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10月25日，由ESPLAZA長時儲能網、CHPLAZA清潔供熱平臺主辦，湖州工業控制技術研究院與浙江綠儲科技有限公司聯合主辦，內蒙古梅捷新能源科技有限公司冠名贊助的2024第五屆中國儲熱大會在浙江湖州盛大召開，東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司（簡稱：東方鍋爐）綜合能源事業部技術研發部部長李有霞出席會議并作《新型燃煤機組熔鹽儲熱技術》的主題演講，介紹了在新時代背景下新一代煤電機組需求、分析了熔鹽儲熱技術優勢、分享了在燃煤機組領域熔鹽儲熱技術路線選擇經驗。

圖：李有霞

▌新一代煤電建設背景

近期，國家從頂層設計考慮，發(fa)(fa)布了(le)幾個關鍵性政策：目的在(zai)于(yu)推(tui)動經濟(ji)社會發(fa)(fa)展綠(lv)色(se)(se)化、低碳(tan)化，推(tui)進能源(yuan)革命(ming)，建設清潔低碳(tan)、綠(lv)色(se)(se)高(gao)效的現代能源(yuan)體系，推(tui)動能源(yuan)行業高(gao)質(zhi)量發(fa)(fa)展勢在(zai)必行。

▌新一代煤電建設技術要求

《加快構建新(xin)型電(dian)(dian)(dian)(dian)力系統行動方(fang)案（2024—2027年）》制定(ding)了(le)九項行動方(fang)案，其中(zhong)新(xin)一(yi)代煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)升級行動，是煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)綠色轉型的(de)關鍵環節。《方(fang)案》指出新(xin)一(yi)代煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)升級行動：以清潔低碳(tan)(tan)(tan)、高效調節、快速(su)變(bian)負(fu)荷、啟停調峰為主線任務，推動煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)深度調峰、快速(su)爬坡等高效調節能力進(jin)一(yi)步提升，更好(hao)發揮煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力供應保障(zhang)作用，促(cu)進(jin)新(xin)能源消(xiao)納；應用零碳(tan)(tan)(tan)或低碳(tan)(tan)(tan)燃料(liao)摻燒(shao)、碳(tan)(tan)(tan)捕集利用與(yu)封存等低碳(tan)(tan)(tan)煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)技術路線，促(cu)進(jin)煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)碳(tan)(tan)(tan)排放(fang)水平(ping)大幅(fu)下降。以合理的(de)政(zheng)策、市場機(ji)(ji)制支持煤(mei)(mei)(mei)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)組(zu)(zu)優化(hua)運行方(fang)式。

李有霞(xia)表示，新的指(zhi)標體系下，煤電機組將面臨(lin)更(geng)多挑戰，還需更(geng)多技術攻關。比如，低負(fu)(fu)荷(he)、快速調(diao)峰時，鍋爐低負(fu)(fu)荷(he)穩(wen)燃、水動力安全、受(shou)熱面安全和(he)厚壁元件(jian)壽命損耗，可(ke)(ke)能產生一系列問題，但耦(ou)合(he)儲(chu)能之后，煤電機組可(ke)(ke)以通(tong)過儲(chu)能系統提升變負(fu)(fu)荷(he)速率和(he)效率，從而實現機組寬負(fu)(fu)荷(he)、安全、高效、低碳運行(xing)。

▌國內煤電機組耦合儲能技術現狀

熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)系統(tong)由于(yu)其運行(xing)溫度與火電(dian)熱(re)力系統(tong)的(de)高度匹(pi)配以及在長(chang)時能(neng)(neng)量存儲(chu)方面的(de)獨特優勢，目前在我國(guo)火電(dian)靈活(huo)性調(diao)峰改(gai)造(zao)方面正(zheng)得到快速推廣(guang)應用。通過(guo)總(zong)結目前國(guo)內(nei)煤(mei)電(dian)機組耦合(he)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)能(neng)(neng)具體(ti)項(xiang)目以及不同儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)路線，李(li)有霞表(biao)示(shi)，任何一種儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)都(dou)不可能(neng)(neng)適(shi)用于(yu)所(suo)有電(dian)廠，應結合(he)電(dian)廠的(de)需求融合(he)不同的(de)儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)。除熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)能(neng)(neng)外，在研究的(de)煤(mei)電(dian)機組耦合(he)技術(shu)路線還(huan)有壓縮空氣儲(chu)能(neng)(neng)、氫儲(chu)能(neng)(neng)、電(dian)鍋爐+儲(chu)水罐、電(dian)化學儲(chu)能(neng)(neng)、飛(fei)輪(lun)儲(chu)能(neng)(neng)、壓縮CO2儲(chu)能(neng)(neng)等。

