中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日前，由哈電集團(tuán)哈爾濱鍋爐廠為中能建山東泰安350MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目研制的42臺(tái)換熱器設(shè)備全部產(chǎn)成發(fā)運(yùn)。
哈爾濱鍋爐廠于2024年4月中標(biāo)該項(xiàng)目壓縮側(cè)換熱系統(tǒng)成套設(shè)備和膨脹側(cè)換熱系統(tǒng)成套設(shè)備，中標(biāo)金額分別為3406萬元、3613萬元。時(shí)隔約一年之后，完成交付。
換熱系統(tǒng)成套設(shè)備是壓氣儲(chǔ)能的關(guān)鍵裝備之一。當(dāng)前，以哈爾濱電氣、上海電氣、東方電氣為代表的三大電氣集團(tuán)，正在爭相競逐這一市場。
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哈爾濱電氣集團(tuán)：業(yè)績斐然
依托哈爾濱汽輪機(jī)廠與哈爾濱鍋爐廠的協(xié)同布局，哈爾濱電氣集團(tuán)構(gòu)建了覆蓋壓縮氣體儲(chǔ)能換熱系統(tǒng)成套設(shè)備的完整供應(yīng)鏈，業(yè)績斐然。
其主要供貨項(xiàng)目業(yè)績包括江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國家試驗(yàn)示范項(xiàng)目、三峽集團(tuán)烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”多源蓄熱式壓縮空氣能量樞紐項(xiàng)目、湖北應(yīng)城300MW級壓縮空氣儲(chǔ)能電站示范工程、青海省“揭榜掛帥”液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、河北省“揭榜掛帥”全系統(tǒng)液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目、中電建（肥城）2×300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目、華能江蘇公司金壇綜合能源利用2×350MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目、江蘇國信蘇鹽(淮安)2x300MW/2x1200MWh壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目、山東泰安350兆瓦鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能創(chuàng)新示范工程等多個(gè)標(biāo)志性項(xiàng)目。
在金壇項(xiàng)目中，哈電汽輪機(jī)開創(chuàng)性地開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效純逆流“U”形發(fā)夾式換熱器結(jié)構(gòu)，采用端部大彎管結(jié)構(gòu)，能有效吸收設(shè)備各運(yùn)行工況下的膨脹位移；后部格柵式專利支撐技術(shù)，屬于管殼式換熱器一類，成功解決了管束振動(dòng)問題，保證設(shè)備運(yùn)行安全性。具有流量大、承壓高、耐高溫、啟?？?、高效率等特點(diǎn)。
在應(yīng)城項(xiàng)目上，哈電汽輪機(jī)應(yīng)用了自主研發(fā)的錯(cuò)流式、發(fā)夾式及固定管板式等多種結(jié)構(gòu)形式的換熱器進(jìn)行組合布置，其中部分換熱器采用翅片換熱管強(qiáng)化傳熱性能，確保了在大空氣流量下具備更低的空氣壓損及更高的傳熱性能，保障電站長期運(yùn)行的高負(fù)荷需求，確保了電站的高效、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。
此外，哈電汽輪機(jī)為青海格爾木“揭榜掛帥”液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目膨脹單元提供的發(fā)夾式換熱器設(shè)備，應(yīng)用了其自主開發(fā)的高效純逆流換熱技術(shù)，與常規(guī)換熱器設(shè)備相比，換熱端差可達(dá)10℃以下，能夠極大提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，具有運(yùn)行范圍廣、通用性高等優(yōu)點(diǎn)。
目前，哈電汽輪機(jī)在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的換熱設(shè)備產(chǎn)品已覆蓋當(dāng)前市場全部技術(shù)路線、全部功率范圍和全部蓄熱介質(zhì)。
值得一提的是，以超臨界二氧化碳換熱技術(shù)作為其核心技術(shù)之一的吸附式壓縮二氧化碳儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研究與示范項(xiàng)目對換熱器傳熱性能要求苛刻，研發(fā)難度大。哈電鍋爐不斷摸索提升換熱器傳熱性能的方式方法，反復(fù)進(jìn)行物性分析和傳熱計(jì)算，最終形成最優(yōu)的換熱設(shè)計(jì)方案。哈電鍋爐在超臨界二氧化碳換熱技術(shù)上的突破，更完善了哈氣在壓縮氣體儲(chǔ)能換熱領(lǐng)域的技術(shù)拼圖。
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上海電氣集團(tuán)：創(chuàng)新翅片管式換熱器
2023年7月，上海電氣電站設(shè)備有限公司中標(biāo)國電投定西市通渭縣壓縮空氣+鋰電池組合式網(wǎng)側(cè)共享儲(chǔ)能電站創(chuàng)新示范項(xiàng)目儲(chǔ)能換熱器系統(tǒng)訂單，此次中標(biāo)是上海電氣電站集團(tuán)在壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目換熱系統(tǒng)的首個(gè)訂單業(yè)績。
