電伴熱/電加熱——光熱電站能量管理的“貼身保鏢”

:目前，熔鹽是光熱電站應(yīng)用最廣泛的儲熱介質(zhì)，其作為傳熱介質(zhì)也正在成為一大趨勢。

但熔鹽較高的凝固點為光熱電站運行帶來了一些難題。一旦溫度低于熔鹽凝固點，極易造成管路凍堵，甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)陷入癱瘓。

為保證光熱電站的安全穩(wěn)定運行，儲罐、管道、閥門、換熱器等熔鹽介質(zhì)流通的設(shè)備一般都需加裝電伴熱、電加熱裝置。而不同技術(shù)路線、儲熱介質(zhì)的光熱電站，對電伴熱、電加熱的需求也不盡相同。

電伴熱與電加熱分別適用光熱系統(tǒng)哪些環(huán)節(jié)？

從定義上來講，電伴熱與電加熱分屬于不同的產(chǎn)品。據(jù)CSPPLZA了解，電伴熱是指用電能來補(bǔ)償介質(zhì)、設(shè)備的熱量損失，維持介質(zhì)、設(shè)備的所需溫度，其目的在于“保溫”。與電伴熱不同，電加熱是指用電能來提升介質(zhì)的溫度，其作用在于“加熱”。

總的來說，二者的主要功能均是保證光熱發(fā)電系統(tǒng)在熱傳導(dǎo)過程中，裝置/設(shè)備等維持一定的溫度，使導(dǎo)熱介質(zhì)順利的將攜帶的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但不同的熱量補(bǔ)償方式?jīng)Q定了兩者擁有不同的產(chǎn)品特性，以下表格比較了兩者的優(yōu)缺點：

鑒于不同的工作原理和優(yōu)劣勢，電加熱與電伴熱往往應(yīng)用于同一光熱發(fā)電系統(tǒng)中，但又因各自的產(chǎn)品特點，分別適用于不同的部位。

久盛電氣股份有限公司（以下簡稱“久盛電氣”）總工程師任燮炎認(rèn)為，為了保證熔鹽儲罐的穩(wěn)定運行，需要使用電加熱將常溫下的熔鹽加熱到一定溫度，使其循環(huán)流動。同樣，常溫下的空管也需要用電加熱加熱到工藝指定的溫度，以使熱狀態(tài)的介質(zhì)可以安全地通過管道。除此之外，與熔鹽、離子水關(guān)聯(lián)的工藝管道、儲罐、閥門等管路附件則需要電伴熱。

圖：久盛電氣電伴熱產(chǎn)品應(yīng)用實例

從功率適配角度出發(fā)，沈陽市中色測溫儀表材料研究所有限公司（以下簡稱“沈陽中色”）副總經(jīng)理季冬表示，電伴熱適用于有一定鋪設(shè)空間、功率適當(dāng)且長時間使用的工況環(huán)境中，如熔鹽管道、儲熱罐、集熱器等部位。而電加熱適用于加熱功率較大的部位。

博太科電氣（上海）有限公司（以下簡稱“博太科”）電伴熱產(chǎn)品經(jīng)理吳靜則認(rèn)為，在某些場合，電伴熱也可以起到加熱的作用。針對光熱發(fā)電系統(tǒng)的絕大多數(shù)場合，如管道、閥門、儀表、換熱器等，電伴熱更加適合。但是對于熱鹽和冷鹽罐，電加熱和電伴熱各有優(yōu)缺點。

圖：應(yīng)用于熔鹽罐部位的博太科電伴熱產(chǎn)品

電伴/加熱產(chǎn)品的選擇與技術(shù)路線有無關(guān)系？

針對不同技術(shù)路線的光熱電站，對電伴熱及電加熱的需求有何不同？據(jù)CSPPLAZA多方了解，大多數(shù)受訪者均認(rèn)為二者的選擇使用與技術(shù)路線并沒有太大關(guān)系,而是與最低環(huán)境溫度、介質(zhì)的維持溫度、介質(zhì)最高溫度、管道/設(shè)備尺寸等因素相關(guān)。

吳靜表示，與其說受到塔式或槽式電站技術(shù)路線的影響，不如說水工質(zhì)、熔鹽、導(dǎo)熱油等介質(zhì)對電伴熱的影響更大。尤其是導(dǎo)熱油，需要考慮到整個系統(tǒng)的防爆要求。

季冬舉例指出，由于其供貨的中控德令哈10MW項目采用的熔鹽介質(zhì)，需維持較高的工作溫度，便選用了外管材質(zhì)為825高溫合金的鎧裝礦物絕緣加熱電纜。而華強(qiáng)兆陽張北項目的介質(zhì)為水工質(zhì)，需維持相對較低的工作溫度，因此選用了外管材質(zhì)選用316L或321不銹鋼的鎧裝礦物絕緣加熱電纜。

圖：沈陽中色熔鹽管道電伴熱產(chǎn)品應(yīng)用實例

重慶川儀自動化股份有限公司（以下簡稱“重慶川儀”）光熱事業(yè)部總經(jīng)理邱東則建議，鑒于光熱發(fā)電系統(tǒng)導(dǎo)熱工質(zhì)的溫度變化梯度較大，溫度絕對值較高，普通電伴熱不能滿足該使工況，且普通電伴熱的主要組成材料在高溫區(qū)間的熱老化效應(yīng)明顯，也建議使用上述鎧裝電加熱電纜進(jìn)行過程裝置/設(shè)備的伴熱和保溫。