儲能(neng)介(jie)質(zhi)的(de)介質(zhi)特性(xing)
傳(chuan)統的(de)儲熱介質(zhi)是水以(yi)及蒸汽(qi)。水在超(chao)過(guo)其沸點(dian)的(de)情況下(xia)用作熱載體,則要求設備(bei)和(he)系統承(cheng)受壓力(li),如200℃的(de)飽和(he)蒸汽(qi)的(de)壓力(li)約(yue)為(wei)16公(gong)斤(jin),更(geng)高(gao)溫(wen)度對照(zhao)的(de)飽和(he)蒸汽(qi)其壓力(li)更(geng)高(gao),而(er)過(guo)熱(re)蒸汽(qi)其滲(shen)透性(xing)更(geng)加(jia)強(qiang)。導熱(re)油(you)(國標(biao)GB 23971-2009的(de)正式(shi)名(ming)稱(cheng)為(wei)有(you)機熱(re)載(zai)體,俗稱(cheng)“導熱(re)油(you))。在150~350℃的(de)工(gong)業生產中,導熱(re)油(you)由於(yu)其高(gao)沸點(dian)而(er)成(cheng)為(wei)了(le)水蒸氣(qi)的(de)替(ti)代(dai)品(pin),可以(yi)大(da)量減少設備投(tou)資。
熔(rong)鹽通(tong)常(chang)是指(zhi)硝(xiao)酸(suan)鈉(na)(NaNO3)和硝酸(suan)鉀(jia)(KNO3)的(de)硝酸(suan)鹽混(hun)合物。高(gao)溫(wen)熔(rong)鹽可達(da)到560 °C甚(shen)至更(geng)高(gao)的(de)運(yun)行(xing)溫(wen)度,具(ju)有(you)良好的(de)導熱(re)和(he)流(liu)動(dong)特性(xing),具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)比熱容(rong)和(he)密(mi)度,在工(gong)業界壹(yi)直是作為(wei)高(gao)溫(wen)傳(chuan)熱介質(zhi)和儲存熱量的(de)介質(zhi)。
目前(qian)大(da)部(bu)分(fen)光(guang)熱(re)電(dian)站使用熔(rong)鹽吸(xi)熱儲熱系統——通(tong)過(guo)使(shi)用鏡片(pian)將大(da)面積的(de)日光(guang)聚(ju)焦在壹(yi)起並將光(guang)能(neng)通(tong)過(guo)熔(rong)鹽介(jie)質(zhi)儲把(ba)不穩(wen)定的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)儲存轉換(huan)成(cheng)熱能(neng)來發(fa)電(dian)。目前(qian)的(de)光熱(re)電站(zhan)都(dou)是集吸熱(re)、儲熱及蒸汽(qi)發(fa)生於(yu)壹(yi)體的(de)系統,在陽(yang)光(guang)充足(zu)的(de)時(shi)候(hou)熔(rong)鹽獲(huo)得(de)熱(re)量溫(wen)度升(sheng)高(gao),儲存在高(gao)溫(wen)熔(rong)鹽罐中;當(dang)陽(yang)光(guang)不(bu)足(zu)的(de)時(shi)候(hou),高(gao)溫(wen)熔(rong)鹽罐中的(de)熔(rong)鹽提(ti)供能(neng)量,使電站持(chi)續(xu)穩(wen)定的(de)發電(dian),熔(rong)鹽溫(wen)度變低,流(liu)入(ru)低(di)溫(wen)熔(rong)鹽罐中。
光熱電站的(de)工(gong)藝路線
光(guang)熱(re)電(dian)站的(de)典(dian)型(xing)工(gong)藝路線壹(yi)般(ban)由(you)三(san)個(ge)島(dao)組(zu)成(cheng):太(tai)陽(yang)島(dao)(用來聚(ju)光收(shou)集熱量)、傳(chuan)儲熱島(dao)(用來熱(re)量傳(chuan)輸和儲存)和常(chang)規島(dao)(也(ye)叫(jiao)發(fa)電(dian)島(dao),用來發(fa)電(dian))。每個(ge)島(dao)又(you)有(you)很(hen)多(duo)種裝備和(he)管道、閥(fa)門(men)組成(cheng),作為(wei)光(guang)熱(re)電(dian)站的(de)核(he)心(xin)部(bu)分(fen),太(tai)陽(yang)島(dao)再按技(ji)術(shu)路線分(fen)為(wei)槽(cao)式(shi)、塔(ta)式(shi)、菲(fei)涅爾(er)式(shi)和(he)碟式(shi)等(deng)。