贵族真空的真空保温传输管在光热电站中已多案例应用,节能效果明显

时间:2017-11-14 11:39来源:太阳能光热联盟
  对于太阳能光热电站来说,由于系统运行温度普遍较高,为了减少热量损失,将搜集到的太阳能尽可能多转化为电能以创造效益,必须要做好相关系统的保温工作。不论是采用油工质、水工质还是熔盐工质作传热介质,都面临在低温环境下,从集热场到常规动力岛管路运输中有较大的热损失以及凝固的不利条件。尤其是目前太阳能光热电站普遍配置有熔盐储热系统,而最常用的二元盐凝固点在220℃左右,对保温的要求十分严格,否则一旦熔盐凝固,对电站将造成破坏性损失。因此,采用良好的保温材料对电站管道进行保温,对电站安全运行以及电站运行经济性都有重要意义。
  目前,太阳能热发电站输热管道保温方案较多,但在输热管道外套用真空传输管的保温方式已经得到了业主高度赞赏。“中科院电工所延庆八达岭太阳能热发电实验基地槽式系统的管道采用了真空保温技术,效果不错。” 该课题负责人徐二树研究员这样评价。康达新能源设备股份有限公司副总经理周福云说,“真空保温相对于传统的硅酸铝或岩棉保温效果要好很多;空间占用也小许多,方便传换热工段设备布置,还能节省管道长度。如果能系统解决阀门管件弯头的保温就更好了。经济性综合来算还是不错的。”
  这种真空保温传输管就是由湖北贵族真空科技股份有限公司(下文简称贵族真空)的子公司湖北守能真空科技有限公司(下文简称守能真空)为太阳能热利用研发生产。真空保温传输管由不锈钢内外管和防辐射屏蔽层组成,具有优越的保温性能,可大幅降低管道的热量损失。
  11月9日,国家太阳能光热产业技术创新战略联盟(下文简称国家光热联盟)秘书长杜凤丽一行南下走访第四站到达贵族真空,并就“太阳能光热发电保温管路系统的研究及技术”与贵族真空董事长兼总经理白明军,营销主管朱国良,技术负责人袁春林部长等展开了讨论。
  定位:主打研发技术的先进性和产品的差异性
  作为国家认定高新技术企业,真族真空通过不断引进国内外先进技术、设备和经验,在行业中已率先形成先进的生产方式和可靠的质量保证体系。公司拥有6名多年从事航天技术工作的工程师和20多名新老结合的稳定的核心技术队伍,并与华中科技大学、中国三江航天集团等十几家科研机构建立了长期的伙伴合作关系。公司自成立以来,始终坚持每年投入大量的研发资金,以保持技术的先进性和产品的差异性,并屡次引领真空不锈钢真空制品行业的技术革命。
  2005年在行业内率先实现真空加热一体化;2012年,国家发改委发布《产业结构调整指导目录》,太阳能光热发电被列为新能源类第一位。贵族真空抓住机遇,利用公司创新的真空技术用于光热发电的高温输热管道,向新能源高端装备制造业转型。与中科院院士徐建中及其团队牵手,成立湖北省首家太阳能光热院士工作站。
  贵族真空在总经理白明军的带领下,在真空绝热技术方面取得一系列创新成果,主导产品不锈钢真空绝热传输管获7项国家发明专利和8项实用新型专利,应用于光热发电和建筑一体化中,能降低原岩棉保温管道中90%的热损失,不仅填补了世界技术空白,而且开了太阳能热发电站应用的先河。
  几年来,贵族真空先后与中广核太阳能公司、中石油长城钻探研究院等单位合作,将真空绝热传输管道技术成功用于可燃冰和稠油开采。在太阳能光热发电领域,贵族真空也在不断尝试和创新,取得很多成果。
  应用:太阳能中高温热利用多方实践
  2015年,贵族真空启动建设255kW水工质槽式中温太阳能空调及工业热利用示范平台项目,项目热力传输全部使用自主创新生产的真空绝热传输管,使系统热损得到进一步降低,可以预计其运行效率将处于国际先进水平。
  系统中真空绝热传输管应用案例还包括:中广核太阳能开发有限公司“青海省德令哈1.6兆瓦太阳能热发电实验回路”;广东康达新能源有限公司“太阳能空调项目”试验管路; 2000米井下稠油开采和煤制油项目470℃真空保温管路;成都博昱新能源槽式集热系统300米试验回路;中科院电工所延庆1MW槽式太阳能热发电系统等。
   