▌新一代煤電機組熔鹽儲熱技術

新一(yi)代(dai)煤電機(ji)(ji)(ji)組熔(rong)(rong)鹽儲(chu)熱(re)(re)技術，是在(zai)火電系統(tong)中嵌入大容量高(gao)溫熔(rong)(rong)鹽儲(chu)熱(re)(re)系統(tong)，采用機(ji)(ji)(ji)組合適的(de)能量來源加熱(re)(re)熔(rong)(rong)鹽，在(zai)保(bao)證(zheng)機(ji)(ji)(ji)組安全高(gao)效(xiao)運行的(de)同時，實(shi)(shi)現機(ji)(ji)(ji)爐、機(ji)(ji)(ji)側、廠網解(jie)耦，滿足新一(yi)代(dai)煤電機(ji)(ji)(ji)組的(de)靈活運行要(yao)求。如何構(gou)建高(gao)效(xiao)經濟的(de)火電-儲(chu)熱(re)(re)耦合系統(tong)，拓寬機(ji)(ji)(ji)組調峰(feng)負(fu)荷范圍，提升變負(fu)荷速率，實(shi)(shi)現爐機(ji)(ji)(ji)儲(chu)的(de)協調控制(zhi)是實(shi)(shi)現煤電機(ji)(ji)(ji)組熔(rong)(rong)鹽儲(chu)熱(re)(re)技術工程化的(de)關鍵。

▌煤電與儲熱耦合的新型熱力循環構建

火(huo)電(dian)-儲熱耦合系統因機組系統能(neng)量流的多樣化，熔鹽儲能(neng)與燃煤機組存在(zai)多種耦合方案，需要解決三個(ge)關鍵性的問(wen)題(ti)：

（1）儲熱過(guo)程(cheng)：熱源從哪里來?儲熱后(hou)熱源去(qu)哪里？允(yun)許分出(chu)多少熱源？

（2）熔鹽儲能(neng)系統(tong)：選什(shen)么(me)(me)熔鹽？熔鹽工作溫(wen)度(du)怎么(me)(me)定？

（3）放熱過程：冷卻(que)介質取自(zi)哪(na)里(li)？放熱去(qu)哪(na)里(li)？

對于(yu)儲熱(re)(re)過(guo)程(cheng)，就整個機(ji)組(zu)流(liu)程(cheng)而言(yan)，煤電(dian)(dian)系統中可(ke)用(yong)以加(jia)熱(re)(re)熔鹽的(de)能量來源(yuan)(yuan)，可(ke)選(xuan)(xuan)機(ji)組(zu)輸(shu)出電(dian)(dian)力(li)，機(ji)組(zu)熱(re)(re)力(li)系統中的(de)蒸汽熱(re)(re)源(yuan)(yuan)，煙(yan)(yan)氣熱(re)(re)源(yuan)(yuan)，或者機(ji)組(zu)熱(re)(re)源(yuan)(yuan)的(de)提供(gong)源(yuan)(yuan)—煤炭(tan)（需(xu)改變(bian)鍋爐循環工質）。對于(yu)特定機(ji)組(zu)儲熱(re)(re)需(xu)求(qiu)，可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)不(bu)同的(de)加(jia)熱(re)(re)源(yuan)(yuan)。電(dian)(dian)加(jia)熱(re)(re)可(ke)助力(li)系統實(shi)現(xian)零(ling)出力(li)，增加(jia)機(ji)組(zu)調(diao)頻收益，蒸汽加(jia)熱(re)(re)可(ke)實(shi)現(xian)能量梯(ti)級利用(yong)，但因(yin)蒸汽相變(bian)特性存在(zai)換熱(re)(re)夾(jia)點(dian)問(wen)題，煙(yan)(yan)氣加(jia)熱(re)(re)熔鹽不(bu)受夾(jia)點(dian)問(wen)題限(xian)制，但需(xu)考慮鍋爐受熱(re)(re)面(mian)調(diao)整及煙(yan)(yan)道布置空間。

