宏迪開發(fā)2507不銹鋼管用于太陽能光伏發(fā)電項目

隨著能源危機日益嚴重,太陽能成為很有潛力的可再生能源。目前世界各地都積極地投入到聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的研究中,全球正籌建的聚光太陽能熱電站的裝機容量有17GW,其中中國有2.5GW。中國太陽能熱發(fā)電技術尚處于起步階段, 對于外接不銹鋼管式吸熱器研究較少。

太陽能光熱發(fā)電利用大規(guī)模陣列鏡面收集太陽熱能，并儲存在流體熔鹽中，通過。不銹鋼管道送入蒸汽發(fā)生器制造蒸汽，結合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機實現(xiàn)全天候發(fā)電的目的。太陽能光熱發(fā)電技術相比硅晶光電轉換工藝成本大大降低，同時解決了以往新能源發(fā)電對風、光等條件過度依賴的問題，在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發(fā)電，有效緩解了電網(wǎng)壓力，是重要的前沿清潔能源技術。

塔式太陽能熱電站熔鹽吸熱器進行傳熱特性和散熱損失的研究,并基于熔鹽吸熱器材料熱應力提出了熔鹽吸熱器的設計方法,并以50MW熔鹽吸熱器為例,進行尺寸的優(yōu)化設計。 (1)分析了流體流動傳熱的基本理論和熱力特性仿真平臺Fluent的設置,并給出了熔鹽吸熱器傳熱工質(zhì)熔鹽物性參數(shù)數(shù)據(jù)和擬合函數(shù)。 (2)對非均勻熱流密度下的吸熱管內(nèi)側流體熔鹽流動傳熱特性進行了網(wǎng)格化建模和仿真計算,分析了熔鹽和吸熱管的傳熱特性,包括吸熱管截面溫度分布、內(nèi)外壁和熔鹽的軸向溫度分布、平均傳熱性能和局部傳熱性能。在吸熱管的平均傳熱性能研究中,通過Fluent數(shù)值模擬、Sieder-Tate經(jīng)驗公式、Gnielinski經(jīng)驗公式和文獻實驗計算的結果比較,Gnielinski經(jīng)驗公式更適合本文研究的非均勻熱流密度熔鹽吸熱器的傳熱特性。 (3)基于吸熱器散熱損失計算需要,對吸熱器外側流體空氣流動傳熱特性進行了網(wǎng)格化建模和仿真計算,分析了空氣和吸熱器間的傳熱特性,計算了不同吸熱器外壁溫度、環(huán)境溫度和風速下的空氣。

“十三五”規(guī)劃中提到，到2020年，我國太陽能發(fā)電裝機達到110GW，其中光熱發(fā)電總裝機規(guī)模為5GW，分布式光伏總裝機規(guī)模達到60GW以上。隨后，國家能源局確定了20個太陽能光熱發(fā)電示范項目， 項目的核心組件——儲熱器需要在590℃下二十年不間斷運行，對材料的選擇極為苛刻，不僅要耐鹽腐蝕，而且要長時間耐高溫，多年來一直依賴進口。宏迪了解到項目情況后，積極與大中院校和設計院合作，針對各項目特殊工況，對不銹鋼的成分、高溫強度、焊接性能等工藝組織技能多次攻關試驗，終于打破國外技術封鎖，成功開發(fā)出嚴于標準的耐高溫不銹鋼產(chǎn)品，達到了設計院和用戶的要求，實現(xiàn)了產(chǎn)品的供應。

經(jīng)數(shù)據(jù)分析，我公司研發(fā)人員結合以往經(jīng)驗，通過案例分析，得出塔式太陽能熱發(fā)電用2507不銹鋼鋼管式空氣吸熱器 塔式太陽能熱發(fā)電用2520不銹鋼鋼管式空氣吸熱器 。依據(jù)材料屬性對吸熱器進行材料選型設計;依據(jù)材料許用應力設計研究計算管式吸熱器壁厚;依據(jù)流體傳熱學研究設計空氣吸熱器的管徑規(guī)格。結果表明,不銹鋼管壁厚為2mm可滿足設計需要;空氣吸熱器管徑越細小,壁厚溫度越低,換熱能力越強;管徑較理想設計尺寸為6~10mm。 更多的宏迪耐高溫不銹鋼材料還將陸續(xù)使用在青海、甘肅、河北、內(nèi)蒙、新疆等省市及自治區(qū)的光熱發(fā)電項目。

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