太阳能热电站储能硝酸熔盐研究进展

太阳能热发电中会大量用到熔盐进行储能和传热。硝酸盐及其混合物,因为优异的热性能而广泛应用于太阳能热发电中。本文综述了太阳能热电利用中熔盐研究进展,从实验方法、研究手段和熔盐应用情况等方面进行了详细论述,指出了熔盐研究的发展进程和发展方向。     

太阳能光热发电中熔盐蓄热储能循环系统的设计开发

分析了熔盐蓄热储能技术,讨论了光热发电中使用的熔盐混合物特性,介绍了采用熔盐蓄热储能技术的太阳能光热发电站的结构和型式。开发了熔盐蓄热储能循环系统的工艺流程,并对熔盐的流量与流速、熔盐膜壁温度、熔盐分解物、熔盐结垢堵塞等问题及其相互之间的关系进行了研究,给出了熔盐管路预热与保温、熔盐贮罐内防固化、惰性气体密封装置和安全保护措施等的设计原则。     

储能硝酸熔盐的热稳定性分析

研究了商业化储能二元混合硝酸熔盐Solar salt (60% NaNO3?40% KNO3)的热稳定性和恒温热稳定性,采用热重法分析了其热分解温度,通过恒温实验考察了处于开放空气气氛中的NaNO3, KNO3和Solar salt在不同温度下的热稳定性,研究了NaNO3和KNO3在Solar salt高温不稳定性中的作用. 结果表明,大于500℃时温度越高,熔盐越不稳定,相同温度下不稳定程度NaNO3>Solar salt>KNO3. 温度升高,分解产物NO2?平衡含量增大而达到平衡的时间缩短,O2?含量很低. Solar salt中硝酸盐热分解和挥发的质量损失比接近1:1,NaNO3是造成体系热分解的主要原因,而KNO3起到抗挥发的作用.     

高温碳酸熔盐的制备及传热蓄热性质

为满足太阳能高温传热、蓄热的要求,根据碳酸盐的相图数据,利用静态熔融的方法制备了碳酸钠-碳酸钾新型熔盐,并对熔盐添加氯化钠、氯化钾、碳酸锂等高熔点物质进行改性,采用差式扫描量热法（DSC）、重量法、电位滴定法和热循环法对混合熔盐的熔点、相变潜热、离子变化、热稳定性等热力学性质进行了表征。实验结果表明,碳酸锂改性后的碳酸熔盐熔点和相变潜热数据较氯化钠、氯化钾改性的优越,但价格较贵,不适合作为太阳能高温传热介质;价格较低的氯化钠改性后的碳酸熔盐具有熔点比二元碳酸熔盐低133℃、相变潜热增加为二元碳酸熔盐的1．9倍和在850℃以下热稳定性好的特点,是一种比较理想的高温热载体。     

低熔点熔盐蓄热罐内温度分布与散热损失实验

为了研究熔盐蓄热罐内的温度分布变化与散热规律,采用课题组搭建的槽式聚光熔盐集热、传热与蓄热实验台中的熔盐罐作为实验装置,通过加热、内循环及冷却等实验,得到了罐体在各运行状态下的温度分布数据,并分析拟合得到了自然冷却降温阶段熔盐罐散热功率随时间和温度的变化曲线。实验结果表明:加热时,加热器下部熔融盐出现明显的温度分层现象。混合均匀后的冷却降温过程,熔融盐基本不出现温度分层现象。     

低熔点熔盐蓄热罐内温度分布与散热损失实验

为了研究熔盐蓄热罐内的温度分布变化与散热规律,采用课题组搭建的槽式聚光熔盐集热、传热与蓄热实验台中的熔盐罐作为实验装置,通过加热、内循环及冷却等实验,得到了罐体在各运行状态下的温度分布数据,并分析拟合得到了自然冷却降温阶段熔盐罐散热功率随时间和温度的变化曲线。实验结果表明：加热时,加热器下部熔融盐出现明显的温度分层现象。混合均匀后的冷却降温过程,熔融盐基本不出现温度分层现象。     

