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(yán)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(shù)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(jié)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(shù)相比硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝成本大大降低，同時解決了以往新能源發(fā)電對風(fēng)、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(shù)。

塔式太陽能熱電站熔鹽吸熱器進(jìn)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(yīng)力提出了熔鹽吸熱器的設(shè)計方法,并以50MW熔鹽吸熱器為例,進(jìn)行尺寸的優(yōu)化設(shè)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(shè)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(cè)流體熔鹽流動傳熱特性進(jìn)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(xiàn)實驗計算的結(jié)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(cè)流體空氣流動傳熱特性進(jìn)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(fēng)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(dá)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(dá)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(jìn)口。宏迪了解到項目情況后，積極與大中院校和設(shè)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(guān)試驗，終于打破國外技術(shù)封鎖，成功開發(fā)出嚴(yán)于標(biāo)準(zhǔn)的耐高溫不銹鋼產(chǎn)品，達(dá)到了設(shè)計院和用戶的要求，實現(xiàn)了產(chǎn)品的供應(yīng)。

經(jīng)數(shù)據(jù)分析，我公司研發(fā)人員結(jié)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(jìn)行材料選型設(shè)計;依據(jù)材料許用應(yīng)力設(shè)計研究計算管式吸熱器壁厚;依據(jù)流體傳熱學(xué)研究設(shè)計空氣吸熱器的管徑規(guī)格。結(jié)果表明,不銹鋼管壁厚為2mm可滿足設(shè)計需要;空氣吸熱器管徑越細(xì)小,壁厚溫度越低,換熱能力越強;管徑較理想設(shè)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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