图:北京延庆1MW槽式太阳能热发电实验系统(北京延庆)
图:中广核德令哈1.6MW光热发电实验回路
图:成都博昱新能源槽式集热系统300米试验回路(青海德令哈)
图:康达新能源槽式太阳能热发电1MW示范工程(广东东莞)
  节能:数据实测效果显著
  华北电力大学通过搭建真空传输管热损失测试平台,对守能真空研发的新型保温管道真空传输管进行了稳态视导热系数(等效导热系数)测定,发现真空传输管在内管壁温在200-500℃之间时,视导热系数在0.00903-0.016913W/m•℃之间。同时,借助中广核太阳能科技有限公司在德令哈“1.6MW槽式示范电站”对真空保温传输管进行了野外条件下瞬时态视导热系数测定,发现100-320℃之间时,视导热系数在0.0111-0.0191W/m•℃之间,和稳态测试相比,略高。最后又对真空传输管建立传热模型,模拟了与室内环境工况一致时的视导热系数,发现内管内壁温度在200-490℃时,模拟得到的视导热系数为0.003073-0.010549 W/m•℃,低于稳态实验测试和野外瞬时态测试的视导热系数。将三种方法得到真空传输管视导热系数和光热电站常用的保温材料相比,均远远低于同温度下其他传统保温材料的导热系数。
  在中科院电工所延庆1MW槽式示范项目中,通过实测,300℃时,节能相比较常规保温管达到85%,400℃时达到70%。
图:守能真空光热发电用真空保温管产品测试数据
  太阳能热发电在我国属于新兴产业,在新技术中应用新的产品也应该属于创新。据悉,下一步守能真空将继续对减少真空保温管的节点热损进行研究;并积极与输热管道方合作,共同开发一体式保温管路系统,即内部流体管与外部真空传输管一体化设计制造、安装,减少市场化后与各个配套工种之间的对接,提高安装效率,降低综合成本;同时在异形保温及低温抽真空技术上寻求突破,满足光热电站复杂的安装需求,全方位保证系统管道及热损部件的保温效果。
  对大家普遍关注的经济性问题,守能真空也做了相关粗略计算:
  红花还需绿叶配。太阳能热发电站是个复杂的全系统工程,除了关键或专有装备之外,很多与电站相关的辅助设备及产品也至关重要,细节决定成败正是此意。随着高效率低成本的管道保温系统的应用,我们相信太阳能热发电站的工程技术问题将得到进一步优化。
  公司简介
  贵族真空创建于1994年,是国内最早从事不锈钢真空产品研发和生产的国家级高新技术企业;是公安部单警装备真空警用水壶定点生产商;是较早加入国家太阳能光热联盟的成员单位之一,拥有湖北省首家光热院士工作站。公司目前持有83项专利,其中,真空绝热传输管获得了3项国家发明专利和5项实用新型专利,并被列入国家863“次高参数塔式电站”的回路系统保温研究课题,该项目技术填补了国内外空白。2012年,贵族真空依托自主优势,创新发展成立了子公司——湖北守能真空科技股份公司、湖北长耀明太阳能股份有限公司,专注于真空绝热传输管和太阳能真空水箱及其配套产品的研发、生产和销售,已成为专业太阳能光热利用领域优秀的供应商。

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