熔盐加热炉和熔盐加热系统的开发

本文介绍了熔盐的组成和性能、熔盐加热炉的类型和结构、熔盐加热系统的运行和特点     

熔盐塔式太阳能发电站与熔盐吸热器的研究

讨论了熔盐塔式太阳能发电站的结构型式和运行过程,分析了熔盐循环供热系统的工艺流程,研究了熔融盐吸热器的结构型式和吸热管的布置方法,最后总结了该系统的工艺流程。     

纳米粒子对熔盐复合蓄热材料热物性的影响

为了得到SiO_2纳米粒子含量对SiO_2/NaNO_3-KNO_3/EG复合蓄热材料比热容和热导率的影响,通过机械分散法,采用NaNO_3-KNO_3和不同质量分数(0.1%,0.5%,1%,2%,3%)的SiO_2纳米粒子所形成的熔盐纳米材料作为蓄热材料,膨胀石墨(EG)作为基体材料,制备出纳米SiO_2/NaNO_3-KNO_3/EG复合材料。对复合材料的比热容和热导率进行了测量,同时用扫描电镜对其微观结构特征进行了分析。结果表明,SiO_2纳米粒子的质量分数为1%时,复合材料的平均比热容和热导率分别为3.92 J/(g·K)和8.47 W/(m·K),与其他纳米SiO_2添加比例相比,其比热容和热导率分别提高了1.37～2.17倍和1.7～3.2倍。这是由于复合材料表面会形成高密度的网状结构,这种具有较大比表面积和高表面能的特殊纳米结构可以提高复合材料的比热容和热导率。     

纳米粒子对熔盐复合蓄热材料热物性的影响

为了得到SiO₂纳米粒子含量对SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合蓄热材料比热容和热导率的影响,通过机械分散法,采用NaNO₃-KNO₃和不同质量分数（0.1%,0.5%,1%,2%,3%）的SiO₂纳米粒子所形成的熔盐纳米材料作为蓄热材料,膨胀石墨（EG）作为基体材料,制备出纳米SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合材料。对复合材料的比热容和热导率进行了测量,同时用扫描电镜对其微观结构特征进行了分析。结果表明,SiO₂纳米粒子的质量分数为1%时,复合材料的平均比热容和热导率分别为3.92 J/(g·K)和8.47 W/(m·K),与其他纳米SiO₂添加比例相比,其比热容和热导率分别提高了1.37～2.17倍和1.7～3.2倍。这是由于复合材料表面会形成高密度的网状结构,这种具有较大比表面积和高表面能的特殊纳米结构可以提高复合材料的比热容和热导率。     

自备热电站除氧加热系统节能研究

介绍自备热电站除氧加热系统,利用外供蒸汽过热度高的特点,提出增设背压式汽轮机节能方案,并对优化后系统进行技术经济分析,为新建或改造项目提供节能增效措施。     

WSA硫酸系统熔盐的配制与应用

中石化长岭分公司60kt/a WSA硫酸系统采用熔盐作为热载体回收酸性气燃烧热和二氧化硫转化热。硫酸系统运行一段时间后,需补充或更换一部分熔盐。原采用的熔盐是德国Leyblod Durferrit ASD公司的产品,进口产品价格昂贵。为此,我们进行了熔盐的配制研究,配制的熔盐性能与进口产品基本相同,其流动性、热稳定性、腐蚀性均能满足生产要求。     

