《光熱發(fā)電熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》征求意見稿

1T/CIEPXXXX—2024光熱發(fā)電熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了光熱發(fā)電熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“儲(chǔ)能系統(tǒng)”）的總體要求、系統(tǒng)要求、性能要求、安全要求、施工安裝、調(diào)試驗(yàn)收、操作維護(hù)。本文件適用于光熱發(fā)電站利用熔鹽作為儲(chǔ)能介質(zhì)進(jìn)行儲(chǔ)熱的儲(chǔ)能系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3215石油、石化和天然氣工業(yè)用離心泵GB/T6075.7—2015機(jī)械振動(dòng)在非旋轉(zhuǎn)部件上測(cè)量評(píng)價(jià)機(jī)器的振動(dòng)第7部分：工業(yè)應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力泵（包括旋轉(zhuǎn)軸測(cè)量）GB/T19518爆炸性環(huán)境電阻式伴熱器GB/T29529—2013泵的噪聲測(cè)量與評(píng)價(jià)方法GB/T32348工業(yè)和商業(yè)用電阻式伴熱系統(tǒng)GB/T40104太陽能光熱發(fā)電站術(shù)語GB/T40821太陽能光熱發(fā)電站換熱系統(tǒng)檢測(cè)規(guī)范GB/T41087太陽能光熱發(fā)電站換熱系統(tǒng)技術(shù)要求GB50235工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1熔鹽泵moltensaltpump在熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)中，用于循環(huán)熔鹽的泵。3.2熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)moltensaltenergystoragesystem利用熔鹽的熱物理性質(zhì)來存儲(chǔ)和釋放熱能的系統(tǒng)。3.3熔鹽罐moltensalttank在熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)中用于儲(chǔ)存熔鹽的密封容器，包括高溫熔融鹽儲(chǔ)罐（簡(jiǎn)稱“熱鹽罐”）和低溫熔融鹽儲(chǔ)罐（簡(jiǎn)稱“冷鹽罐”熱鹽罐應(yīng)具有儲(chǔ)存被集熱系統(tǒng)加熱后的熔融鹽的功能，冷鹽罐應(yīng)具有儲(chǔ)存經(jīng)換熱器轉(zhuǎn)換冷卻后的熔融鹽的功能。3.4熔鹽防凝電加熱器moltensaltanti-freezeelectricheater安裝在熔鹽罐或管道上，用于防止熔鹽在低溫下凝固的電加熱設(shè)備。3.5蒸汽發(fā)生器steamgenerator將熔鹽儲(chǔ)存的熱能轉(zhuǎn)換為蒸汽的熱交換設(shè)備。3.6熔鹽泵moltensaltpump在高溫和腐蝕性環(huán)境下循環(huán)熔鹽，保證系統(tǒng)內(nèi)熔鹽的連續(xù)流動(dòng)和熱能的有效傳輸?shù)谋谩?T/CIEPXXXX—20243.7熔鹽管道m(xù)oltensaltpipeline輸送熔鹽的耐高溫、耐腐蝕管道系統(tǒng)，連接熔鹽罐、蒸汽發(fā)生器、熔鹽泵等設(shè)備形成閉合循環(huán)。4工作條件儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)在以下條件工作：——環(huán)境溫度：-50℃~60℃。——相對(duì)濕度不宜高于95%。——海拔按1000m、2000m、3000m、4000m、5000m分級(jí)?！畲箫L(fēng)速不宜高于30m/s。5總體要求5.1熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)包括熔鹽罐、熔鹽泵、油鹽換熱器、控制系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)。