中國儲能網(wǎng)訊：太陽能熱發(fā)電技術從上世紀八十年代發(fā)展至今，對充當其傳熱介質(zhì)的材料進行了多樣化的嘗試，包括水和蒸汽、空氣、液態(tài)金屬、導熱油及熔鹽等。隨著光熱發(fā)電技術的革新，所需要的傳熱介質(zhì)使用溫度愈來愈高，要求的傳熱能力也愈來愈強。
熔鹽是優(yōu)良的傳熱儲能介質(zhì)，在建筑供暖、谷電制熱、風電消納等方面都具有一定的應用前景。由于其具有較高的使用溫度、高熱穩(wěn)定性、高比熱容、高對流傳熱系數(shù)、低粘度、低飽和蒸汽壓、低價格等“四高三低”的優(yōu)勢，成為目前光熱發(fā)電領域中認可度最高的傳儲熱介質(zhì)之一。
據(jù)統(tǒng)計，在首批的20個光熱發(fā)電示范項目中，18個采用熔鹽儲能。已備案新增92個光熱發(fā)電站清單中，86個采用熔鹽儲能。然而，光熱電站中所使用的熔鹽在品質(zhì)與價格方面都與常見農(nóng)用化肥（硝酸鉀和硝酸鈉為常見的化肥原料）有較大差別，同時熔鹽在生產(chǎn)與使用過程中因自身特性導致的一系列問題已成為業(yè)內(nèi)關注的重點。
目前，首批示范項目建設的陸續(xù)展開也將對熔鹽產(chǎn)品開展集中式采購。本文將從熔鹽品質(zhì)界定入手，針對熔鹽的不同生產(chǎn)方式、腐蝕問題、首批示范項目采購標準、槽式與塔式項目對熔鹽的不同要求以及低熔點熔鹽未來發(fā)展形勢等方面進行了深入的分析與解答，以為示范項目熔鹽采購提供一些參考。
熔鹽品質(zhì)好壞如何界定？
根據(jù)應用領域的要求不同，所使用的熔鹽產(chǎn)品亦有所區(qū)別。常見的光熱熔鹽品種有二元鹽（40%KNO3+60%NaNO3）、三元鹽（53%KNO3+7%NaNO3+40%NaNO2）和低熔點熔鹽產(chǎn)品等。對于光熱發(fā)電而言，二元熔鹽的應用較為廣泛及成熟。
據(jù)CSPPLAZA記者了解，以使用二元熔鹽為例，槽式電站的使用量約是塔式電站的2.5倍左右。對于50MW、配置8小時儲能的塔式電站，熔鹽需求量約為1.2萬噸，對于50MW、配置8小時儲能的槽式電站，熔鹽需求量約為3萬噸。然而，在光熱電站對熔鹽需求量如此之高的情況下，中國當前對光熱電站所使用熔鹽的測試方法、測試項目、組分指標的要求尚沒有統(tǒng)一的衡量標準，容易導致熔鹽市場魚龍混雜，以次充好。
熔鹽通過選取不同類別的單體原材料（單晶鹽），嚴格按照一定比例復配形成性能穩(wěn)定的混合共晶鹽。在熔鹽所選用的單晶鹽中，若雜質(zhì)離子（如氯離子、硫酸根離子、銨根離子、碳酸根離子等）含量不能嚴格把關，將會導致最終的產(chǎn)品性能大打折扣，從而影響儲換熱效率，嚴重時可能腐蝕設備管道造成熔鹽泄露事故，或者堵塞管道導致電站癱瘓。因此，雜質(zhì)含量是評判熔鹽品質(zhì)的重要指標，高品質(zhì)的熔鹽產(chǎn)品才能更好地對電站安全性負責。
深圳市愛能森科技有限公司（以下簡稱愛能森）首席專家曾智勇向CSPPLAZA記者介紹，現(xiàn)階段，高純度的熔鹽制備仍有較大難度，需要特定工藝去除雜質(zhì)離子。因此，在選擇產(chǎn)品供應商時，可從以下幾個方面來界定產(chǎn)品品質(zhì)：
一、產(chǎn)品主成分含量及其它雜質(zhì)離子含量，可通過產(chǎn)品的組分檢測來實現(xiàn)界定。研究發(fā)現(xiàn)，純度高的產(chǎn)品較之低純度產(chǎn)品的熔點可降低3℃以上，上限分解溫度提高13℃左右，同時粘度及腐蝕性也可大大降低，劣化分解形成沉淀使設備結垢的風險隨之降低。
二、產(chǎn)品含水量，即干燥程度。含水量的高低將會影響儲熱能力和采購成本。
三、產(chǎn)品的復配均勻度，這與復配的工藝及精細度有關?？蓮漠a(chǎn)品的色澤、顆粒均勻度粗略判斷，再通過產(chǎn)品的性能測試進一步判斷，如熔點、上限使用溫度、粘度、導熱、密度等參數(shù)。
除上述各項成分含量以及性能檢測外，熔鹽在光熱電站實際應用過程中性能的良好發(fā)揮才是熔鹽產(chǎn)品高品質(zhì)的最有力證明。因此，百吉瑞（天津）新能源有限公司（以下簡稱百吉瑞）副總經(jīng)理劉斌認為，熔鹽質(zhì)量好壞以是否能夠滿足光熱電站熔鹽相關系統(tǒng)和設備25年以上安全、穩(wěn)定、高效運行為準，主要分為兩方面：
一、熔鹽本身做為蓄熱工質(zhì)的質(zhì)量保證。主要要求熔鹽在長期使用過程中物理化學性能保持穩(wěn)定，比重、比熱、粘度等各項熱物性參數(shù)變化小，揮發(fā)量小。
二、熔鹽對過流部件及設備的影響。主要包括熔鹽罐、熔鹽泵、熔鹽管路、閥門、接觸式測試設備、熔鹽吸熱器、熔鹽-導熱油換熱器、熔鹽-水工質(zhì)預熱器、蒸發(fā)、過熱和再熱器等熔鹽流經(jīng)設備的腐蝕、形變和熱應力破壞等影響，需要保證這些設備在設計使用壽命內(nèi)的正常工作。
現(xiàn)場混合熔化VS直產(chǎn)混合熔鹽，孰優(yōu)孰劣？
通常情況下，熔鹽供應可采用現(xiàn)場混合熔化或者直接供應混合熔鹽的方式。硝酸鉀和硝酸鈉早期主要應用于工業(yè)及農(nóng)業(yè)，對產(chǎn)品品質(zhì)要求相對光熱發(fā)電領域較低。市場上的供應商以單體為主，基本沒有復合熔鹽的供應商。所以，早期國外的光熱電站建設時，大多直接選購硝酸鉀和硝酸鈉，再進行現(xiàn)場復配。但進入光熱電站系統(tǒng)的最終熔鹽產(chǎn)品不是硝酸鉀單體、也不是硝酸鈉單體，而是二者按照一定比例復配后形成的混合共晶鹽。CSPPLAZA記者根據(jù)受訪各方反饋總結了兩種方式的優(yōu)缺點。
在實際情況中，可對上述兩種情況作出相應的取舍。例如，江西金利達鉀業(yè)有限責任公司（以下簡稱金利達鉀業(yè)）總經(jīng)理田野建議參考供應廠商和項目地理位置綜合考慮，如硝酸鉀和硝酸鈉生產(chǎn)廠家較近，可保證兩種原料連續(xù)供貨，則可采用現(xiàn)場混鹽的方式；如硝酸鉀和硝酸鈉生產(chǎn)廠家較遠，可采用直接供應混合熔鹽的方式。
