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              西安慧金科技公司高壓大功率熔鹽儲熱電磁加熱技術簡介

              發布時間:2022-05-19

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              一、公司簡介

                    西安慧金科技有限公司(原西安中冶新材料有限公司)由特大型中央企業中國五礦集團所屬中國中冶的核心子公司——中冶賽迪集團有限公司,原中國機械工業部直屬的國家級研究所——西安電爐研究所有限公司和西安交通大學及北京科技大學博導、教授、國家科技進步獎獲得者一起創辦的民營科技企業——西安江懷科技有限公司共同出資組建,成立于2015年11月,絕大部分員工和電熱技術由西安電爐研究所有限公司直接轉入,是一家專注于工業電加熱技術創新的央企控股的混合所有制科技型高新技術企業,已計劃在科創板上市。

              二、國內外熔鹽電加熱器研究情況

                    國內采用的技術路線是低壓電熱管加熱方案(電阻加熱),目前大部分以380V為主,個別廠商可以做到660V,更高電壓的設備仍在研發階段。

              國外采用的技術路線是高壓電熱管加熱方案(電阻加熱),目前最高電壓可達7000V,但沒有在熔鹽加熱領域的工業應用業績。

              國內也有單位開發了感應加熱熔鹽設備,加熱效果較好。但采用的是傳統感應加熱方式,效率較低(綜合效率最高88%)。

              西安慧金科技有限公司獨立開發了高壓電磁感應加熱技術,效率高達97%。

              三、方案簡介

              三種熔鹽加熱方案的優缺點

              圖1. 三種熔鹽加熱方案的優缺點

                    上圖中最后一個高壓電磁感應加熱方案,是由西安慧金科技有限公司在多年感應加熱設備研發的基礎開發出來的新型高溫流體加熱設備。區別于傳統的電熱管熔鹽加熱器(電阻式),它具有換熱效率高,工作電壓高,絕緣性能好,使用壽命長的優點。因為直接采用電網高電壓供電,避免了市面常規的低壓電熱管加熱方案中大電流線路損耗高的問題,也解決了高壓電熱管加熱方案中絕緣難處理的問題,使用壽命長,維護成本遠低于電熱管加熱方案,是當前熔鹽電加熱領域的最優方案。

                    對于波動性、間歇性、隨機性強的新能源棄電,待消納的電能具有變化快且幅度大的特點,配備高壓電力電子調功器后,系統響應時間可達100ms。

              四、高壓電磁感應加熱特點

              1. 新型電磁感應加熱

                    區別于傳統感應加熱,采用更為高效電磁耦合,具有功率因數高(>0.95),效率高(>97%)的特點。

              2. 換熱效率高

                    熔鹽管道直接發熱,湍流換熱,換熱效率高。

              3. 均勻換熱

                    熔鹽管道均勻發熱,管道內無死區,不存在熔鹽過熱問題。傳統電熱管雖有折流板改善均流,但仍存在高溫死區。

              4. 絕緣性高

                    采用電磁隔離,絕緣性能好,容易實現高電壓低電流加熱,可根據現場供電情況設計6kV、10kV、35kV等不同電壓等級。傳統電熱管采用高純氧化鎂絕緣,因厚度太薄容易擊穿。

              5. 壽命長

                    熔鹽管道采用厚壁管,強度好耐腐蝕,使用壽命久(>25年),更換成本低。傳統電熱管1mm壁厚金屬鎧裝容易腐蝕。

              6.單體功率大

                    可設計500kW~10MW不同功率等級,滿足不同工業現場需求。多臺設備同時工作時,可應用群控技術智能分配功率,可實現零諧波污染。

              五、實驗裝置情況

              1. 西安慧金科技公司在2021年完成了380V/100kW新型電磁感應加熱實驗裝置,經國家電爐質量檢測中心檢測熱效率達到97%。

              2. 2022年,西安慧金科技公司獨立開發了6KV、10KV高壓大功率電磁感應加熱技術,效率高達97%。

              2. 6kV/500kW高壓熔鹽感應加熱

              六、應用場景

              1.火電廠靈活性改造:

                    火電廠可以通過投資建設電儲熱裝置,將發電機電量轉化為熱能儲存起來,抵減發電機出力幫助其進行深度調峰,并聯合熱電聯產機組共同進行供熱。深度調峰使得火電廠降低了上網電量,為新能源并網增加了發電空間。

              圖3. 熔鹽電加熱裝置用于火電廠靈活性改造

              2.新能源棄電、谷電消納:

                    在光熱電站建設電儲熱裝置,將光伏/風電等新能源棄電及谷電轉化為熔鹽熱能儲存起來,提高光伏/風電和光熱互補的靈活性。

              圖4. 熔鹽電加熱裝置用于新能源棄電和電網谷電消納

              3.電儲熱供蒸汽、供暖:

                    在低谷電價時段,我們通過熔鹽加熱器加熱熔鹽,將電網廉價電能以熱能的形式存儲到熔鹽中。在用蒸汽階段,將熱罐中熔鹽通入換熱器中,產生用戶需要的工業蒸汽和熱水。

              圖5. 熔鹽電加熱裝置用于工業蒸汽和清潔供暖




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