結(jié)合上輔在傳統(tǒng)電站輔機(jī)換熱器和在空氣換熱領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢，上海電氣電站設(shè)備有限公司開發(fā)了適應(yīng)于壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的高效換熱器產(chǎn)品。該方案較傳統(tǒng)換熱系統(tǒng)更加高效精簡，大幅提升換熱器效率，有效降低壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目中換熱系統(tǒng)的投資額。
在壓縮空氣儲(chǔ)能換熱器的研發(fā)方面，為協(xié)調(diào)換熱效率和空氣運(yùn)行阻力、換熱器面積之間的矛盾，上輔在業(yè)內(nèi)首次提出將翅片管式換熱器新產(chǎn)品，可應(yīng)用于換熱系統(tǒng)內(nèi)低壓部分。該型式換熱器可以有效降低換熱器的空氣阻力，擴(kuò)大單臺(tái)換熱器的換熱面積，減小換熱器的數(shù)量，與光管換熱器相比具有較大的技術(shù)優(yōu)勢，如壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目換熱器最關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)之一—空氣阻力，一般可控制在10kPa以下。此外，上輔擁有成熟的發(fā)卡式換熱器設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)，在核電、光熱、壓縮空氣儲(chǔ)能等領(lǐng)域均有應(yīng)用。
除上輔外，上氣集團(tuán)成員單位，ESPLAZA長時(shí)儲(chǔ)能網(wǎng)主任委員單位上海鍋爐廠亦具備壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)換熱系統(tǒng)中空氣水換熱器、空氣導(dǎo)熱油換熱器、空氣熔鹽換熱器、水儲(chǔ)罐、導(dǎo)熱油儲(chǔ)罐、熔鹽儲(chǔ)罐等核心設(shè)備的供貨能力，可根據(jù)空氣壓縮參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)換熱系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。
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東方電氣集團(tuán)：創(chuàng)新?lián)Q熱技術(shù)方案
東方鍋爐股份有限公司是中國東方電氣集團(tuán)有限公司下屬核心企業(yè)。在儲(chǔ)能領(lǐng)域，東方鍋爐打造了包括水儲(chǔ)熱、固體顆粒儲(chǔ)熱、熔鹽儲(chǔ)熱、壓縮空氣儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等方向的多維技術(shù)陣列?；诙嗄甑膬?chǔ)換熱設(shè)備及系統(tǒng)的技術(shù)沉淀，可提供壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)換熱設(shè)備供貨及系統(tǒng)整體解決方案。
2024年3月，東方鍋爐成功中標(biāo)甘肅酒泉玉門300兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站示范工程EPC總承包項(xiàng)目換熱系統(tǒng)Ⅰ成套設(shè)備采購項(xiàng)目，為該項(xiàng)目提供壓縮、膨脹側(cè)換熱器主設(shè)備。該項(xiàng)目也是東方鍋爐在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的首次突破。
該項(xiàng)目采用東方鍋爐創(chuàng)新技術(shù)方案，壓縮、膨脹雙側(cè)共用一套換熱器，能夠大幅降低換熱面積。東方鍋爐宣稱，其通過合理、可靠、創(chuàng)新的設(shè)備切換方案，使換熱器滿足大流量空氣在膨脹和壓縮過程中的吸、放熱全部工況，疲勞壽命滿足要求，使系統(tǒng)綜合性能處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
總體來看，哈電、上電、東電三大電氣集團(tuán)均有換熱設(shè)備的供貨能力，其中哈電是當(dāng)前的業(yè)績王者。除以上三大國企供應(yīng)商外，石家莊安瑞科、中國能建江蘇裝備公司、山東豪邁、蘭石換熱、潞安化機(jī)、中海換熱器、THT巨元等企業(yè)，也在該領(lǐng)域積極布局。
隨著行業(yè)的快速發(fā)展，未來壓縮氣體儲(chǔ)能換熱器市場競爭將愈發(fā)激烈，技術(shù)創(chuàng)新和成本控制將成為企業(yè)制勝的關(guān)鍵。各相關(guān)企業(yè)需持續(xù)加大研發(fā)投入，提升產(chǎn)品性能，優(yōu)化解決方案，降低設(shè)備成本。
例如，中儲(chǔ)國能與中國科學(xué)院工程熱物理研究所合作，成功研制出應(yīng)用于300MW壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效緊湊式蓄熱換熱器。該換熱器應(yīng)用陣列式高效蓄熱換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)，攻克了低溫差、小壓損、變工況運(yùn)行、陣列化調(diào)控等技術(shù)難題。已成功應(yīng)用在山東肥城300MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國家示范項(xiàng)目中。