傳(chuan)儲熱島(dao)主(zhu)要(yao)涉及換(huan)熱(re)器、熔(rong)鹽泵(beng)、熔(rong)鹽閥(fa)、流(liu)量計、電加(jia)熱、電(dian)伴熱等(deng)裝備以(yi)及熔(rong)鹽、導熱(re)油(you)等(deng)傳(chuan)儲熱工(gong)質(zhi),常規島(dao)部(bu)分(fen)與(yu)傳(chuan)統化石電站相似(si),涉及到的(de)相關裝備也(ye)相對更(geng)加(jia)成(cheng)熟(shu),主(zhu)要(yao)分(fen)為(wei)主(zhu)機設(she)備(bei)和(he)輔機設(she)備(bei)兩(liang)部(bu)分(fen),關(guan)鍵(jian)裝備汽(qi)輪(lun)機、蒸汽(qi)發(fa)生器(qi)和(he)發電(dian)機。
密(mi)封(feng)特點(dian)和(he)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)
常(chang)溫(wen)的(de)流(liu)體設備或(huo)者(zhe)管道法蘭連(lian)接(jie)有多(duo)種密(mi)封(feng)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可選擇(ze),但熔(rong)鹽的(de)溫(wen)度和易滲(shen)透特性(xing)將限制這(zhe)些(xie)密(mi)封(feng)材(cai)料(liao)的(de)使用效果。石墨(mo)材(cai)料是(shi)傳(chuan)統高(gao)溫(wen)密(mi)封(feng)應(ying)用的(de)主導者(zhe),在低溫(wen)時(shi)高(gao)純度的(de)石墨(mo)(碳(tan)含(han)量98%以(yi)上(shang))有很(hen)好耐(nai)化學腐蝕性(xing),但在高(gao)溫(wen)氧(yang)化環境(jing)下(超(chao)過(guo)450℃), 石(shi)墨(mo)很(hen)容(rong)易產生質(zhi)量損失(shi),在熔(rong)融鹽這(zhe)類強(qiang)氧化劑環境(jing)下,300℃以(yi)上(shang)石墨(mo)墊(dian)片材(cai)料(liao)內(nei)部(bu)就會被氧化出孔隙,法蘭連(lian)接(jie)很難保持密(mi)封(feng)所需的(de)扭矩(ju),從而(er)導致(zhi)泄(xie)漏(lou)量增(zeng)加(jia)進而(er)密(mi)封(feng)失(shi)效。客(ke)戶可在實(shi)驗室(shi)模擬工(gong)況進行(xing)測(ce)試(shi),也(ye)可以(yi)選(xuan)擇(ze)第(di)三(san)方(fang)的(de)測(ce)試(shi)機構對密(mi)封(feng)制造(zao)商(shang)的(de)材料(liao)進行(xing)熱(re)失(shi)重(zhong)測(ce)試(shi)來了(le)解密(mi)封(feng)材(cai)料(liao)的(de)優劣。
光熱發(fa)電(dian)的(de)儲熱介質(zhi)挑戰著傳(chuan)統密(mi)封(feng)產品的(de)溫(wen)度和化學極(ji)限。蒸汽(qi)、導熱(re)油(you)和熔(rong)融鹽在高(gao)溫(wen)的(de)狀(zhuang)態都(dou)極易滲(shen)透,對密(mi)封(feng)材(cai)料(liao)來說其滲(shen)透性(xing)都(dou)是壹(yi)個(ge)巨(ju)大(da)的(de)挑戰。壹(yi)直以(yi)來Garlock將(jiang)高(gao)溫(wen)工(gong)況應(ying)用作為(wei)開(kai)發(fa)目(mu)標(biao),本(ben)世(shi)紀(ji)開(kai)發(fa)了(le)THERMa-Pur高(gao)溫(wen)密(mi)封(feng)材(cai)料(liao),可以(yi)組(zu)成(cheng)切(qie)割(ge)墊(dian)片(pian)、金(jin)屬纏(chan)繞(rao)墊(dian)、金(jin)屬齒形墊、金屬波紋墊以(yi)及模壓填料組件(jian)等(deng)多(duo)種形(xing)式(shi),可適用於密(mi)封(feng)熔(rong)融鹽工(gong)藝管道、換(huan)熱(re)器和閥(fa)門(men)的(de)需要(yao)。