5.2儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具有存儲(chǔ)熱能，并向外界提供連續(xù)、穩(wěn)定熱能的功能。5.3儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大溫變速率應(yīng)滿足儲(chǔ)罐及油鹽換熱器等設(shè)備疲勞性能的要求。5.4儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備在充熱過程中將儲(chǔ)熱介質(zhì)壓力調(diào)整至儲(chǔ)熱系統(tǒng)安全水平的功能。5.5儲(chǔ)能系統(tǒng)有效儲(chǔ)熱容量應(yīng)在全年平均氣溫、平均風(fēng)速下進(jìn)行計(jì)算?！~定工況下，儲(chǔ)熱系統(tǒng)熱效率應(yīng)符合以下要求：——當(dāng)單個(gè)儲(chǔ)罐容積小于2000m3時(shí)，不應(yīng)低于95%;——當(dāng)單個(gè)儲(chǔ)罐容積大于等于2000m3且小于5000m3時(shí)，不應(yīng)低于98%;——單個(gè)儲(chǔ)罐容積大于等于5000m3時(shí)，不應(yīng)低于98.5％。5.6儲(chǔ)能系統(tǒng)的充熱額定熱功率應(yīng)滿足系統(tǒng)前端充熱功率的需求，儲(chǔ)熱系統(tǒng)的放熱功率應(yīng)滿足系統(tǒng)后端用熱功率的需求。5.7儲(chǔ)能系統(tǒng)及設(shè)備壽命不應(yīng)低于25年，全壽命周期內(nèi)允許完全充放熱次數(shù)不應(yīng)低于15000次。5.8在設(shè)計(jì)工況下，儲(chǔ)罐應(yīng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；不同工況切換時(shí)，儲(chǔ)罐應(yīng)能安全穩(wěn)定運(yùn)行。5.9儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力和溫度不應(yīng)低于正常運(yùn)行時(shí)的最高工作壓力和溫度。6技術(shù)要求6.1熔鹽罐6.1.1儲(chǔ)罐應(yīng)采用立式圓筒形鋼制焊接罐，應(yīng)能承受25年使用年限內(nèi)正常運(yùn)行條件下傳熱工質(zhì)的腐蝕，冷鹽罐材料的腐蝕裕量不應(yīng)小于2mm，熱鹽罐材料的腐蝕裕量不應(yīng)小于1.5mm。6.1.2儲(chǔ)罐內(nèi)應(yīng)具有進(jìn)鹽均布裝置，儲(chǔ)罐內(nèi)部的各向鹽溫應(yīng)分布均勻，進(jìn)鹽過程中，同一罐體內(nèi)最高鹽溫與最低鹽溫差值不宜超過56℃。6.1.3儲(chǔ)罐底部對(duì)應(yīng)側(cè)壁位置環(huán)墻應(yīng)設(shè)置避免作用于隔熱基礎(chǔ)頂部集中荷載過大的措施。6.1.4儲(chǔ)罐本體與外部管道宜采用波紋管過渡連接結(jié)構(gòu)。6.1.5保溫材料應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)小、線膨脹系數(shù)小、具有足夠抗壓強(qiáng)度且耐久性好的材料。宜選用整體性好、不易破損的憎水性制成品；非憎水性材料應(yīng)考慮濕度對(duì)導(dǎo)熱性能的影響。對(duì)于部分需要長(zhǎng)期檢修的部位，宜采用預(yù)制成型的保溫材料。6.1.6儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置防止熔融鹽泄漏擴(kuò)散的設(shè)施，宜采用儲(chǔ)罐下沉式布置或儲(chǔ)罐周邊設(shè)置圍堤。6.1.7儲(chǔ)罐基礎(chǔ)選型應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐的形式、荷載、地基條件、經(jīng)濟(jì)合理性等因素綜合考慮，宜采用外環(huán)墻式基礎(chǔ)。6.1.8儲(chǔ)罐基礎(chǔ)與罐體之間應(yīng)設(shè)置隔熱層等隔熱保溫措施，并設(shè)置通風(fēng)管等通風(fēng)散熱措施。6.1.9儲(chǔ)罐基礎(chǔ)宜在儲(chǔ)罐底部與基礎(chǔ)隔熱層之間設(shè)置砂墊層，砂墊層宜采用質(zhì)地堅(jiān)硬的中、粗砂。6.1.10儲(chǔ)罐基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置泄漏檢測(cè)裝置。