7月28日,國家能源集團河北電力有限公司龍山電廠牽頭研發(fā)完成的“基于600兆瓦亞臨界火電機組‘抽汽蓄能’儲熱調(diào)峰靈活性改造技術研究及示范”項目順利通過中國電機工程學會組織的技術鑒定,整體技術為國內(nèi)首創(chuàng),填補行業(yè)空白。
圖為該廠熔鹽儲能項目全景
鑒定會上,由3位院士領銜,來自國家能源局、華北電力大學、山東大學的11位行業(yè)知名專家學者組成的鑒定委員會認真聽取了項目組的匯報,經(jīng)過討論和質(zhì)詢,一致認定該項目科技成果整體達到國際領先水平,同意通過成果鑒定。
該項目針對火電機組靈活性改造需求,圍繞調(diào)峰方法、改造難點及協(xié)同安全控制等關鍵問題,對抽汽蓄熱熔鹽技術開展深入研究,成功研發(fā)出新一代“抽汽蓄熱”熔鹽儲能火電機組調(diào)峰技術,制定了完整的工程方案,并實現(xiàn)了工程應用。首次提出了基于溫度匹配、壓力匹配的“抽汽蓄能”調(diào)峰系統(tǒng),揭示了“高焓抽汽-潛熱凝結-熔鹽蓄熱”多場傳熱特性,解決了蒸汽-熔鹽直接冷凝換熱技術難題,發(fā)明了“兩段顯熱、部分潛熱、壓力匹配”抽汽熔鹽儲能調(diào)峰方法;提出了“多源抽汽+配汽調(diào)控”的抽汽熔鹽儲能技術路徑,解決了火電深度調(diào)峰所面臨的鍋爐燃燒不穩(wěn)、水動力不足、再熱器超溫、煙溫低脫硝困難等一系列難題,研發(fā)了多熱源協(xié)同梯級充熱與熔鹽-蒸汽放熱的火儲靈活性改造技術;構建了“鍋爐—熔鹽—汽輪機”全過程熱力模型,研發(fā)了儲熱全過程的動態(tài)-穩(wěn)態(tài)聯(lián)合仿真與工況優(yōu)化系統(tǒng),建立了機-爐-儲熱一體化能質(zhì)匹配系統(tǒng)控制邏輯,解決了低負荷、超大抽汽量下火電機組安全與穩(wěn)定運行的難題。
項目成果已在河北公司龍山電廠成功應用,完成首套“抽汽蓄能”高溫蒸汽-熔鹽儲熱輔助燃煤機組深度調(diào)峰靈活性改造技術示范應用,是目前國內(nèi)投產(chǎn)的容量最大的“抽汽蓄熱”熔鹽儲熱項目。龍山電廠“抽汽蓄能”熔鹽儲熱系統(tǒng)投運后,在600兆瓦火電機組原有基礎深度調(diào)峰能力基礎上,增加了100兆瓦;在保證鍋爐安全最低穩(wěn)燃負荷(30%)安全運行情況下,機組最低負荷可降低至75兆瓦(12.5%額定負荷),調(diào)峰時長4小時以上;增加機組頂峰能力47兆瓦,時長6小時以上,機組最高頂峰負荷可達650兆瓦(108%額定負荷);整套系統(tǒng)能量轉換效率達到78.663%;提高機組升降負荷速率1.67倍,達到15兆瓦/每分鐘(2.5%額定功率),該項目的成功實施為煤電機組耦合熔鹽儲能的規(guī)模化、常態(tài)化發(fā)展提供了寶貴的實踐經(jīng)驗和有力的技術支撐,在行業(yè)內(nèi)具有顯著的示范效應和推廣價值。