在浙江杭州盛大召開的第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會中,浙江阿斯克建材科技股份有限公司(以下簡稱“阿斯克”)工程師高明哲出席會議并作主題演講《光熱電站保溫系統運行情況調查》,剖析了烏拉特中旗和中廣核德令哈兩個光熱電站保溫系統的運行情況,并介紹了阿斯克針對光熱電站保溫自主研發的系列保溫產品及整體解決方案。
圖:高明哲
光熱保溫系統運行情況調查
為了解目前光熱(re)(re)電站(zhan)的(de)保(bao)溫(wen)(wen)運行情(qing)(qing)況,阿(a)斯克(ke)對(dui)國(guo)內(nei)光熱(re)(re)發電項目保(bao)溫(wen)(wen)情(qing)(qing)況進行了詳細地調查評估,包括(kuo)調查不同部(bu)(bu)(bu)(bu)位的(de)保(bao)溫(wen)(wen)方式和各保(bao)溫(wen)(wen)部(bu)(bu)(bu)(bu)件使(shi)用情(qing)(qing)況,檢查不同部(bu)(bu)(bu)(bu)位保(bao)溫(wen)(wen)結構使(shi)用中存在的(de)問題(ti),測(ce)量(liang)管道(dao)表面溫(wen)(wen)度、計(ji)(ji)算熱(re)(re)損率,計(ji)(ji)算與該(gai)部(bu)(bu)(bu)(bu)位設計(ji)(ji)值相(xiang)比保(bao)溫(wen)(wen)效(xiao)果的(de)下降程(cheng)度,最后根據測(ce)溫(wen)(wen)情(qing)(qing)況,推算光熱(re)(re)電站(zhan)的(de)整(zheng)體熱(re)(re)損,估算熱(re)(re)損對(dui)發電量(liang)的(de)影響。
高明哲重點分享了兩個光熱項目的保溫系統運行情況:
▌烏拉特中旗100MW槽式光熱項目
該電站保(bao)(bao)溫面積(ji)達(da)5萬(wan)平方米。高明哲表(biao)示,若保(bao)(bao)溫層外表(biao)面溫度每(mei)(mei)升高1℃,經(jing)測算,電站每(mei)(mei)年的(de)散熱損失(shi)將增加465萬(wan)千(qian)(qian)瓦時,直接導致(zhi)年發(fa)電量減少92萬(wan)千(qian)(qian)瓦時,伴熱成本(ben)每(mei)(mei)年會增加27萬(wan)元以上。可見保(bao)(bao)溫效果(guo)對能耗與收益的(de)影(ying)響十分顯(xian)著。
以下是各部位的外觀現狀與紅外熱成像情況:
圖:柔性連接管
圖:導熱油管
圖:熔鹽罐
▌中廣核德令哈50MW槽式光熱項目
以下是各部位的外觀展示與紅外熱成像情況:
圖:柔性連接管
圖:導熱油管
圖:熔鹽罐
此外,高明哲比較了軟、硬質材料表面溫度超標隨時間變化情況:
圖:軟、硬質材料表面溫度超標隨時間變(bian)化(hua)趨勢
由(you)圖可知,軟(ruan)質(zhi)(zhi)材料在使用(yong)時間內熱(re)(re)損(sun)會超(chao)出設計(ji)值15℃以(yi)上,平均每年升高(gao)1-2℃;硅(gui)酸鈣保溫(wen)(wen)效果穩定,使用(yong)30年仍能保持較好的保溫(wen)(wen)效果。高(gao)明哲表(biao)示,從烏拉特中旗100MW槽式光(guang)熱(re)(re)項目(mu)以(yi)及中廣核德令哈50MW槽式光(guang)熱(re)(re)項目(mu)實際(ji)測溫(wen)(wen)情況看,軟(ruan)質(zhi)(zhi)材料的表(biao)面溫(wen)(wen)度變化情況基本符合上述規(gui)律(lv)。
按照保溫外表面每年升高1.5℃計算,造成的熱損失對于光熱電站的發電量影響是顯著的【詳見下圖】。“如果(guo)電站(zhan)(zhan)投運后長期不對保(bao)溫系統(tong)進行維(wei)護,任其性能(neng)持續衰(shuai)減,最終會對發電量造成(cheng)極大影響。”因(yin)此,高明哲建議,光熱電站(zhan)(zhan)運行期間,必須將保(bao)溫系統(tong)納入常態(tai)化維(wei)護范(fan)疇(chou)。