6.2熔鹽泵6.2.1儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熔融鹽泵應(yīng)包括冷鹽泵、熱鹽泵、調(diào)溫泵等。3T/CIEPXXXX—20246.2.2冷鹽泵應(yīng)具有向集熱系統(tǒng)泵入低溫熔融鹽的功能，熱鹽泵應(yīng)具有向換熱系統(tǒng)泵入高溫熔融鹽的功能，調(diào)溫泵應(yīng)具有調(diào)節(jié)換熱系統(tǒng)入口熔融鹽溫度的功能。6.2.3熔鹽泵宜采用立式懸吊式泵，并應(yīng)具有在重力作用下完全排空熔融鹽介質(zhì)的功能。6.2.4熔鹽泵電機(jī)應(yīng)采用變頻電機(jī)，泵應(yīng)采用調(diào)速泵。6.2.5熔鹽泵的流量、揚(yáng)程、效率、汽蝕余量等技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T3215中對(duì)于立式懸吊泵的技術(shù)要求規(guī)定。6.2.6熔鹽泵的振動(dòng)烈度應(yīng)符合GB/T6075.7—2015的1組要求。6.2.7熔鹽泵的噪聲限值應(yīng)符合GB/T29529—2013中C級(jí)的規(guī)定。6.2.8熔鹽泵的全壽命周期啟停次數(shù)不應(yīng)少于30000次，并應(yīng)滿足電站每日啟動(dòng)和停止的需求。6.3油鹽換熱器以導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的間接儲(chǔ)熱系統(tǒng)中油鹽換熱器的型式、性能應(yīng)符合GB/T41087的要求。6.4儀表和控制6.4.1儲(chǔ)熱系統(tǒng)的控制應(yīng)納入電站主控制系統(tǒng)。6.4.2儲(chǔ)熱系統(tǒng)儀表與控制系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)測(cè)以下內(nèi)容：a)溫度：儲(chǔ)罐內(nèi)熔融鹽、儲(chǔ)罐罐壁、儲(chǔ)罐罐頂、儲(chǔ)罐罐底、熔融鹽泵出口母管熔融鹽溫度、熔融鹽泵軸承、電機(jī)繞組溫度、熱鹽罐入口溫度、冷鹽罐入口溫度、儲(chǔ)熱系統(tǒng)除熔鹽罐外的設(shè)備出入口溫度及本體溫度、管道、閥門溫度、基礎(chǔ)通風(fēng)管溫度等；b)冷鹽罐和熱鹽罐液位；c)熔融鹽泵出口母管流量和壓力；d)熔融鹽泵振動(dòng)烈度；e)熔融鹽泵轉(zhuǎn)速。6.4.3儲(chǔ)熱系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置以下報(bào)警：a)儲(chǔ)罐內(nèi)液位、溫度高低限報(bào)警；b)儲(chǔ)罐基礎(chǔ)通風(fēng)管以及基礎(chǔ)溫度高限報(bào)警；c)儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)備、管道、閥門和儀表防凝溫度低限報(bào)警；d)熔鹽泵監(jiān)測(cè)溫度、振動(dòng)高限報(bào)警；e)熔鹽泵超轉(zhuǎn)速和反轉(zhuǎn)報(bào)警；f)電伴熱裝置、防凝電加熱器（如有）超溫高限警報(bào)和過電流報(bào)警。6.4.4儲(chǔ)熱系統(tǒng)應(yīng)具有以下聯(lián)鎖保護(hù)功能：a)熔融鹽泵的軸溫超限或振動(dòng)超限時(shí)，能自動(dòng)停機(jī)；b)儲(chǔ)罐液位低限時(shí)，泵能自動(dòng)停機(jī)；c)儲(chǔ)罐內(nèi)熔融鹽溫度及罐體溫度與電加熱器裝置的啟停聯(lián)鎖；d)儲(chǔ)熱系統(tǒng)內(nèi)熔融鹽溫度與電伴熱裝置的啟停聯(lián)鎖。6.4.5每個(gè)儲(chǔ)罐應(yīng)至少配置3臺(tái)液位計(jì)且至少2臺(tái)為雷達(dá)液位計(jì)，液位計(jì)應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離泵入口、儲(chǔ)罐進(jìn)鹽口等干擾測(cè)量的位置，雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)滿足以下要求：a)防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP65的要求；b)輸出響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)大于200ms；c)測(cè)量精度應(yīng)優(yōu)于1級(jí)。