在抽取(qu)機(ji)組蒸汽(qi)加熱(re)熔鹽過程中(zhong)(zhong)(zhong)，由于機(ji)組抽汽(qi)改變原有系(xi)統熱(re)力循環，需要在抽汽(qi)方案設計(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)重新核算(suan)主機(ji)安(an)全(quan)性(xing)，如汽(qi)機(ji)-高(gao)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)(gang)、中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)(gang)和(he)低壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)(gang)最小(xiao)通量(liang)的(de)保障、高(gao)中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)(gang)推(tui)力平衡(heng)、高(gao)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)(gang)和(he)中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)(gang)前后壓(ya)(ya)差(cha)-高(gao)中(zhong)(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)缸(gang)(gang)(gang)葉片強度校(xiao)核、鍋爐(lu)受熱(re)面(mian)及水動(dong)力安(an)全(quan)性(xing)、四管流速的(de)范(fan)圍保障、在儲熱(re)工況機(ji)爐(lu)負荷解(jie)耦(ou)，但是熱(re)力參數不解(jie)耦(ou)，機(ji)爐(lu)參數安(an)全(quan)匹配性(xing)等(deng)。

蒸汽(qi)加(jia)熱(re)熔(rong)鹽(yan)(yan)過程中(zhong)，不(bu)(bu)同種(zhong)類(lei)的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)吸(xi)收不(bu)(bu)同壓力等級的(de)蒸汽(qi)凝結(jie)熱(re)后，熔(rong)鹽(yan)(yan)出口溫度(du)與(yu)熔(rong)鹽(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)也均不(bu)(bu)同。而熔(rong)鹽(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)與(yu)儲熱(re)成本密切相關，在儲存(cun)相同質量(liang)流(liu)(liu)量(liang)的(de)蒸汽(qi)熱(re)量(liang)時，較(jiao)大的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)則意味著(zhu)較(jiao)高的(de)儲能(neng)成本，故應在保證換熱(re)過程的(de)順利進(jin)行下減少(shao)熔(rong)鹽(yan)(yan)流(liu)(liu)量(liang)以提高經濟(ji)效益，選取(qu)合適的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)種(zhong)類(lei)和熔(rong)鹽(yan)(yan)工作(zuo)溫度(du)區間。

對于放熱(re)過程，針(zhen)對不同(tong)的機組功能需求，熔鹽儲能系統可以加入給水(shui)產生(sheng)蒸汽外(wai)供，或(huo)并入鍋(guo)爐(lu)或(huo)汽機熱(re)力(li)系統，實(shi)現機組熱(re)電(dian)解耦(ou)或(huo)快速(su)升(sheng)負(fu)荷及頂(ding)峰發(fa)電(dian)。

▌東方鍋爐熔鹽儲熱技術發展歷程

東方鍋爐(lu)熔鹽儲(chu)熱技術自(zi)2009年(nian)在光熱發電(dian)領域開始發展，經過試驗(yan)(yan)驗(yan)(yan)證(zheng)和技術優化，于2024年(nian)實現了熱電(dian)解耦領域及綠色園區領域市場(chang)(chang)項目(mu)突破以及壓縮空氣儲(chu)能儲(chu)換熱設備市場(chang)(chang)突破。

▌東方鍋爐儲熱綜合解決方案

據李有霞(xia)介紹，在各類(lei)儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術中，東方(fang)鍋(guo)爐致力于長時儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術，助力新型能(neng)(neng)源體(ti)系建設。經過十余年(nian)儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術沉(chen)淀，東方(fang)鍋(guo)爐在熔(rong)鹽加熱、儲(chu)熱、放熱應用等環節已形成全產業鏈布局，涵(han)蓋多種儲(chu)熱綜(zong)合解決方(fang)案。

1、熔(rong)鹽儲熱火電(dian)靈活性系統(tong)

熔鹽儲熱(re)火(huo)電靈(ling)活性(xing)系統耦(ou)(ou)合(he)熔鹽儲熱(re)，實現燃煤(mei)機(ji)組(zu)(zu)深度調峰頂(ding)尖峰保供，實現機(ji)組(zu)(zu)熱(re)電解耦(ou)(ou)提(ti)升(sheng)機(ji)組(zu)(zu)靈(ling)活性(xing)。具(ju)有(you)大容(rong)量儲熱(re)，高參數放熱(re)的特點。該方案(an)耦(ou)(ou)合(he)方案(an)尋優(you)，機(ji)組(zu)(zu)安(an)全性(xing)分析，可實現機(ji)組(zu)(zu)系統安(an)全經濟(ji)運行，可實現零出力，升(sheng)負荷速率提(ti)升(sheng)至(zhi)6%。

