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4月26日，2024第十一屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在內(nèi)蒙古呼和浩特盛大召開，浙江阿斯克建材科技股份有限公司（簡稱：阿斯克）工程師高明哲先生出席會議并作《光熱電站保溫系統(tǒng)運行情況調(diào)查》的主題演講。

圖：高明哲

光熱電站保溫系統(tǒng)運行情況調(diào)查

為了解目前光熱電站的保溫運行情況，阿斯克對國內(nèi)在運行的光熱發(fā)電項目的保溫情況進(jìn)行了較為全面的調(diào)查評估：

1)調(diào)查不同部位的保溫方式；

2)調(diào)查各保溫部件使用情況；

3)檢查不同部位保溫結(jié)構(gòu)使用中存在的問題；

4)通過測量管道表面溫度，計算熱損率；

5)與該部位設(shè)計值相比，了解保溫下降程度；

6)根據(jù)測溫情況，推算光熱電站的整體熱損；

7)估算熱損對發(fā)電效率的影響。

高明哲主要介紹了阿斯克供貨、運行時間較長的兩個項目，一是烏拉特中旗100MW的槽式項目，二是中廣核德令哈100MW槽式光熱項目。

▍烏拉特中旗100MW槽式光熱項目

1、柔性連接管：

保溫系統(tǒng)外觀完好，球頭處密封良好，保溫材料為氣凝膠+硅酸鈣（共35mm）。表面溫度范圍為29-44℃，平均表面溫度30.5℃，設(shè)計表面溫差29℃，僅超出設(shè)計溫度1.5℃。

經(jīng)過測溫以及現(xiàn)場調(diào)查，保溫系統(tǒng)目前運行情況良好。

2、導(dǎo)熱油管道：

保溫系統(tǒng)外觀有少量凹陷，管托部位有明顯生銹，保溫材料為硅酸鋁（200mm）。表面溫度范圍為20-63℃，平均表面溫度23.5℃，設(shè)計表面溫差17.5℃，超出設(shè)計溫度6℃。保溫壞點主要體現(xiàn)在管道支架等支撐部位。

3、熔鹽罐：

保溫系統(tǒng)外觀效果較好，保溫材料為巖棉板（400mm）。表面溫度范圍為30-38℃，平均表面溫度33℃，設(shè)計表面溫差30℃，僅超出設(shè)計溫度3℃。

高明哲分析支撐部位溫度較高原因，一是保溫支撐是個熱橋，二是支撐部位可能出現(xiàn)保溫下墜情況，導(dǎo)致局部溫度高出5℃左右。

▍中廣核德令哈100MW槽式光熱項目

1、柔性連接管：

外觀局部保溫脫落，喪失保溫效果，部分球頭與管道連接部位保溫擠壓變形。表面溫度范圍為14-150℃，平均表面溫度41.4℃，設(shè)計表面溫差30℃，僅超出設(shè)計溫度11.4℃，球頭與管道連接處溫度較高。

2、導(dǎo)熱油管道：

外觀有少量凹陷，外護(hù)層局部開縫；保溫材料為硅酸鋁（200mm）。表面溫度范圍為8-41℃，平均表面溫度20.8℃，設(shè)計表面溫差10℃，超出設(shè)計溫度10.8℃，彎頭、支架或接縫部位，保溫下降較為明顯。

3、熔鹽罐：

外觀完好，保溫材料為巖棉板（400mm）。表面溫度范圍為12-38℃，平均表面溫度17.6℃，設(shè)計表面溫差9℃，超出設(shè)計溫度8.6℃。作為運行5年的項目，保溫系統(tǒng)運行情況相對良好。

另外，換熱器罐體進(jìn)行部分測溫如下圖所示。高明哲表示，由于數(shù)據(jù)不夠充分，暫未進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計。從熱成像圖可以看出，罐體的封頭及支撐部位存在不少保溫壞點。

圖：換熱器罐體熱成像

下圖為主蒸汽管道測溫情況，從熱成像圖可以看出，彎頭部位、三通、支管或支撐部位出現(xiàn)較大保溫下降的情況。

圖：主蒸汽管道

一直在討論保溫下降的情況，保溫效果的下降對光熱電站有什么影響？

以中船新能烏拉特中旗100MW槽式發(fā)電項目為例進(jìn)行闡述，項目概況如下：

年發(fā)電量：3.5億kwh，

發(fā)電效率：18%（按照光熱效率50%，換熱效率90%，熱電效率40%計算）

保溫范圍：20km管道+11個罐體

保溫面積：50000㎡

高明哲表示，該項目的保溫層外表面溫度每升高1℃，則每年散熱損失增加465萬kwh，儲存熱量減少230萬kwh，發(fā)電量減少92萬kwh，伴熱成本增加27萬元。就測溫情況來講，上保溫層外表溫度上升5-10℃是普遍存在的，上述數(shù)據(jù)再乘以5-10倍是相對可觀的。

