塔式太陽能熱發電站熔鹽系統工況分析

2021-01-15 騰訊網

當地時間2019年11月11日，希臘MINOS 50MW光熱發電項目EPC合同籤約儀式在希臘雅典舉行。我國企業聯合體將首次以「技術+裝備+工程+資金+運營」的完整全生命周期模式走出國門。浙江中控太陽能技術有限公司依託我國太陽能熱發電試驗和示範項目建設取得的成功經驗，將以通過驗證的自主研發裝備和技術，全力保障項目建設，力爭將項目建成全球光熱發電的標杆項目。國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟將以專欄的形式，陸續發表其太陽能熱發電技術系列文章，以供業界參考。

隨著塔式太陽能熱發電站在國內外的迅猛發展，熔鹽作為塔式太陽能熱發電站廉價、可靠、高效的儲熱介質得到廣泛應用。但由於熔鹽本身具有凝固點高、粘度隨溫度變化較大及高溫腐蝕性強等特點，電站系統對其工況中使用的儀表設計、製造提出更高要求，如流量計、壓力表、液位計等。因此需對熔鹽系統工況進行詳細的分析，為相關儀表選型提供參考。

熔鹽系統是塔式太陽能熱發電站系統運行中非常重要的環節。低溫熔鹽流體從冷鹽儲罐進入吸熱器，通過吸熱器吸熱升溫後流入熱鹽儲罐，高溫熔鹽流體從熱鹽儲罐通過換熱系統換熱後流入冷鹽儲罐。在這過程中，熔鹽流體的溫度從低溫290℃升溫至565℃後再降至290℃，溫度波動範圍較大，熔鹽本身的物質特性以及運行中大的溫度波動不可避免地帶來儀表選型和結構設計上的困難，其內容包括以下幾點：

1、高溫性質

現階段國內大多數儀表廠家所生產的高溫型儀表耐溫在300～400℃之間，但熔鹽系統工藝中熔鹽介質的最高溫度可達到565℃以上，這對儀表結構、傳感部件以及電子部件等的耐溫能力提出更高的要求。

2、低溫凝結性質

太陽能熱發電系統使用的熔鹽為太陽鹽，其成分為硝酸鈉和硝酸鉀混合而成的二元鹽。該種熔鹽從207℃開始融化，加熱至290℃即基本成為液態熔鹽。在熔鹽系統中，部分設備不適合進行完全保溫或配置加熱設備，此時如果選型設計不合理或控制不當，極有可能造成儀表以及附近管道發生熔鹽凝結，使儀表傳感裝置與管道中介質接觸位置因為介質凝固成固體熔鹽而發生失效。

3、腐蝕性質

硝酸鹽為中性鹽，在常溫下無任何腐蝕性，但在565℃高溫下，硝酸鹽會呈現強氧化性。針對該特性除了需考慮製造儀表材料的抗氧化性以外，也需要考慮配套儀表密封件的抗氧化性。

4、鹽霧性質

高溫環境中，熔鹽會在容器中形成有微小氣化熔鹽液滴的鹽霧。這種鹽霧會附著在不與熔鹽直接介質的儲存容器內壁以及儀表上，經過長時間粘著結晶後會出現一層白色的鹽粒結晶層。該結晶層會影響儀表精度甚至導致儀表無法工作。

以上四點是熔鹽系統工況中儀表選型需要注意的問題，我們後續還將對熔鹽系統流量計的選型方案、壓力表的選型方案、液位計的選型方案等進行分析，敬請關注……

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