基于CPCM正六边形砖的蓄热储能系统设计与蓄放热模拟

设计了相变蓄热储能系统,创新性地采用了正六边形砖和复合相变材料(composite phase change materials,CPCM),利用ANSYS Fluent进行相变蓄热储能系统蓄放热过程特性数值模拟对蓄放热过程进行研究,探究相变蓄热砖的形状、相变蓄热砖的材料以及加热功率对所设计相变蓄热储能系统蓄热过程的影响,以及CPCM蓄热温度、空气入口流速以及空气入口温度对其放热过程的影响.模拟结果表明,在每根加热棒的加热功率为0.7kW的加热条件下,蓄热过程所需的充电时间约为7.7h,蓄热体平均温度可达870℃,模拟结果符合设计要求;正六边形砖展现出更好的加热均匀性,采用CPCM后的蓄热体具有更好的蓄热性能,加热功率的增加可以很大程度上加快蓄热过程;放热过程采用1m/s空气入口流速较为合适,此时所需的放电时间为14.6h,空气入口流速越快、温度越低、CPCM蓄热温度越低的情况下系统的放热速率越高.系统总的蓄放热时间约为22.3h,能够较好实现谷电利用.     

浅谈余热电站UPS系统的配置

随着余热电站自动化水平的不断提高,电站DCS系统及其他安全控制装置对工作电源的不间断性、稳定性及电能质量要求越来越高,为满足以上要求,工程设计配置了在线式交流不间断电源装置(UPS)。本文对UPS电源的工作原理进行了阐述,并且列举出目前在余热发电项目设计中普遍采用的几种UPS电源配置方案,对各种方案的可靠性及技术特点进行了分析比较。     

水泥厂余热电站真空系统的改造

一台6 MW抽汽凝汽式汽轮发电机组的凝汽器抽真空设备,原采用射水抽气器,在使用中出现耗能高、耗水量大、所占空间大、安全风险高等问题,我们对此予以改进,采用水环式真空泵,并对其现场使用和维护作一优化调整。     

石油熔盐裂解炉熔盐加热的初步研究

石油熔盐炉是一种很有希望的新炉型,它可不要合金钢,烯烃收率高,用它还能裂解原油。但是这一新生事物在工业化的道路上,还存在着一些问题,如提升换热器易倒塌、反应器不耐蚀、裂解气中二氧化碳的含量还较高、盐耗较大等,这些都急需要求解决。我们认为,提升换热器易倒塌的问题是目前熔盐炉能否长期连续运转的主要障碍。因而提出了《石油熔盐裂解炉熔盐加热的研究》的课题。过去的熔盐裂解炉是采用提升换热器加热熔盐的。首先将燃烧室燃烧的高温烟气引入提升换     

熔盐反应堆核能发电中熔盐循环系统的研究

首先介绍了熔盐反应堆核能发电的安全性及优点。其次讨论了氟化混合熔盐的特性以及燃料盐和冷却盐的组分与功能,论述了钍基熔盐反应堆核能发电的基本原理,并对熔盐循环系统包括一次燃料盐循环系统和二次冷却盐循环系统进行了分析,还分析了熔盐反应堆的循环系统工艺流程、熔盐热交换器的结构形式、熔盐融化保温装置、熔盐冷冻易熔塞装置、熔盐安全防泄漏装置等,给出了熔盐设备和管路的预热与伴热、流量与流速、惰性气体密封与保护的设计准则。最后探讨了熔盐在线净化后处理的方法。     

余热电站循环冷却水系统的设计与选型计算

余热电站循环冷却水系统是整个余热电站用电负荷最大的子项,在满足生产运行的前提下,对其进行详细校核计算,并采取必要的节能措施（如：冷却塔加装导流进风装置和采用节能型风筒,以及采用双速风机等）,都能达到节能减排的目的。本文以新疆某地区水泥厂配套的12MW余热电站为例,介绍循环冷却水系统中冷却塔和水泵的选型计算。     

熔盐加热炉的结构设计和熔盐过热的研究

介绍了热载体熔盐的组成和性能,分析了熔盐加热炉的结构和燃烧,并对炉管内熔盐过热的原因进行了研究,探讨了炉体结构设计的准则和防止熔盐过热的方法,最后给出了因熔盐过热造成炉管损坏的修复方法.