圖:100MW槽式光熱電站發(fa)電量變化趨勢(按(an)保溫(wen)表面(mian)每年升(sheng)高1.5℃推(tui)算)
阿斯克的光熱保溫整體解決方案
高明(ming)哲詳細(xi)介紹了阿斯克在光熱(re)電站——集熱(re)、儲熱(re)、發電——三大(da)系統保(bao)溫防護(hu)工作上的(de)針對性實踐。
▌集熱系統——柔性連接管
柔性連接管保溫的產品設計與性能參數如下:其最(zui)高使用溫度可達650℃,導熱(re)系數(shu)0.022W/m?K,能有效減少熱(re)量(liang)損耗;結構采用Half結構,在保證(zheng)穩定性的(de)同(tong)時兼(jian)顧安(an)裝靈(ling)活性;使用壽命長達20年,可滿足光熱(re)電(dian)站長期運行需求;密封(feng)性方面具備防雨雪風沙的(de)能力,能適應戶外復雜氣候環境(jing);與(yu)管道(dao)配(pei)合時,可實現30°擺動和360°旋(xuan)轉,便于系統安(an)裝調試。
▌儲熱系統——熔鹽/導熱油
1、熔鹽系統保溫的產品設計與性能參數如下:其最高耐溫(wen)可達(da)1000℃,采用無支(zhi)架(jia)無熱(re)橋結構設(she)計(ji);在(zai)400℃時,導熱(re)系(xi)數僅為0.09W/m?k;抗壓強度達(da)0.85MPa,抗折(zhe)強度為0.36MPa;憎水率超99%,Cl?含量低(di)于20ppm,且使用壽命在(zai)20年(nian)以上,能為熔(rong)鹽系(xi)統穩定(ding)運行提供(gong)可靠的保溫(wen)保障。
高明哲表示,阿斯克對保(bao)(bao)溫(wen)材(cai)料(liao)進行了(le)熔鹽吸附性實驗和銅離子加速鹽霧(wu)120h實驗,結果表明,相比于傳統的保(bao)(bao)溫(wen)材(cai)料(liao),硅酸鈣硬(ying)質材(cai)料(liao)不吸附熔鹽,易清理,在熔鹽泄露時能(neng)(neng)起到更好的保(bao)(bao)溫(wen)效(xiao)果;傳統保(bao)(bao)溫(wen)材(cai)料(liao)會(hui)逐(zhu)漸腐蝕管(guan)道(dao)(dao),而硅酸鈣硬(ying)質材(cai)料(liao)則(ze)能(neng)(neng)更好地(di)保(bao)(bao)護(hu)管(guan)道(dao)(dao)。
圖:熔鹽吸附試(shi)驗(yan)(左為傳統材料,右為硅酸(suan)鈣硬質材料)
圖:銅(tong)離子(zi)加速鹽霧120h實驗(左(zuo)為傳(chuan)統材(cai)料,右為硅酸鈣硬(ying)質材(cai)料)
2、導熱油系統保溫的產品設計與性能參數如下:其最高耐溫為(wei)650℃,在400℃時導熱(re)系數(shu)是0.09W/m?k;抗壓強度達0.85MPa,抗折強度為(wei)0.36MPa;具(ju)有不吸油(you)的特性,且使用壽(shou)命超過20年。
高明哲分享了軟、硬質材料在吸油性與防火性兩方面的對比結果:
由圖可知,軟質(zhi)材料吸(xi)油多;硅酸鈣吸(xi)油量(liang)少、吸(xi)油慢,尤其(qi)適用于易燃(ran)介質(zhi)管道(dao)。
他(ta)特(te)別強調,即便保溫材(cai)料(liao)(liao)本身(shen)屬于(yu)A級不(bu)燃(ran)材(cai)料(liao)(liao),一旦吸收易燃(ran)介質(如導熱油(you)(you)),仍(reng)會具備燃(ran)燒風險。因此,“不(bu)吸油(you)(you)”是導熱油(you)(you)管道(dao)保溫材(cai)料(liao)(liao)的關鍵(jian)性(xing)能指標,選擇(ze)吸油(you)(you)性(xing)優異的保溫材(cai)料(liao)(liao),對降低(di)管道(dao)運行中的火災安全隱患具有重要意義。
▌發電系統——蒸汽系統
