光熱電站中,流體工質(zhì)的溫度控制是重要的一個(gè)環(huán)節。這里的流體包括導熱油,熔融鹽和水等介質(zhì)。其中熔鹽是具有重要意義的儲熱介質(zhì)。掌握了熔鹽,就掌握了光和熱穩定持久發(fā)電的特性。但事實(shí)上,如此重要的熔鹽往往成為光伏電站中最難控制的環(huán)節。這也是由熔鹽本身的特性決定的。常用二元硝酸鹽的主要安全問(wèn)題之一是冰點(diǎn)太高。低于220攝氏度的熔鹽會(huì )凝固,造成電站管道堵塞和凍結,嚴重影響電站的正常運行。
高溫電伴熱是解決暴露溫度高或工作溫度要求高問(wèn)題的保溫措施。它不僅能在高溫環(huán)境下正常工作,還能對被加熱的物料進(jìn)行高溫加熱。熔鹽光熱電站大多為塔式,熔鹽工作溫度上限為560攝氏度。當溫度達到220攝氏度或以下時(shí)就會(huì )凝固,這種情況下的保溫屬高溫伴熱。
電流通過(guò)導電材料時(shí),熱量升溫,一部分電能轉換成熱能。 為了解決這個(gè)問(wèn)題,電熱/電加熱方式導入了光火力發(fā)電站。 通過(guò)用電加熱器對容器內的熔融鹽進(jìn)行加熱,或者鋪設加熱電纜,確保流體管路、閥門(mén)、容器等。
熔鹽管道采用保溫材料只能解決熱量不散失或減少,熔鹽不能始終保持在工作溫度范圍內的問(wèn)題。因此,光熱電站熔鹽輸送管道僅采取保溫措施是不夠的。還需要高熱量補償來(lái)避免熔鹽凝結。采用高溫電伴熱不僅可以提高熱效率,而且可以保證光熱電廠(chǎng)的安全運行。與電加熱相比,節能環(huán)保,節約投資成本。
為了提高電伴熱的熱效率,光熱電站熔鹽的輸送管道通常相對較短。因此,保護重點(diǎn)放在集熱塔、熔鹽吸熱器、吸熱閥、吸熱腔等容易發(fā)生大量熱損失的地方??傊?,高溫電伴熱的工作溫度可以達到幾百度,通過(guò)溫控裝置精準控制溫度;再配合絕熱保溫材料使用,防凝保溫,安全防護雙重功效。
電加熱和電伴熱二者差別在哪里呢?簡(jiǎn)單的講解就是,電伴熱系統能耗低,勻稱(chēng)放熱反應來(lái)超過(guò)隔熱保溫防寒功效;而電加熱器輸出功率高,適用于集中化在某點(diǎn)或某地區的主動(dòng)加熱。兩者在光熱電站中可以保持隔熱保溫,作用相近。但是近些年電伴熱系統計劃方案在光熱電站中應用更加廣泛。
光熱電站水力材料伴熱所需溫度為12℃,導熱油需要保持在50℃,熔鹽的安全溫度為260℃。因此,應特別注意管道和閥門(mén)、儲熱罐、儀表和這些介質(zhì)流經(jīng)的其他地方的隔熱和熱補償。
一般情況下,熱熔鹽罐和管道的溫度需要保持在600℃左右,冷熔鹽罐和管道的溫度需要保持在300℃左右。
電加熱/伴熱需要確保儲罐中的熔鹽溫度正常。在常溫下,在流體進(jìn)入空管之前,也有必要將管道溫度加熱至規定溫度。例如,當塔熔鹽電站的熔鹽每天第一次到達塔時(shí)。
新型槽式熔鹽電站比塔式熔鹽電站具有更長(cháng)的回路管道和更高的管道凍結和堵塞風(fēng)險。因此,更有必要注意電伴熱帶的安裝,以確保管道中熔鹽的溫度。雖然傳統槽式導熱油電站油溫的安全溫度較低,但在電站停機等情況下,仍有必要控制管道內部溫度。