供貨宿州熱電基于熔鹽儲熱的煤(mei)電靈活性關鍵技(ji)術研究及示范應用(yong)項目

2、基(ji)于熔鹽(yan)儲(chu)熱的風光儲(chu)一(yi)體化

基于(yu)熔鹽儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)的風光儲(chu)(chu)一(yi)體化方案(an)可以消納可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源高(gao)峰(feng)電(dian)力，通過(guo)熔鹽儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)，用(yong)(yong)電(dian)高(gao)峰(feng)期對外發(fa)電(dian)供(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)。具有大容(rong)量儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)，高(gao)參數(shu)放熱(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)供(gong)(gong)能(neng)(neng)(neng)的特點。采用(yong)(yong)大功(gong)率電(dian)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)器，風光儲(chu)(chu)系統(tong)資源協(xie)同配置，仿真技術(shu)，協(xie)同運行(xing)控(kong)制(zhi)技術(shu)，利用(yong)(yong)熔鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)的靈(ling)活性，降(jiang)低(di)光伏、風電(dian)出力的不確定(ding)(ding)性；提高(gao)可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源利用(yong)(yong)率，提供(gong)(gong)穩(wen)定(ding)(ding)可控(kong)的新能(neng)(neng)(neng)源電(dian)力供(gong)(gong)給(gei)。中標青海龍源50MW熔鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)換熱(re)(re)(re)(re)系統(tong)。

3、基于儲熱的工業園區清(qing)潔供能方案(an)

基于儲熱的(de)工(gong)業園區(qu)清潔(jie)供(gong)(gong)能(neng)(neng)方案(an)消納谷電(dian)/綠電(dian)儲熱，放(fang)熱供(gong)(gong)電(dian)供(gong)(gong)汽，系統(tong)(tong)采用多種儲熱技術優化配置技術，系統(tong)(tong)智慧(hui)化管控技術。為工(gong)業園區(qu)用戶提供(gong)(gong)以蒸汽和電(dian)能(neng)(neng)為主的(de)綜合能(neng)(neng)源供(gong)(gong)應，在滿(man)足供(gong)(gong)蒸汽用熱需求的(de)基礎上，在高峰(feng)電(dian)段和尖(jian)峰(feng)電(dian)段提供(gong)(gong)電(dian)能(neng)(neng)。降低工(gong)業園區(qu)用能(neng)(neng)成本，改善用能(neng)(neng)結構，推動工(gong)業園區(qu)節能(neng)(neng)降碳。

供(gong)貨桐(tong)鄉泰愛(ai)斯儲能科技有(you)限公(gong)司基于混(hun)合儲能的多能耦合智慧低(di)碳供(gong)能示范項目

4、壓縮(suo)氣體(ti)儲換熱系統(tong)

壓縮氣(qi)體儲換熱(re)(re)系統(tong)儲存壓縮氣(qi)體熱(re)(re)，放(fang)熱(re)(re)加熱(re)(re)做(zuo)功(gong)氣(qi)體；開發全逆流結構，大(da)溫差換熱(re)(re)，適應頻繁啟停，低壓損的(de)高效儲熱(re)(re)放(fang)熱(re)(re)換熱(re)(re)器，通過儲換熱(re)(re)系統(tong)優化仿真技術實(shi)現儲換熱(re)(re)系統(tong)高能效，低壓損運行。該(gai)方案應用于甘(gan)肅(su)酒(jiu)泉(quan)玉門300MW壓縮空氣(qi)儲能電站(zhan)示范(fan)工程項目。

▌業績展示

▌雙碳技術創新

在雙碳形(xing)勢下，除了熔鹽儲能技(ji)術，東方(fang)鍋爐瞄準耦合(he)生物質、新能源(yuan)、碳交易、儲能技(ji)術的新市(shi)場；迎接保(bao)供和調節性電(dian)源(yuan)的新挑戰；把握電(dian)力(li)現貨市(shi)場，容量電(dian)價(jia)的新機遇；發(fa)展源(yuan)頭減(jian)碳、過程降(jiang)碳、末(mo)端固碳技(ji)術。

東方(fang)鍋(guo)爐愿意與各(ge)方(fang)加強合作，共同推(tui)動長(chang)時儲(chu)能(neng)技術的創(chuang)新與發展，為我國能(neng)源(yuan)事業(ye)實現能(neng)源(yuan)結(jie)構的綠(lv)色轉(zhuan)型貢獻力量。