CSPPLAZA光熱發電網報道:近日(ri),據中國成達工(gong)(gong)程(cheng)有限公司(si)(以下簡稱成達工(gong)(gong)程(cheng))方面(mian)透露,由該(gai)公司(si)與(yu)江(jiang)蘇鑫晨光熱技術有限公司(si)合(he)作研(yan)發的(de)新型雙層熔鹽(yan)儲罐產品已(yi)(yi)成功(gong)中標玉門(men)鑫能50MW塔(ta)式(shi)熔鹽(yan)光熱發電示范(fan)項目,現已(yi)(yi)進(jin)駐項目現場開始施工(gong)(gong)安裝,預計將于2018年(nian)下半(ban)年(nian)具備熔鹽(yan)充(chong)裝條件。
當前在全球范圍內,熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)罐的(de)(de)結構設(she)計一(yi)直以來均為常規的(de)(de)單層(ceng)罐設(she)計。這也是新型(xing)雙層(ceng)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)罐產品的(de)(de)首次(ci)商(shang)業(ye)化電站應用,若實際應用效(xiao)果顯著,將對熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)的(de)(de)設(she)計產生重大影響。
何(he)為雙層熔(rong)(rong)鹽(yan)儲罐(guan)?成達(da)工程相(xiang)關技(ji)術負責人(ren)對(dui)CSPPLAZA記者表示(shi),這是一(yi)種采用了獨特雙壁(bi)夾套結構(gou)的(de)新(xin)型熔(rong)(rong)鹽(yan)儲罐(guan),通過(guo)雙壁(bi)夾套結構(gou),使高溫熔(rong)(rong)鹽(yan)的(de)承納能力、隔熱保(bao)(bao)溫、機械強度保(bao)(bao)障(zhang)得(de)以巧妙地分攤于內罐(guan)和外(wai)罐(guan),可有(you)效解決(jue)傳統(tong)大型熔(rong)(rong)鹽(yan)儲罐(guan)目前所面(mian)臨的(de)難題(ti)。
高溫熔鹽儲罐設計的技術難題
在配(pei)置儲熱(re)系(xi)統(tong)的(de)光(guang)熱(re)發電項(xiang)目中(zhong),大型熔鹽儲罐作(zuo)為(wei)熔鹽儲熱(re)系(xi)統(tong)的(de)核心設備,對(dui)(dui)整個光(guang)熱(re)項(xiang)目的(de)穩定(ding)運(yun)行起著(zhu)舉足(zu)輕重的(de)作(zuo)用,熔鹽具有高熔點、強(qiang)腐蝕性等特(te)質(zhi),使得(de)系(xi)統(tong)的(de)運(yun)行工(gong)況條件(jian)非常復雜,對(dui)(dui)大型熔鹽儲罐的(de)設計難度與安全(quan)性提(ti)出(chu)了更(geng)高挑(tiao)戰。此前,美(mei)國新月(yue)沙丘光(guang)熱(re)電站與西班牙Gemasolar光(guang)熱(re)電站均因儲罐故(gu)障而停運(yun)數月(yue),造成巨大損失,已為(wei)業內敲(qiao)響警鐘。
首先,相(xiang)對于(yu)其(qi)他介質,熔(rong)鹽(yan)的運行(xing)溫(wen)(wen)(wen)度更高(gao),更有利于(yu)提(ti)升(sheng)光熱電站的整體(ti)(ti)運行(xing)效率,但運行(xing)溫(wen)(wen)(wen)度的升(sheng)高(gao)導致(zhi)了(le)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)罐的設(she)(she)(she)計溫(wen)(wen)(wen)度隨之升(sheng)高(gao),且(qie)已(yi)經超出國內(nei)外一般(ban)儲(chu)罐的設(she)(she)(she)計標準和規范。另外,熔(rong)鹽(yan)儲(chu)罐設(she)(she)(she)計溫(wen)(wen)(wen)度的升(sheng)高(gao)又導致(zhi)了(le)制(zhi)造儲(chu)罐的金屬材料在設(she)(she)(she)計溫(wen)(wen)(wen)度下(xia)已(yi)經進入蠕變(bian)區,其(qi)性(xing)能大(da)幅降(jiang)低,使得儲(chu)罐的整體(ti)(ti)穩定性(xing)與(yu)可靠性(xing)下(xia)降(jiang)。
其次,配(pei)制儲(chu)熱(re)(re)(re)系統的(de)光熱(re)(re)(re)發電項(xiang)目(mu)在(zai)白天高(gao)溫(wen)運行,在(zai)夜晚則進行保溫(wen)循環(huan),儲(chu)熱(re)(re)(re)系統在(zai)24小時(shi)之(zhi)中,將至少承受1次溫(wen)差高(gao)達280℃的(de)熱(re)(re)(re)沖(chong)擊(ji)載(zai)荷。熔鹽儲(chu)罐(guan)初(chu)次充裝(zhuang)熔鹽的(de)溫(wen)度一(yi)般(ban)為300~350℃,此(ci)時(shi)處于常溫(wen)態的(de)儲(chu)罐(guan)的(de)筒(tong)壁(bi)和底板將承受巨大的(de)熱(re)(re)(re)沖(chong)擊(ji)載(zai)荷,造成儲(chu)罐(guan)筒(tong)壁(bi)和底板變形開(kai)裂的(de)安全隱(yin)患。