6.4.6罐內(nèi)熔融鹽溫度、罐壁溫度、罐頂溫度、罐底溫度、儲(chǔ)罐基礎(chǔ)、基礎(chǔ)通風(fēng)管、防凝電加熱器殼體內(nèi)部應(yīng)采用熱電偶監(jiān)測(cè)，熱電偶應(yīng)滿足以下要求：a)熱電偶精度等級(jí)應(yīng)為1級(jí)；b)熱電偶應(yīng)采用焊接插入式保護(hù)管。6.4.7儲(chǔ)罐及基礎(chǔ)的熱電偶布置應(yīng)符合以下要求：a)儲(chǔ)罐內(nèi)應(yīng)至少配置3組多點(diǎn)式熱電偶測(cè)量罐內(nèi)熔融鹽溫度，每組熱電偶從儲(chǔ)罐底部至直筒段最頂部均勻分布，間距不宜大于2m，且每組中有2個(gè)測(cè)點(diǎn)與底部接觸，即罐底有6個(gè)測(cè)點(diǎn)。b)儲(chǔ)罐罐壁應(yīng)配置至少3層熱電偶測(cè)量壁溫，每層應(yīng)沿圓周方向均勻分布，且不宜少于4個(gè)。c)儲(chǔ)罐罐頂應(yīng)至少配置8個(gè)熱電偶測(cè)量罐頂溫度。4T/CIEPXXXX—2024d)通風(fēng)管外壁面和混凝土上表面應(yīng)均勻布置熱電偶，相鄰熱電偶的間距不應(yīng)大于5m，且總數(shù)不應(yīng)少于12個(gè)；e)儲(chǔ)罐保溫基礎(chǔ)上表面均勻配置熱電偶，相鄰熱電偶的間距不應(yīng)大于4m。6.4.8熔融鹽泵出口母管流量應(yīng)采用流量計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，流量計(jì)應(yīng)符合以下要求：a)流量計(jì)宜選用超聲波流量計(jì)；b)流量計(jì)的測(cè)量精度應(yīng)優(yōu)于1級(jí)。6.4.9熔融鹽泵出口母管壓力應(yīng)采用壓力表、壓力變送器等壓力監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，至少配置1臺(tái)，壓力表和壓力變送器應(yīng)滿足以下要求：a)測(cè)量精度應(yīng)優(yōu)于1級(jí)；b)宜選用隔膜式；c)壓力變送器輸出響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)大于200ms。6.4.10熔融鹽泵的振動(dòng)烈度應(yīng)采用振動(dòng)烈度測(cè)量?jī)x進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每臺(tái)泵須供振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)不少于3個(gè)，分別位于泵X、Y和Z三個(gè)方向。6.4.11熔融鹽泵的軸承、電機(jī)繞組溫度宜采用鉑熱電阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其精度允差等級(jí)應(yīng)優(yōu)于A級(jí)，每臺(tái)泵軸承溫度測(cè)點(diǎn)不少于2個(gè)，電機(jī)繞組溫度測(cè)點(diǎn)不少于3個(gè)。6.4.12儲(chǔ)罐膨脹量應(yīng)采用位移監(jiān)控裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其精度應(yīng)優(yōu)于1mm。6.5管道及閥門6.5.1熔鹽管道的最小尺寸不宜小于DN50。6.5.2公稱直徑不大于DN80的熔鹽管道坡度不宜小于3％。6.5.3熔鹽管道內(nèi)熔融鹽介質(zhì)流速宜為2m/s～4m/s。6.5.4閥門的選型和布置應(yīng)避免熔融鹽在管道和閥門低點(diǎn)產(chǎn)生積鹽。6.5.5閥門宜設(shè)置單獨(dú)的伴熱裝置。6.5.6閥門的設(shè)置應(yīng)滿足熔融鹽儲(chǔ)罐運(yùn)行與啟停，檢修、維護(hù)和應(yīng)急處置等工況變化的要求。6.5.7閥門應(yīng)避免采用法蘭連接，宜采用對(duì)焊連接。6.5.8閥門的選型應(yīng)滿足介質(zhì)溫度、壓力、流量、流向、嚴(yán)密性的要求。6.5.9熔鹽閥門宜采用耐高溫耐熔鹽腐蝕的材質(zhì)。6.5.10在任何工況下，閥門填料的最高溫度不應(yīng)超過400℃。