產品設計及性能參數如下:其最高耐溫可達(da)650℃,在400℃時導熱系數為0.09 W/m?k;抗壓(ya)強(qiang)度(du)為0.85 MPa,抗折強(qiang)度(du)為0.36 MPa;憎水率大于(yu)99%,Cl?含(han)量小于(yu)20 ppm,使(shi)用壽(shou)命超過20年。
高(gao)明(ming)哲表(biao)示,阿斯克根(gen)據現場施工的(de)(de)痛點要(yao)求、依托先進加(jia)工技術,首創(chuang)“硬質可拆(chai)式預制成型件”,可根(gen)據客戶要(yao)求定制加(jia)工成各種形狀規格的(de)(de)成型保(bao)溫殼(ke)件,適用(yong)于各種直管(guan)、彎頭(tou)、三(san)通、異徑管(guan)、法蘭、閥門(men)、隔熱管(guan)托等,為客戶提供保(bao)溫高(gao)效、拆(chai)裝方便(bian)、長壽耐用(yong)的(de)(de)保(bao)溫產品(pin)。
綜上所述,高明哲總結了阿斯克光熱電站保溫整體解決方案的四大優勢:
1、安全——保障現場導熱油及熔鹽系統安全
保(bao)溫(wen)材(cai)料不(bu)吸油、不(bu)吸鹽,不(bu)燃燒且不(bu)腐蝕,從源頭(tou)避(bi)免(mian)材(cai)料劣化(hua)引發的系統風險;在閥門、法(fa)蘭(lan)等易泄露的部位(wei),于成(cheng)型件(jian)基礎(chu)上設計引漏(lou)裝置,可快速定位(wei)漏(lou)點(dian)并及時(shi)處理,排除安全隱患。
2、高效——解決現場工期和維護拆卸問題
現場保溫安(an)裝時間減少(shao)80%,提升保溫質量;采用可拆(chai)式預制成型件,能夠(gou)重(zhong)復利用,后續維護成本降低(di)90%以(yi)上。
3、穩定——長效穩定的保溫效果
保(bao)溫(wen)(wen)材料采(cai)用硅酸鈣材料,使用壽(shou)命可達20年(nian)以上(shang),且保(bao)溫(wen)(wen)性(xing)能不隨使用時間(jian)衰減,持(chi)續保(bao)障系統熱效率。
4、經濟——全壽期經濟性突出
以中(zhong)旗100MW槽式發電項目為例:
雖(sui)相比使(shi)用(yong)(yong)硅(gui)酸鈣(gai)材料需多投(tou)入1000萬元(yuan),但從(cong)全壽(shou)期角度(du)測(ce)算(suan),20年內可減少系統(tong)熱(re)損(sun)失成(cheng)本及(ji)維護費用(yong)(yong)超(chao)5億元(yuan),額外投(tou)入成(cheng)本僅(jin)需3年即(ji)可收回,長(chang)期經濟效益遠超(chao)初始(shi)投(tou)資(zi)。
關于阿斯克:
阿斯克從2017年開始積極參與光(guang)(guang)熱(re)保(bao)溫產(chan)品的(de)(de)開發(fa)(fa),針對行業的(de)(de)的(de)(de)特點,開發(fa)(fa)了ASC光(guang)(guang)熱(re)系列產(chan)品,完成(cheng)了光(guang)(guang)熱(re)整體保(bao)溫的(de)(de)國產(chan)化,大大降低了行業成(cheng)本。ASC光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電系列絕熱(re)產(chan)品具(ju)有優異的(de)(de)絕熱(re)防護性、耐候性、環(huan)保(bao)性、耐用(yong)(yong)性和經濟(ji)性,其綜合(he)性能在實(shi)際應用(yong)(yong)中已得到(dao)了充分的(de)(de)驗證和認可,在光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電領域(yu)具(ju)有獨特的(de)(de)應用(yong)(yong)優勢(shi)。
圖:光熱發電領域工程業績(已運(yun)行)