因此,在初次充(chong)裝熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)之前,對熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)進行預(yu)熱(re),是保護儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)、延長其(qi)使用壽命的(de)關鍵(jian)。然而,通過模(mo)擬(ni)計算發(fa)現,由于儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)尺寸規格大,常規通入熱(re)風的(de)方法很難(nan)實現儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)體(ti)(ti)的(de)均勻預(yu)熱(re)。并且,由于操作(zuo)溫(wen)度高(gao),且儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)體(ti)(ti)各部位溫(wen)度有(you)差異(yi),因此易在儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)體(ti)(ti)各部件間產生較大的(de)溫(wen)差應(ying)力,加劇(ju)了熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)泄(xie)露(lu)的(de)風險。而當熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)發(fa)生泄(xie)漏時,高(gao)溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)又會對電(dian)站(zhan)安全以及(ji)周(zhou)圍環境造成相(xiang)當嚴(yan)重的(de)危害。
此(ci)外(wai),在光熱(re)(re)電站儲熱(re)(re)系統中,儲罐滿罐至空罐的(de)操作(zuo)周期(qi)比常規的(de)石油化工(gong)等儲罐頻繁很多(每天1次),因此(ci)必(bi)須分析(xi)材(cai)料的(de)高溫(wen)疲勞問題;為(wei)了避(bi)免或減少熔(rong)鹽儲罐的(de)散熱(re)(re)損(sun)失(shi),也必(bi)然需要(yao)使(shi)用很厚的(de)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)材(cai)料,但過厚的(de)保(bao)(bao)(bao)溫(wen)隔熱(re)(re)材(cai)料的(de)支撐固定(ding)較為(wei)困難,且(qie)易受到(dao)風、雨、雪等天氣的(de)影響,因此(ci)隔熱(re)(re)材(cai)料在實(shi)際(ji)應(ying)用中需要(yao)經常性的(de)維修保(bao)(bao)(bao)養且(qie)難以(yi)維持較長(chang)的(de)使(shi)用壽命(ming)。
新型雙層熔鹽儲罐優勢明顯
目前世界上已經(jing)投(tou)(tou)入商業運(yun)營的(de)(de)(de)(de)大型(xing)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan),大都采用(yong)單壁罐(guan)(guan)(guan)(guan)結構,成(cheng)達工(gong)程通(tong)過研究與分(fen)析(xi)發現,這樣的(de)(de)(de)(de)結構不能完全解決上述儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)難題,特別(bie)是在(zai)運(yun)行(xing)(xing)溫(wen)度(du)在(zai)550攝氏度(du)的(de)(de)(de)(de)光熱(re)電站儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)上尤其明(ming)顯(常規導熱(re)油傳(chuan)熱(re)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)的(de)(de)(de)(de)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)運(yun)行(xing)(xing)溫(wen)度(du)在(zai)400攝氏度(du)以內,采用(yong)熔(rong)鹽(yan)(yan)作傳(chuan)熱(re)工(gong)質的(de)(de)(de)(de)電站的(de)(de)(de)(de)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)運(yun)行(xing)(xing)溫(wen)度(du)在(zai)550攝氏度(du)左右,工(gong)況(kuang)更為復雜(za)),因(yin)此(ci)開發了采用(yong)獨特的(de)(de)(de)(de)雙壁夾套結構的(de)(de)(de)(de)新(xin)(xin)型(xing)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)。