電(dian)(dian)出力的(de)不(bu)確定性(xing)(xing)；提高(gao)可(ke)再生(sheng)能(neng)源利(li)用(yong)(yong)率(lv)，提供(gong)穩定可(ke)控的(de)新能(neng)源電(dian)(dian)力供(gong)給。中標青海龍源50MW熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)換熱(re)(re)系統。

3、基于(yu)儲(chu)熱的工業園(yuan)區清潔供(gong)能方案

基于儲(chu)熱(re)的工業(ye)園(yuan)(yuan)區清潔供(gong)能(neng)方案消納谷電(dian)(dian)/綠(lv)電(dian)(dian)儲(chu)熱(re)，放熱(re)供(gong)電(dian)(dian)供(gong)汽，系統采用(yong)(yong)多種(zhong)儲(chu)熱(re)技術優(you)化配置(zhi)技術，系統智慧化管控技術。為(wei)工業(ye)園(yuan)(yuan)區用(yong)(yong)戶提(ti)供(gong)以(yi)蒸汽和電(dian)(dian)能(neng)為(wei)主的綜合能(neng)源供(gong)應，在滿足供(gong)蒸汽用(yong)(yong)熱(re)需求(qiu)的基礎上(shang)，在高峰電(dian)(dian)段和尖峰電(dian)(dian)段提(ti)供(gong)電(dian)(dian)能(neng)。降低工業(ye)園(yuan)(yuan)區用(yong)(yong)能(neng)成本，改善用(yong)(yong)能(neng)結構，推動工業(ye)園(yuan)(yuan)區節能(neng)降碳(tan)。

供貨(huo)桐鄉泰愛斯(si)儲能(neng)(neng)科技有(you)限公(gong)司基于混合儲能(neng)(neng)的多能(neng)(neng)耦合智慧低碳供能(neng)(neng)示范項目

4、壓縮(suo)氣體儲(chu)換熱系統

壓(ya)(ya)縮氣體(ti)儲(chu)換(huan)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統儲(chu)存壓(ya)(ya)縮氣體(ti)熱(re)(re)(re)，放熱(re)(re)(re)加熱(re)(re)(re)做功氣體(ti)；開發全逆(ni)流結構，大溫差(cha)換(huan)熱(re)(re)(re)，適(shi)應頻繁(fan)啟(qi)停，低壓(ya)(ya)損的高(gao)效(xiao)儲(chu)熱(re)(re)(re)放熱(re)(re)(re)換(huan)熱(re)(re)(re)器，通(tong)過儲(chu)換(huan)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統優(you)化(hua)仿(fang)真技(ji)術實現儲(chu)換(huan)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統高(gao)能(neng)效(xiao)，低壓(ya)(ya)損運行。該(gai)方案應用于甘肅酒(jiu)泉玉門(men)300MW壓(ya)(ya)縮空氣儲(chu)能(neng)電站示范工程項目(mu)。

▌業績展示

▌雙碳技術創新

在雙碳(tan)(tan)形勢下，除(chu)了(le)熔鹽(yan)儲能技術，東方鍋爐(lu)瞄準耦合(he)生物(wu)質、新(xin)(xin)能源(yuan)、碳(tan)(tan)交(jiao)易、儲能技術的新(xin)(xin)市場；迎接保供和調節性電源(yuan)的新(xin)(xin)挑(tiao)戰；把握電力(li)現貨(huo)市場，容量電價的新(xin)(xin)機(ji)遇；發(fa)展(zhan)源(yuan)頭減碳(tan)(tan)、過程降碳(tan)(tan)、末端固(gu)碳(tan)(tan)技術。

東方鍋爐愿意與各方加強合作，共同推動(dong)長(chang)時儲能技術的(de)創新與發(fa)展，為(wei)我(wo)國能源事業實(shi)現能源結(jie)構(gou)的(de)綠色轉(zhuan)型貢獻力量。