太阳能光热电站熔盐量及熔盐罐尺寸计算摘要：本文结合光热电站储热系统为例，通过对储热系统工艺进行研究，基于储热容量，从全厂熔盐量考虑因素，熔盐罐结构尺寸选取等方面熔盐计算进行分析，得出一个准确进行储热系统熔盐计算方法，进而用来进行储罐本体容积的计算。既能满足储热系统储热能力的需求，又能准确的进行熔盐罐容积计算，进而进行罐本体设计，同时节省造价。对于光热电站储热系统设计配置重要意义。关键词：光热电站，储热系统，熔盐，储热能力，熔盐罐1、概述我国能源消费结构中石油、天然气、煤炭等化石燃料占能源消费的比重较高，以煤为主的能源构成是我国大气严重污染的主要根源，随着化石燃料消费总量的增加，来自环境破坏方面的压力将进一步加重。在各种可再生能源中，太阳能是最普遍、最安全、最丰富、最洁净、最永久的能源。光热发电技术是将太阳能转化为热能，然后利用热力循环的方法带动发电机发电的热发电技术的简称，是太阳能的一种高品位利用方式。光热发电动力系统将是未来我国建立绿色能源动力系统的主要发展目标之一。全球太阳能光热发电已经进入产业化发展期，国内太阳能光热发电即将进入产业化爆发期。并且符合国家发展循环经济及可持续发展战略。光热发电技术主要包括镜场系统-吸热系统-储热系统-换热系统-发电系统，其中储热系统是重要环节之一。本文主要属于光热电站储热系统设计计算领域，创造和总结一个正确计算方法学，来进行光热电站储热系统中熔盐量的计算及罐体积的计算。本文主要通过对光热电站储热系统进行研究，基于储热系统工艺进行研究，从储热容量的选取，全厂熔盐量考虑因素，熔盐罐结构尺寸选取等方面熔盐计算进行分析，主要包括以下内容：本文主要介绍熔盐罐尺寸大小确定，以及介绍熔盐罐结构型式及熔盐罐预热系统相关知识。通过本文描述能够了解熔盐罐结构型式，掌握熔盐罐尺寸选取原则。2、光热电站储热系统介绍储热系统的作用包括：在天气条件发生变化时，为热电站提供缓冲；转移发电时间；增加年利用率；使发电量均匀分布。（1）提供缓冲：当太阳能电站由于云层遮挡，输入到系统中的太阳辐射量会发生瞬间变化，严重影响发电设备的工作，因为随着太阳光照的变化，汽轮发电机组会频发地工作在半负荷和顺变模式下，这样系统的发电效率会大大降低，甚至出现被迫停机的情况。储热吸热可以消除这种瞬时变化，为发电系统提供缓冲。（2）转移发电时间：储热系统可以在白天的时候将部分收集的太阳能储存起来，在之后的用电高峰期将热量释放出来用于发电。（3）增加年利率：储热系统可以在白天太阳辐射量强的时候将部分太阳能储存起来，用于晚上没有太阳辐射时候发电，延长电站利用太阳能发电时间，增加太阳能的利用率。储热系统包括冷盐罐、热盐罐、冷盐泵、热盐泵、油-盐换热器、连接管道等。附图13、太阳能光热电站熔盐量及熔盐罐尺寸计算通过对储热系统工艺进行研究，基于储热容量的选取，全厂熔盐量考虑因素，熔盐罐结构尺寸选取等方面熔盐计算进行分析，得出一个准确进行储热系统熔盐计算方法，进而用来进行储罐本体容积的计算。计算流程图详见附图13.1储热容量选取原则储热量的确定主要是以网上售电价格在时间上的分布以及电网对调峰的要求确定的。储热时间应该是仅仅取决于没有太阳时段的满发时数和电力价格的经济性。储热时长与LCOE(度电成本)间分析，由于储热系统的采用使得一次投资加大，使得电站发电成本增加，因此需要计算不同储热时间对发电成本的影响。通过储热时长与LCOE(度电成本)间分析，确定最终储热容量。3.2熔盐罐尺寸全厂熔盐量计算原则全厂熔盐量应考虑以下三个因素：有效熔盐：有效熔盐量是指实际参与换热，释放能量用于发电的这部分熔盐。盐罐残留熔盐：由于熔盐泵为立式结构，泵的吸入口及叶轮是浸没在熔盐中，熔盐泵有最低浸没高度要求，这样熔盐罐内低于熔盐泵最小浸没高度以下的熔盐不能被用于与换热系统换热发电，我们称这些不能被利用的熔盐为“死盐”。设备及管道内熔盐：在运行中，油-盐换热器设备和冷热罐之间相关管道均处在满盐状态一旦系统停运，这部分熔盐就存在以上设备和管道里了，后期疏放到疏盐罐中，由于该部分熔盐没有充分参与换热，我们通常把这部分熔盐当作无效熔盐。以上三部分熔盐量之和即为全厂所需总的熔盐量。熔盐罐尺寸选取原则(1)从检修考虑，当熔盐罐出现损坏或者需要检修，应该能把全厂所有的熔盐储存在冷盐罐或者热盐罐中，这就要求任何一盐罐能够单独容纳全厂熔盐量。(2)从熔盐泵制造能力考虑，目前熔盐泵厂家在熔盐泵轴长制造上有限制，一般熔盐泵轴长不能太长，这样熔盐罐高度受到熔盐泵长度限制。(3)从安全性考虑，为了熔盐能够完全从熔盐罐排空，熔盐罐底部设置坡度；同时熔盐罐最高液位以上留有一定的安全余量。3.3全厂熔盐量及熔盐罐尺寸计算全厂熔盐量包括：可利用熔盐量、盐罐残留熔盐量、管道熔盐量和设备内熔盐量。其中可利用熔盐量是根据全厂性能及经济性分析得出的储热总容量计算得出的；盐罐残留熔盐量是指满足泵最小浸没高度存在罐底的“死盐”；管道熔盐量是指储热系统运行时，管道内的熔盐量；设备熔盐量是指油-盐换热器设备内的熔盐量。熔盐罐尺寸计算：计算出全厂熔盐量后，根据熔盐泵长度，确定熔盐罐设计高度，然后考虑熔盐罐直段安全余量，可以计算出熔盐罐设计直径。4、结论通过光热电站储热系统进行研究，得出一个准确进行储热系统熔盐计算方法，进而用来进行储罐本体容积的计算。既能满足储热系统储热能力的需求(熔盐量计算准确，采购就能节省成本)，又能准确的进行熔盐罐容积计算，进而进行罐本体设计，节省钢材造价。并且通过跟实际工程进行对比，验证计算方法的准确性，保证了EPC承包方在投标阶段和项目执行阶段提供根据并做出准确的评估。
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