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真金白银换来的太阳热量怎能白白浪费?保温方案是关键

2017-9-29 19:12| 发布者: cecilia| 查看: 541| 评论: 0|原作者: 本网记者Cecilia|来自: CSPPLAZA光热发电网

  ——光热示范项目供应链关键产品设备系列报道之保温材料篇

 

  CSPPLAZA光热发电网报道:对于光热电站来说,如何使辛苦收集的太阳热量实现高效利用自然极其重要,同时,如何减少不必要的热量损失也非常关键,这就需要光热电站选择合适的保温产品及方案。

 

  那么,光热发电可用的保温材料有哪些?塔式和槽式光热电站对保温材料的需求是否不同?光热发电系统的不同部位是否需要不同的保温材料?针对以上问题,CSPPLAZA记者对部分光热发电保温产品和服务供应商进行了采访,以为首批示范项目采购合适的保温材料和方案提供一些参考。

 

  保温范围较广且要求较高

 

  虽然后端发电原理与火电类似,但在热量收集与传输方面光热电站要比火电站复杂得多,热量的收集和传输一般需要2种或多种介质来完成,需要大量的介质输送管道和相关换热设备,尤其是采用导热油传热、熔盐储热双回路技术的槽式光热电站。为避免热量损失和熔盐等介质凝固引起运行事故,这些管道和设备必然都需要做好保温工作,这意味着将使用大量的保温材料。

 

  据山东鲁阳节能材料股份有限公司(以下简称山东鲁阳)市场总监鹿小鹏介绍,以一个装机50MW配置7小时储热系统的槽式光热项目为例,其所需保温材料的用量约为2万立方左右,投资成本约为4000万元(包括安装和施工费用),约占光热电站总投资成本的2%左右。

 

  同时,目前光热电站最高运行温度可达近600℃,与周围环境温差巨大,而且中国首批光热示范项目多集中于气候条件恶劣、高寒且昼夜温差较大的西北地区,这些因素对保温材料和方案也提出了更高要求。

 

  以当下主流的槽式和塔式光热项目为例,保温材料主要应用于其聚光集热系统、换热系统、储热装置和汽轮发电装置四部分。一般来说,槽式项目管道内介质温度低于塔式项目,在选择保温材料时主要考虑材料的保温性能即可,而塔式项目由于吸热器隔热部位温度较高,在选择保温材料时需兼顾考虑耐火与隔热性、防水性能、抗风沙侵蚀性能等。另外,由于光热发电系统具有间歇性操作的工况,保温材料在反复启停和冷热循环工况下的适应能力也非常重要。

 

  光热电站常用保温材料及各自特点

 

  据了解,目前光热市场常用的保温材料根据物理性能的不同可主要划分为以下几类:柔性材料、型材类、耐火砖、无定型耐火材料以及涂料类。详情可参看下表。

 

柔性材料

陶瓷纤维毯(硅酸铝纤维毯);硅酸镁纤维毯;可溶纤维;气凝胶毯;玻璃纤维;岩棉(纤维织物)等

型材类

硅酸钙板;纳米微孔板材; 纤维板;泡沫玻璃;膨胀珍珠岩板

陶瓷纤维模块;陶瓷纤维异性制品;纳米微孔隔热板

各种耐火砖

轻质黏土砖; 莫来石砖;重质耐火砖

无定型耐火材料

浇注料类;隔热涂料;耐火胶泥; 散状料(比如陶粒)

涂料类

特种高温功能涂料; 防护涂料; 涂层材料等


  据CSPPLAZA了解,柔性材料一般适用于管道,罐体,阀门及特殊部位的保温包覆处理,其中毯类产品导热系数低,耐温度可达600℃以上,其中纤维毯是利用机械力将纤维棉交织而成,不含添加剂,在使用过程中不会挥发气味,无毒无害,其使用寿命在不受外力破坏的情况下可长达30年。但在采用纤维材料进行管道保温时应考虑纤维材料的强度和长期性能衰减,以及后期更换的便利性。

 

  而型材类中的硅酸钙、珍珠岩和泡沫玻璃等由于机械强度较高,可用于管道保温,耐久性相对较好。而纤维模块与纤维板耐高温性能优异,最高耐温可达到1600℃,其主要用于塔式发电吸热器部位的耐火隔热。

 

  据悉,纳米微孔隔热材料是目前世界上隔热性能最好的高温隔热材料,隔热性能比传统的隔热材料要好6~8倍,其可广泛地应用于各种复杂的热工设备上,解决了许多世界性的隔热难题,尤其在空间受到严格限制但是对保温要求非常高的应用领域,纳米级微孔隔热材料是唯一的选择。

 

  光热发电市场较成熟的保温产品有哪些?

 

  由于中国光热发电行业目前尚处于起步阶段,参与国内光热发电领域保温材料供货的厂商其实并不多,主要有山东鲁阳、保全(上海)建材有限公司(以下简称保全建材)以及广州晖能环保材料有限公司(以下简称晖能环保)等,CSPPLAZA记者主要了解了上述三家企业的光热发电保温产品。

 

  根据保全建材吴宏鹏介绍,针对光热发电该司专门研发出一系列保温材料并在此基础上形成了可应用于塔式吸热器、熔盐储罐和装置的罐底与侧墙、槽式球联接和旋转接头组件、阀门以及管道和管道支架的多种保温方案。其中SCUTTHERM®复合板材等可应用于塔式吸热器上部和下部的热防护屏、吸热屏背衬保温;PROMABOARD®-11高密度绝热板等用于熔盐储罐和装置的罐底和侧墙保温,其具有安装简单快速、工程造价低、抗冷热压缩等明显优点。另有MICROTHERM®模压管件带铝皮防护等产品主要应用于槽式球联接和旋转接头组件保温;MICROTHERM®柔性板等可应用于阀门保温等等。

 

  图:保全建材保温材料应用于塔式吸热器

 

  而作为国内最早涉入高效节能纳米隔热材料研发的企业之一,晖能环保也在积极关注中国光热发电行业的发展,其研发的工业高温隔热纳米微孔隔热板(MIP)可用于高温领域的高效隔热,MIP在800°C的高温下导热系数不高于0.03W/mk,且拥有950°C、1050°C、1150°C三个耐温等级产品,填补了国内纳米隔热材料使用温度不超过1100°C的空白。

 

  而同样非常关注且积极参与中国光热发电行业的山东鲁阳目前生产的可用于光热电站的保温材料主要有陶瓷纤维、玄武岩纤维、硅酸镁可溶纤维、耐火砖等,截止目前已成功参与了北京首航节能敦煌10MW塔式光热电站项目保温系统的设计与材料供应,同时还为深圳金钒(天津滨海)酒泉阿克塞槽式光热电站的800米试验回路项目供应了保温材料。

 

  图:鲁阳节能参与保温设计并供应材料的首航敦煌10MW塔式电站

 

  此外,鲁阳节能的第一股东美国联合纤维是美国装机规模110MW的新月沙丘熔盐塔式电站和智利PAMPAELVIRA光热发电项目的保温隔热材料供应商,因此鲁阳节能同时拥有了国际和国内塔式与槽式保温方案的应用业绩。

 

注:因遵守保密协议,部分厂商具体供货情况未刊登在本文中。

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