近日,全国首套600兆瓦机组抽汽熔盐储能项目,在国家能源集团河北公司龙山电厂投入试运行,开创了国内火电抽汽熔盐储能的技术先河,为火电机组大幅提高调峰能力开辟了新技术路径。
什么是熔盐储能?
熔盐储能是新型储能“潜力股”,已成为光热发电、供暖储热等领域的“宠儿”,但在火电领域大规模的熔盐储能尚无应用案例。
熔盐,是指熔融态下的液体盐是一种由碱金属、碱土金属等卤化物以及硝酸盐、硫酸盐等组成的特殊盐混合物。
熔盐,具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力和高体积热的特点,在标准温度和大气压下为固态,在加热到一定程度后转化为液态是一种优良的传热储热介质。
高温熔盐储能技术,是利用熔盐在升温和降温过程中,产生温差实现热能存储,相当于是大号的暖手宝,先用电把暖手宝加热,再把暖手宝的热传递出来,加热后的熔盐,通过热交换器便能将储存的热能传递给水或蒸汽。
国家能源集团
全国首套火电抽汽熔盐储能实践应用
作为国家“煤炭清洁高效利用”科研攻关依托项目,2021年河北公司龙山电厂成立储能项目建设工作组,研究选择储能技术路线,通过实地调研、查询资料,对水储能、固体储能、熔盐储能等多种技术路线进行论证比选,分析各自的优缺点及与机组的适配性,最终选定了“抽汽蓄能熔盐储热”技术路线。
经过多次性能试验,该厂确定了最佳储、放热参数,完成了不同储、放热工况下锅炉及汽机的安全性评估,形成了一套完整的抽汽蓄能熔盐储热系统设计方案。
性能指标:
提升深调能力:机组负荷在锅炉不投油最低稳燃负荷基础上再降低100兆瓦,机组负荷最低可降至51兆瓦(8.5%Pe),时长不少于4小时。
增加顶峰能力:在额定工况下,机组出力增加47兆瓦,时长不少于6小时。熔盐储热系统内部热交换效率不低于98%、电转换效率不低于70%。
抽汽蓄能投运后,机组调频能力、AGC响应速率提高1.5倍。
熔盐选型:
通过熔盐选型研究,最终选定Hitec三元盐(GB∕T 36376-2018 太阳能熔盐Ⅱ类Ⅰ型,7%NaNO3,53%KNO3,40%NaNO2,熔点142℃,使用温度170℃~450℃),作为本项目熔盐介质,保证熔盐安全性及可靠性。
技术路线:
建设历程:
2024年3月1日,抽汽蓄能项目主体工程建设正式开工;
3月7日,首根桩基顺利浇筑完成;
5月30日,完成换热厂房基础浇筑;
8月20日,首个大件疏盐罐顺利吊装到位;
9月17日,熔盐罐落库;11月5日,10千伏、380伏母线首次受电成功;
11月25日,开始设备单体调试;
12月9日,进行设备联调;
12月26日,产汽成功。
运行效果
试运行期间,龙山电厂抽汽熔盐储能项目完成100兆瓦深度调峰、40兆瓦顶峰能力测试,测试期间储、放热系统各项参数稳定。
火电抽汽熔盐储能具有首创性,为火电机组大幅提升灵活性开辟了新路径,示范意义重大。
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