6.6輔助系統(tǒng)6.6.1疏放系統(tǒng)6.6.1.1疏放系統(tǒng)應(yīng)包括疏鹽罐、疏鹽泵和配套閥門、管道和儀表等。6.6.1.2疏放系統(tǒng)應(yīng)具有將儲(chǔ)熱系統(tǒng)除儲(chǔ)罐外的設(shè)備、管道、閥門和儀表中熔融鹽介質(zhì)排放并輸送返回至冷/熱鹽罐的功能。6.6.2氮封系統(tǒng)6.6.2.1冷鹽罐、熱鹽罐、排鹽系統(tǒng)、換熱器等應(yīng)根據(jù)防爆、抗氧化需求設(shè)置氮封系統(tǒng)；氮封系統(tǒng)應(yīng)能夠避免因氮?dú)獾淖⑷攵鸬膬?chǔ)罐超壓，當(dāng)?shù)庀到y(tǒng)的設(shè)計(jì)不能避免因氮?dú)獾淖⑷攵鸬某瑝簡(jiǎn)栴}時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)罐上設(shè)置合理的泄壓裝置。6.6.2.2氮封系統(tǒng)中的氮?dú)馄焚|(zhì)應(yīng)滿足以下要求：——?dú)怏w含塵顆粒直徑≤3μm；——含塵量≤1mg/m3；——含油量（壓縮空氣制氮時(shí)）≤1ppm;——排氣壓力下露點(diǎn)≤-40℃。6.6.2.3氮封系統(tǒng)中的氮?dú)饧兌仍?9.9%以上；6.6.2.4鹽罐、換熱器氮?dú)鈮毫?yīng)穩(wěn)定在-400Pa（g）至2000Pa（g）之間。6.6.3防凝系統(tǒng)5T/CIEPXXXX—20246.6.3.1防凝系統(tǒng)應(yīng)具有保證在各種運(yùn)行工況下，防止熔融鹽在儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)備、管道、閥門和儀表中發(fā)生凝固的能力。6.6.3.2所有與熔融鹽介質(zhì)接觸的設(shè)備、管道、閥門和儀表均應(yīng)設(shè)置防凝裝置，防凝裝置可采用礦物絕緣（MI）電伴熱或其他電加熱裝置。6.6.3.3防凝裝置的工作功率不宜小于1.5倍的管道或設(shè)備在當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速和平均溫度下的表面散熱功率，冗余配置功率不宜小于50%工作功率。6.6.4預(yù)熱系統(tǒng)6.6.4.1預(yù)熱系統(tǒng)應(yīng)具有在熔融鹽注入前加熱冷鹽罐和熱鹽罐，以保護(hù)其免受高溫熔融鹽損壞的功能。6.6.4.2預(yù)熱設(shè)備應(yīng)采用空氣加熱方式并應(yīng)能提供穩(wěn)定熱源，同時(shí)能夠調(diào)節(jié)空氣溫度。6.6.4.3預(yù)熱時(shí)，儲(chǔ)罐溫變溫速度不宜超過5℃/min且不宜超過56℃/h，整個(gè)罐體最高溫與最低溫相差不宜超過56℃。6.6.5電氣系統(tǒng)6.6.5.1儲(chǔ)熱系統(tǒng)額定功率200kW及以上的電動(dòng)機(jī)宜采用中壓6kV（或10kV)電壓等級(jí)，200kW以下電動(dòng)機(jī)采用低壓380/220V電壓等級(jí)。6.6.5.2額定功率2000kW及以上的電動(dòng)機(jī)、2500kVA及以上的配電變壓器應(yīng)設(shè)置差動(dòng)保護(hù)。6.6.5.3儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)設(shè)置閉合的接地網(wǎng)，與全廠主接地網(wǎng)連接成一個(gè)整體。每個(gè)儲(chǔ)罐本體應(yīng)至少有兩點(diǎn)和接地網(wǎng)可靠連接。7試驗(yàn)方法7.1儲(chǔ)能系統(tǒng)整體性能檢測(cè)應(yīng)按XXX的規(guī)定進(jìn)行。7.2熔鹽罐的檢測(cè)每間隔1h，記錄各測(cè)點(diǎn)的溫度，當(dāng)測(cè)試過程中液位變化大于50mm時(shí)停止記錄，重復(fù)3次測(cè)量。7.3熔鹽泵的檢測(cè)7.3.1流量、揚(yáng)程、效率、汽蝕余量的檢測(cè)應(yīng)按GB/T3215規(guī)定的方法進(jìn)行。7.3.2振動(dòng)烈度檢測(cè)應(yīng)按GB/T6075.7規(guī)定的方法進(jìn)行。7.3.3噪聲檢測(cè)應(yīng)按GB/T29529規(guī)定的方法進(jìn)行。7.4油鹽換熱器的檢測(cè)應(yīng)按GB/T40821規(guī)定的方法進(jìn)行。7.5儀表和控制的檢測(cè)7.5.1報(bào)警檢測(cè)7.5