阿斯克專注保溫系統(tǒng)，對于管道設(shè)備保溫系統(tǒng)長時間的運行情況較為關(guān)注，持續(xù)跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)保溫材料使用過程中保溫效果下降的情況較為普遍。

軟質(zhì)材料在使用時間內(nèi)熱損會超出設(shè)計值15℃以上，平均每年升高1-2℃。硅酸鈣保溫效果穩(wěn)定，使用30年仍能保持較好的保溫效果。就烏拉特中旗100MW槽式光熱項目、中廣核德令哈100MW槽式光熱項目的測溫情況而言，基本符合上述規(guī)律。

若按照保溫表面每年升高1.5℃，推算電站年發(fā)電量變化，該部分散熱損失會對項目發(fā)電量產(chǎn)生多大影響？

高明哲表示，若20年內(nèi)持續(xù)保溫效果下降，將可能導(dǎo)致發(fā)電量下降4500萬kw·h，發(fā)電效率下降2.3%。

光熱保溫整體解決方案

阿斯克光熱保溫整體解決方案主要分為集熱系統(tǒng)保溫防護(hù)、熔鹽/導(dǎo)熱油系統(tǒng)保溫以及蒸汽發(fā)電系統(tǒng)保溫三部分。

產(chǎn)品設(shè)計及性能參數(shù)

▍柔性連接管保溫

產(chǎn)品最高使用溫度650℃，導(dǎo)熱系數(shù)0.022W/m·K，Half結(jié)構(gòu)，使用壽命長達(dá)20年，其密閉性可防雨雪風(fēng)沙，能夠配合管道擺動30°、旋轉(zhuǎn)360°。

上圖為槽式柔性連接管保溫殼，目前阿斯克主要以納米材料為主體，結(jié)合硅酸鈣，在保證輕薄的前提下，提升整體強(qiáng)度，運行壽命和安全性。

柔性連接管保溫大面積脫落，影響電站正常發(fā)電；保溫嚴(yán)重破損，影響保溫效果，影響形象。

▍熔鹽系統(tǒng)

產(chǎn)品最高耐溫1000℃，無支架無熱橋結(jié)構(gòu)，400℃導(dǎo)熱系數(shù)0.09W/m·k，抗壓強(qiáng)度0.85MPa，抗折強(qiáng)度0.36MPa，是全憎水型產(chǎn)品，Cl-含量極低ppm<20，能夠防止保溫層下腐蝕。

高明哲表示，電站的換熱介質(zhì)為熔鹽，保溫材料和熔鹽的相性十分重要。棉質(zhì)材料會吸附大量熔鹽滲透保溫層內(nèi)部，導(dǎo)致保溫的失效，且不易發(fā)現(xiàn)和清理。阿斯克保溫板不吸附熔鹽，只會在表面粘附少許，且容易發(fā)現(xiàn)和清理，不會損壞保溫材料。

圖：棉質(zhì)材料（左）、阿斯克保溫板（右）

據(jù)高明哲介紹，在腐蝕方面，阿斯克進(jìn)行了120個小時的銅離子加速鹽熔實驗，相當(dāng)于常規(guī)使用25年。把傳統(tǒng)保溫材料與硅酸鈣同時包在一個碳鋼鋼管上，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)保溫材料包裹的鋼管產(chǎn)生較嚴(yán)重的腐蝕，硅酸鈣包裹的管道僅有少量銹點，實驗結(jié)果表明硅酸鈣材料對于管道設(shè)備具備較好的保護(hù)作用。

傳統(tǒng)熔鹽罐的保溫需要大量保溫釘進(jìn)行固定，這些保溫釘都是熱橋，在長時間使用會出現(xiàn)保溫材料下墜產(chǎn)生空隙的情況。硅酸鈣保溫板是硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，長期使用結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，保溫效果持久穩(wěn)定。

▍導(dǎo)熱油系統(tǒng)保溫

產(chǎn)品最高耐溫650℃，400℃導(dǎo)熱系數(shù)0.09W/m·k，抗壓強(qiáng)度0.85MPa，抗折強(qiáng)度0.36MPa，不吸油，使用壽命大于20年。

對于導(dǎo)熱油系統(tǒng)保溫的研究主要考慮的是吸油性和防火安全。導(dǎo)熱油是可燃介質(zhì)，閥門、球頭等部位易產(chǎn)生泄露，如果導(dǎo)熱油泄露到保溫層，容易引發(fā)火災(zāi)等安全隱患。發(fā)生導(dǎo)熱油泄露事，軟質(zhì)材料會在短時間內(nèi)吸收自身總量約800%的導(dǎo)熱油，硬質(zhì)材料只會在表面粘附一層，不會滲透保溫層內(nèi)部。

