316L和347不锈钢在Solar Salt中的腐蚀行为研究

通过在500℃不同时间的静态腐蚀实验,研究了316L不锈钢和347不锈钢在Solar Salt(60%NaNO3+40%KNO3)中的腐蚀行为。通过跟踪2种不锈钢的质量变化,得到了这2种不锈钢的腐蚀动力学曲线。利用XRD和ICP-MS对熔盐物相和组分变化进行分析,利用XRD、SEM/EDS对不锈钢表面腐蚀产物物相、形貌和元素成分进行分析,最后结合熔盐与不锈钢二者的变化,分别讨论了316L和347不锈钢在Solar Salt中的相关腐蚀机理。腐蚀动力学曲线表明,316L和347不锈钢在500℃Solar Salt中均表现为腐蚀增重,随着腐蚀时间推进,316L不锈钢的增重呈现先增大后减小的趋势,347不锈钢的增重则一直增大。SEM/EDS的结果表明,347不锈钢更容易被氧化,同时347不锈钢中的Cr元素易发生溶出,相比之下,316L不锈钢在Solar Salt中的稳定性更好,即316L不锈钢的耐腐蚀性更强。

热流固耦合下不同载荷对光热熔盐泵转子运行稳定性的影响

光热电站熔盐泵转子系统由于其自身结构及外部载荷激励,在极端运行工况下难以维持运行稳定性。针对该问题建立有限元模型,分析了温度载荷、流场力载荷、离心力载荷等对熔盐泵转子的应力变形规律;设置4种不同轴段长度的转子模型,分析不同转子模态振型、固有频率以及临界转速等动力学特性。研究发现:转子结构中最大等效应力出现在首级叶轮叶片进口与前盖板交界处,最大变形出现在首级叶轮前盖板尾缘处,流场载荷与质量力载荷使应力与变形在叶轮上大致呈现中心对称分布,温度载荷使得叶轮产生较大的形变;对首级叶轮进行强度校核后,所选材料满足结构强度要求。模型转子的固有频率随中间轴段长度的增加而降低,湿态转子模型的固有频率略低于干态固有频率;其他转子的一阶临界转速均小于转子的设计转速,只有A9转子的临界转速满足±10%安全裕度,不易在运行过程中发生共振。研究结果对于该类型泵安全稳定运行以及在能源应用等领域具有重要的指导意义。

光热发电用熔盐及储盐材料腐蚀行为研究进展

集中式太阳能(CSP)光热发电技术利用可再生清洁能源太阳能将热能转化为电能,具有良好的应用前景。对于CSP技术,熔盐是吸热、储热介质,熔盐和储盐材料的研究及发展是关键。从腐蚀动力学、腐蚀产物、熔盐本征等角度分析了不同储盐材料在熔融硝酸盐、碳酸盐、氯盐和氟盐等几种熔盐介质中的腐蚀行为,最后对太阳能光热发电用熔盐及储盐材料进行了总结与展望。

KNO_(3)-NaNO_(2)-KNO_(2)三元系相图筛选及物性测试

为研发出与太阳能热发电技术相匹配的新型传/蓄热熔盐材料,选取KNO_(3)、NaNO_(2)和KNO_(2)作为研究对象,基于亚正规溶液模型对KNO_(3)-NaNO_(2)-KNO_(2)三元系相图展开热力学理论计算,同时采用相图软件FactSage 8.2对该体系相图进行模拟,结合试验确定体系共晶点,并对优选熔盐的储热能力进行研究。结果表明,采用亚正规溶液模型计算的三元熔盐的共晶点数据具有较高的准确性。优选出的混合熔盐的组成为42.0%KNO_(3)-48.5%NaNO_(2)-9.5%KNO_(2)(百分数为物质的量分数),实测熔点为139.8℃,熔化终止点为146.3℃,熔化热为71.1 J/g,分解温度为652.0℃,平均液态比热容约为1.48 J/(g∙K)。

