太陽能熱電站采用電伴熱帶方案代替蒸汽伴熱
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沒有蓄熱的光熱發(fā)電站對隔熱的要求較低,可以采用普通氣凝膠等常規(guī)隔熱方案來達到隔熱的目的。然而,對于帶蓄熱的光熱發(fā)電站,熔鹽的冰點約為220攝氏度,這需要非常嚴格的保溫。否則,一旦熔鹽凝固,就會給發(fā)電站造成毀滅性的損失。出于安全原因,目前普遍采用電伴熱解決方案。電伴熱會消耗額外的廠用電,并帶來更多的運行費用,特別是在我國西北嚴寒地區(qū)建設光熱發(fā)電站。由于夜間溫度低至零下幾十度,如果采用電伴熱方案,將消耗大量的廠用電,這將對電站的經(jīng)濟效益產(chǎn)生很大影響。然而,如果僅使用氣凝膠和其他絕緣材料,絕緣要求可能無法滿足。這是中國發(fā)展光、熱電站項目需要考慮的問題。氣凝膠是一種新型輕質納米多孔材料,具有低密度、優(yōu)異的隔熱性能和良好的透光性。它廣泛應用于隔熱領域氣凝膠也可以被認為是熱電站管道的絕緣材料1931年,美國科學家Kistler首次用超臨界干燥法成功制備了以硅酸鈉為原料的二氧化硅氣凝膠材料。普通二氧化硅氣凝膠是一種高度分散的固體材料,由二氧化硅網(wǎng)絡骨架和填充在納米孔中的氣體組成。氣凝膠的內部納米網(wǎng)絡結構通常為鏈狀或珠狀,直徑約為2-20 nm,內部孔隙率超過80%氣凝膠有許多獨特的性質,例如它們的比重只有水的1/5,是目前世界上較輕的固體。氣凝膠具有優(yōu)異的隔熱性能,其耐熱溫度可達600℃以上。氣凝膠之所以具有如此好的隔熱性能,是由氣凝膠內部均勻的納米多孔結構決定的。對于氣凝膠等高孔隙率多孔材料,傳熱過程包括三種形式,即傳熱、通過氣凝膠固體骨架和內部孔隙的傳熱、輻射傳熱和內部空氣的熱對流。在氣凝膠材料中,由于大量納米孔的存在,孔中的空氣分子失去了自由移動的能力,材料的熱對流傳熱幾乎為零同時,因為氣凝膠材料本身具有非常低的體積密度,所以該材料的熱導率也非常低此外,由于氣凝膠內部具有納米尺度的多孔結構,氣凝膠內部存在許多反射界面和散射顆粒,并且材料在熱輻射吸收方面進行了改性,這可以通過反射、散射和吸收來較小化氣凝膠的熱輻射。因此,氣凝膠材料在高溫和常溫下都具有較低的傳熱系數(shù)。氣凝膠還具有良好的透光率,對太陽光的透光率可達87%以上二氧化硅氣凝膠的折射率非常小(n = 1.01-1.06),這意味著二氧化硅氣凝膠對入射光幾乎沒有反射損失,并且可以有效地透射陽光,例如,10毫米厚的高度透明的二氧化硅氣凝膠層(填充有2-4毫米氣凝膠顆粒)的可見光透射率為85%,陽光透射率為88%電伴熱作為一種有效的管道(儲罐)保溫和防凍方案已被廣泛應用其工作原理是通過伴熱介質輻射一定的熱量,并通過直接或間接的熱交換來補充伴熱管道的損耗,以滿足升溫、保溫或防凍的正常工作要求。20世紀70年代,美國能源工業(yè)提出了用電伴熱代替蒸汽伴熱的想法。在20世紀70年代末和80年代初,包括能源工業(yè)在內的許多工業(yè)部門廣泛推廣電伴熱技術,用電伴熱取代蒸汽伴熱。目前,電伴熱已廣泛應用于石油化工、船舶等領域。近30座光熱發(fā)電站,如安達索1號、安達索2號、外索1號、外索2號、吉馬索、索拉納等。已采用或將采用電伴熱保溫方案對管道及相關設備進行保溫。
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