高明哲表示，雖然阿斯克使用的保溫材料都是A級不燃材料，但吸油后也是容易燃燒的，是巨大的安全隱患。下圖為衢州某化工車間進(jìn)行的不同材料吸油燃燒試驗，巖棉吸油后劇烈燃燒，硅酸鈣表面粘附不燃燒。

不吸油是導(dǎo)熱油管道保溫材料的重要特性，選用合適的保溫材料對減少火災(zāi)安全隱患具有重要作用。

▍蒸汽系統(tǒng)保溫

產(chǎn)品最高耐溫650℃，400℃導(dǎo)熱系數(shù)0.09W/m·k，抗壓強(qiáng)度0.85MPa，抗折強(qiáng)度0.36MPa，憎水率＞99%，Cl-含量<20ppm，使用壽命大于20年。

阿斯克根據(jù)現(xiàn)場施工的痛點要求、依托先進(jìn)加工技術(shù)，首創(chuàng)“硬質(zhì)可拆式預(yù)制成型件”，可根據(jù)客戶要求定制加工成各種形狀規(guī)格的成型保溫殼件，適用于各種直管、彎頭、三通、異徑管、法蘭、閥門、隔熱管托等，為客戶提供保溫高效、拆裝方便、長壽耐用的保溫產(chǎn)品。

阿斯克整體解決方案優(yōu)勢總結(jié)

高明哲表示，光熱電站保溫整體解決方案具有以下四個優(yōu)勢，總結(jié)下來為八個字：安全、高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)。

1、保障現(xiàn)場導(dǎo)熱油及熔鹽系統(tǒng)安全

高明哲表示，阿斯克保溫材料不吸油、不吸鹽，任何情況下不會燃燒，也不會腐蝕管道設(shè)備；另外，在閥門、法蘭等容易產(chǎn)生泄露問題的部位，在成型件基礎(chǔ)上設(shè)計增加引漏裝置，可快速發(fā)現(xiàn)漏點，排除安全隱患。

2、解決現(xiàn)場工期和維護(hù)拆卸問題

縮短現(xiàn)場80%保溫安裝時間，提升保溫質(zhì)量。可拆卸重復(fù)利用，減少后續(xù)維護(hù)成本90%以上。

3、長效穩(wěn)定的保溫效果

項目在保溫施工時，保溫材料捆扎的松緊程度會影響保溫效果，使用過程中踩踏磕碰會對保溫效果造成較大影響。硅酸鈣管道施工時，不會出現(xiàn)保溫質(zhì)量失控的情況，使用過程中抗損壞能力較強(qiáng)，能夠提供高效持久的保溫效果。

4、全壽期經(jīng)濟(jì)性突出

以烏拉特中旗100MW槽式光熱項目為例，按照目前保溫情況及軟質(zhì)材料使用趨勢推算，使用硅酸鈣材料成本增加1000萬，但20年內(nèi)可減少熱損及維護(hù)費用5億元以上，3年即可收回多投入成本。

工程業(yè)績

阿斯克從2017年開始積極參與光熱保溫產(chǎn)品的開發(fā)，針對行業(yè)的的特點，開發(fā)了ASC光熱系列產(chǎn)品，完成了光熱整體保溫的國產(chǎn)化，大大降低了行業(yè)成本。ASC光熱發(fā)電系列絕熱產(chǎn)品具有優(yōu)異的絕熱防護(hù)性、耐候性、環(huán)保性、耐用性和經(jīng)濟(jì)性，其綜合性能在實際應(yīng)用中已得到了充分的驗證和認(rèn)可，在光熱發(fā)電領(lǐng)域具有獨特的應(yīng)用優(yōu)勢。

目前，阿斯克已經(jīng)供貨在運行的光熱項目有三個，分別是中控德令哈塔式、中電建共和塔式和烏拉特中旗槽式，并獲用戶高度認(rèn)可。

高明哲表示，阿斯克不只是做光熱發(fā)電項目的保溫系統(tǒng)，另外還有核電、水電、熱電等項目，具體業(yè)績?nèi)缦聢D所示。

2024第十一屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會4月25-26日在內(nèi)蒙古呼和浩特香格里拉大酒店盛大召開，大會由CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺聯(lián)合常州龍騰光熱科技股份有限公司共同主辦，大會主題為“在多變的形勢下實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展”，共有來自海內(nèi)外約800名代表出席本屆大會。