熔盐储热系统对火电机组热经济性和调峰性能的影响

为了研究耦合熔盐储热系统在同时供应工业蒸汽和供暖蒸汽的情况下对火电机组热经济性和调峰性能的影响,采用Ebsilon软件对耦合熔盐储热系统300 MW亚临界机组进行建模,聚焦机组同时供应工业蒸汽和供暖蒸汽工况,对比研究了8种储/放热方案的循环热效率、调峰容量和熔盐流量等指标。结果表明:在储热过程中,方案3和方案6的循环热效率最高,达到25.77%;方案7和方案8的调峰容量最大,为50 MW;在放热过程中,放热方式采用预热给水时机组的循环热效率和调峰容量最高,分别为33.50%和16.85 MW;在储/放热循环过程中,方案3的循环热效率最高,达到29.64%;方案7的调峰容量最大,达到66.85 MW。综合各方案的指标,方案7为该机组在同时供应工业蒸汽和供暖蒸汽工况下的最优储/放热方案。该研究可为耦合熔盐储热系统的火电机组调峰过程提供理论指导。

火电机组耦合熔盐储热系统调峰性能研究

为提高火电机组的调峰性能及其灵活性,在某1000MW火电机组中引入了熔盐储热系统,并提出了多种火电机组耦合熔盐储热系统方案。建立了火电机组热力学系统模型,并分析了火电机组在不同耦合方案下调峰容量、调峰深度、耦合系统热效率等,提出了最优的火电机组耦合熔盐储热系统方案。研究表明:储热阶段电锅炉加热熔盐的耦合系统热效率最高,其调峰深度可达到14.45%,与调峰深度最高的抽取主蒸汽联合电锅炉加热熔盐的方案仅相差0.34%;释热阶段取水点从除氧器至1号高加,其耦合系统热效率依次降低,在4号高加入口处取水耦合系统效率最高可达到45.86%;在不同机组负荷下,释热阶段耦合系统热效率随着机组负荷的升高呈上升趋势,耦合系统热效率最高差值为4.45%,机组负荷对调峰系统的耦合系统热效率影响不大。研究结果对火电机组耦合熔盐储热系统调峰具有指导意义。

太阳能光热电站熔融盐管道支吊架应力分析

在工程设计领域开展管道设计工作时,为研判管道布置是否安全、合理,支吊架设计是否正确,需对管道进行应力分析。管道应力分析有多种方法,如图表法、目测法、计算机分析法和模型分析法等,方法的选择应结合管道的操作压力、公称直径、操作温度和连接的设备类型等确定。以国内某光热电站为例,使用ANSYS Workbench软件计算分析站内管道支吊架的应力情况,通过搭建管道支吊架的三维有限元模型,选取多种工况对管道支吊架进行应力分析,结合数据结果进行结构优化,提升管道支吊架的可靠性,以供参考。

光热电站熔盐储罐热应力分析

基于光热电站熔盐储罐结构建立了储罐的三维计算模型,通过载荷施加及边界条件设置进行热应力耦合分析,得到不同斜温层位置储罐的热应力及位移分布情况。根据不同斜温层厚度、位置获得储罐罐壁热应力变化趋势。斜温层厚度越大,储罐罐壁热应力越小。斜温层位置由罐底上升到罐顶,罐壁热应力先增大后减小。这些结果不仅有助于深入了解储罐的工作性能和安全性,还为储罐的优化设计和改进提供了重要的理论依据和实践指导。

海上风电产品盐分控制方法研究

海上风电铸铁等机壳产品是海上风电机组的关键部件,其防腐保养对保障风电产品正常运行至关重要。该文重点针对海上风机设备喷涂盐分控制方法进行研究,通过盐分的关键影响因素的分析,得出在清洗、抛砂后进行盐分控制的关系要点,并制定一系列的控制改进措施,从而有效地降低了铸件表面的盐分含量。最后通过实践验证,形成了系统性的操作方法,为相关行业提供了一定的借鉴依据。

电厂高盐水回用工程实例

以浙江某电厂高盐水回用工程为实例,介绍了“高效反应器-流砂过滤器-超滤-弱酸阳床-反渗透”工艺在高盐水回用中的应用。结果表明:高盐水回用系统产水的电导率在250μS/cm以下,硬度为0,COD在7 mg/L以下,活性二氧化硅在4 mg/L以下。超滤水回收率在90%以上,一段反渗透水回收率在64%以上,脱盐率在98%以上,二段反渗透水回收率在55%以上,脱盐率在97%以上。且出水水质优良且稳定,可用作循环水补水,给该电厂带来良好的经济效益、环境效益和社会效益。