經(jing)過經(jing)濟性比(bi)較,新(xin)(xin)型(xing)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)初期投(tou)(tou)資費用(yong)僅(jin)比(bi)傳(chuan)統儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)(guan)(guan)略高5~10%。
據了解(jie),這種新型(xing)熔鹽儲(chu)罐(guan)(guan)采用了革(ge)新型(xing)的(de)(de)(de)內(nei)罐(guan)(guan)結構,可徹底解(jie)決高溫(wen)(wen)拱(gong)架的(de)(de)(de)耐溫(wen)(wen)問題,且內(nei)罐(guan)(guan)無(wu)需支撐拱(gong)頂、平臺、隔(ge)熱保溫(wen)(wen)材料的(de)(de)(de)重量,大幅降低了罐(guan)(guan)壁因軸(zhou)向壓縮(suo)而失(shi)穩的(de)(de)(de)可能性。
另外,當采用(yong)先(xian)外罐(guan)(guan)后(hou)內(nei)罐(guan)(guan)的施工次序(xu)時,內(nei)罐(guan)(guan)具(ju)備較(jiao)好的施工焊接條件。至于(yu)外罐(guan)(guan),罐(guan)(guan)體材(cai)料全部可(ke)以使用(yong)普通碳鋼(gang)材(cai)料,因此可(ke)顯著減少耐熱耐腐蝕不銹鋼(gang)的用(yong)量。而(er)且所有(you)的保(bao)溫隔熱材(cai)料將受到外罐(guan)(guan)的保(bao)護,理論上可(ke)以作到與儲罐(guan)(guan)等壽命(ming),終(zhong)身免維護,從(cong)而(er)大大降(jiang)低運行成本。
值(zhi)得一提的(de)是,成達工程針對該雙層儲(chu)(chu)罐專門開發了(le)三(san)項新技(ji)術(shu),分別為:新型預(yu)熱(re)技(ji)術(shu),確保儲(chu)(chu)罐整體均勻預(yu)熱(re),節省預(yu)熱(re)時間和費用(yong);儲(chu)(chu)罐泄(xie)漏(lou)檢測技(ji)術(shu),可(ke)及(ji)時應對可(ke)能(neng)的(de)泄(xie)漏(lou)風險(xian);特殊(shu)的(de)泄(xie)漏(lou)處理技(ji)術(shu),給倒(dao)罐和事故處理提供了(le)可(ke)貴(gui)的(de)緩沖時間,從而避(bi)免了(le)熔鹽泄(xie)漏(lou)對周邊(bian)環境的(de)危害(hai),理論上無需進行儲(chu)(chu)罐區域(yu)地面防滲處理以及(ji)設置圍堰。
關于中國成達工程有限公司:
中國(guo)(guo)成達工(gong)程(cheng)有(you)(you)限公司(原化工(gong)部(bu)第八設計院),是(shi)以設計為主體實行工(gong)程(cheng)總(zong)承包的國(guo)(guo)際(ji)型工(gong)程(cheng)公司。在(zai)石油天然(ran)氣、純(chun)堿(jian)、氯堿(jian)及煤化工(gong)、電力、環保等(deng)多個領(ling)域(yu)擁有(you)(you)雄厚的技(ji)術實力和豐(feng)富的工(gong)程(cheng)經(jing)驗(yan)。在(zai)國(guo)(guo)內已(yi)完成上千個項目,海外也已(yi)執(zhi)行了包括100萬千瓦火力發電在(zai)內的30余個工(gong)程(cheng)項目,業績遍布五大洲10余個國(guo)(guo)家和地區。
中國成達工(gong)程(cheng)有(you)(you)限公(gong)司在熔鹽生產以及(ji)使用熔鹽作為高溫(wen)熱(re)載體(ti)方面(mian)擁有(you)(you)30年的(de)工(gong)程(cheng)經(jing)驗,對(dui)于(yu)各種高溫(wen)、強腐蝕(shi)介質場所(suo),擁有(you)(you)專業的(de)分析(xi)計算軟件(jian)和成熟可靠的(de)系統解(jie)決方案。
2016年(nian)11月21日,中國成達工(gong)程有(you)限(xian)(xian)公(gong)司成功簽署玉門(men)鑫能(neng)光熱第一電力(li)有(you)限(xian)(xian)公(gong)司5萬千瓦光熱發電項目(mu)熔鹽儲(chu)熱系統的(de)工(gong)程設計(ji)合同(tong)。該項目(mu)為國家首批太陽(yang)能(neng)光熱發電示范項目(mu)之一。