熔盐塔式太阳能吸热器传热特性计算模型研究进展

熔盐塔式太阳能热发电技术是目前国际主流的光热发电技术,熔盐吸热器作为将太阳能转换为热能的核心设备,其性能直接影响系统发电效率,吸热器安全性影响电厂运行小时数。因此,建立熔盐吸热器传热模型,获得准确的传热特性十分重要。对主流的外置圆柱式熔盐吸热器的传热计算模型进行了系统梳理,总结了传热模型中投入辐射能、辐射热损失、对流热损失及熔盐得热量的计算过程及基本方法。根据计算结果的精细程度,吸热器传热模型分为详细模型和简化模型。详细模型的计算精度高,能细致反映实际能量转换过程,但计算成本较高,瞬态过程计算耗时多,但其特定工况的计算结果可为简化模型提供计算结果的验证参考。简化模型是对描述熔盐吸热器传热特性的理论模型做合理简化,在较为准确地完成计算的同时具备较快的计算速度,多用于吸热器设计阶段。通过各模型特点及性能的总结对比,可为熔盐吸热器热性能计算过程的传热模型选择提供技术指导。

太阳能热发电用熔盐储热材料金属相容性研究

为分析第三代太阳能热发电技术熔盐与低温罐选材的相容性,该文以一种低熔点(142℃)、高分解温度(>700℃)的混合熔盐为腐蚀环境,通过静态腐蚀实验研究碳钢(A515Gr70)和两种低合金钢(Q345R、15CrMoR)在450℃混合熔盐中的腐蚀行为。采用失重法测量不同金属的腐蚀速率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)对金属腐蚀表面的微观形貌、相组成和微区成分进行分析。结果表明:碳钢不含有耐腐蚀元素Cr、Ni和Mo,腐蚀速率最大。15CrMoR表面氧化层以疏松多孔的Fe_(2)O_(3)为主,不能阻止熔盐浸入金属基体内部,导致氧化程度加重,耐腐蚀性较差。Q345R表面氧化层由致密性好的FeCr2O_(4)、NiO和TiO_(2)组成,对金属基体具有保护性,耐腐蚀性最佳。

煤电机组耦合储热系统的灵活性调峰特性研究及其性能评价

“双碳目标”背景下,煤电机组将长期作为主力调峰电源,保障电网安全稳定。储热是提升煤电机组灵活性的重要手段,但煤电耦合储热系统的运行特性尚不明确,不同储热技术与煤电机组耦合适应性亟待研究。为此,该文构建600 MW煤电-90 MW显热/潜热/热化学储热3种耦合系统,详细考察系统储/释热过程调峰能力及热力学性能,并基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)综合评价,明确最优耦合方案。研究发现,储热过程,Ca(OH)_(2)/CaO热化学储热的调峰容量、调峰深度及?效率均优于热水及熔融盐储热,而释热过程熔融盐储热性能最优;通过TOPSIS综合评价法确定热储热方案均为抽取主蒸汽作为热源,最佳释热方案均为以#2高加进水为冷源,同时确定煤电耦合熔融盐储热为最佳系统耦合方案。相关研究结论可为构建煤电耦合储热调峰系统提供一定的理论和数据支撑。

锅炉烟气加热海水的浓缩液制盐工艺研究

针对中国华电巴厘岛电厂(简称巴厘岛电厂)的特定环境,深入探讨利用锅炉高温尾气加热海水淡化系统产生的海水浓缩液,以制备海盐的可行性。研究内容涵盖了烟气特性分析、高浓度海水淡化浓缩液的性质探究,以及海盐制备工艺流程的详细设计与优化。通过综合评估该技术在巴厘岛电厂的实际应用,论证了其适用性、经济性和环境效益。研究结果表明,该工艺不仅技术上可行,而且具有显著的经济效益和环保优势,为巴厘岛电厂的能源利用与资源回收提供了新的解决方案。

沿海核电厂输变电设备绝缘材料在台风产生盐害情况下绝缘降低发生闪络导致丧失厂外电有关现象的研究

2020年9月,韩国8台核电机组因台风“美莎克”(2020年9月3日)和“海神”(2020年9月7日)发生丧失厂外电源事件。发生此事件是由于核电厂与外部变电站及相关设施之间的输电线以及绝缘材料路出现问题。本文调查分析了丧失厂外电的原因和事故序列,判断事件主要原因为输变电设备绝缘材料在台风产生盐害情况下绝缘降低发生闪络导致丧失厂外电。同时,梳理了国内外类似盐害现象导致绝缘降低的事件,研究盐害引起绝缘降低发生的闪络现象,得出研究结论并提出合理改进建议。

670 MW燃煤机组耦合熔盐储能系统方案设计及性能分析

为应对新能源发电机组的反调峰特性对电网平稳运行带来的挑战,煤电机组急需提高灵活性运行和深度调峰能力。针对某670 MW一次再热机组,设计了利用蒸汽引射器调配再热器蒸汽入口流量等9种储-释能方案,基于Ebsilon软件建立热力仿真模型并对耦合系统的各项性能进行了分析。研究结果显示:所有方案均能有效拓宽机组的调峰区间;储热时相同调峰深度下抽汽储热方式的热经济性优于电加热储热,集成蒸汽引射器调配抽汽补偿再热入口流量的储热方案可以有效地解决大量抽取主蒸汽带来的再热器超温问题;释热时高温熔盐加热高压给水可以获得更好的热经济效益;储-释热组合方案C1-S2表现出最好的经济性能,其向上调峰深度达到76.89 MW,循环热效率和?效率分别达到42.48%、41.31%。

熔盐储能电站充放电策略研究及应用

文章对熔盐储能电站充放电策略进行了研究。介绍了熔盐储能电站的组成和工作原理,研究了基于能量匹配、功率峰值和电网频率的充电策略,以及基于能量平衡、负荷需求和电网频率的放电策略,研究成果对熔盐储能电站的设计、控制和应用具有重要的参考价值。

导热油槽式光热发电机组传储热系统运行控制的优化

光热发电作为一种新兴的清洁能源,在降低能源消耗、改善环境污染方面有着重要的意义。本文针对导热油槽式光热发电机组传储热系统运行控制问题,分析了传储热系统工作特性和运行控制方式,提出了控制模式的优化,并对系统常用运行模式的自动控制提出了建模方向和方式,有效提高了系统运行效率和稳定性,实现了太阳能光热发电的高效利用。

硫铵盐在燃煤电厂烟气脱硝中的形成机制研究

燃煤电厂的选择性催化还原系统效能受烟气中硫铵盐形成的显著影响。针对此问题,研究讨论了在选择性催化还原技术中,硫铵盐的形成机制研究,并在此基础上构建了硫铵盐生成率的定量计算模型。实验在不同温度下进行,同时对催化剂样本在实验室进行了高温处理,以分析硫铵盐分解的抵抗力。结果表明,氨浓度通常超过SO_(3),硫铵盐生成在310℃时最大,而负荷下降会减少SO_(3)浓度和硫铵盐生成量。在300℃和250℃下,催化剂表面氨含量分别为0.010 4 mg/g和0.006 33 mg/g,表明氨含量随温度下降而减少38.94%。此外,催化剂表面硫元素含量与温度呈线性下降关系,反应时间从2 h到4 h,高温分解率在250℃下从36.98%降至28.91%。这些发现强调了控制SCR系统反应温度的重要性,对优化脱硝效率和延长催化剂寿命具有实际意义。

热储能技术在新型电力系统中的应用综述

热能是能源的重要组成部分,全球约90%能源是热能的转换、传输和储存。随着“双碳”目标的提出,储能成为促进新能源大规模、高质量发展的新动能,其中热储能是储能中最具有应用前景的技术之一。分析国内外热储能最新发展动态,重点介绍熔盐储热和固体储热的典型应用场景和发展建议。热储能可为绿电供热提供热能储存,解决绿电供热成本高的问题,也为新型电力系统提供巨大的可调节负荷资源。