装备强国丨炉机解耦新突破!全国首个抽汽蓄能熔盐储热项目投产!

全国首个抽汽蓄能熔盐储热项目投产:重塑煤电灵活性,开辟火电转型新赛道

近日,全国首个600MW火电“抽汽蓄能”熔盐储热示范项目——国能河北龙山电厂熔盐储热灵活性改造项目正式投产运营。该项目是国内首次工程化应用“多源抽汽—配汽调控”熔盐储能技术,彻底打破传统燃煤机组“锅炉、汽轮机刚性绑定”的运行桎梏,实现火电深度调峰、顶峰增发、新能源消纳、工业供汽多维度能力升级。项目整体技术经权威鉴定达到国际领先水平,入选国家能源领域首台(套)重大技术装备,为全国存量火电机组绿色低碳、灵活高效转型提供了可复制、可推广的全新国产化技术路径。

一、项目概况:行业首创的火电熔盐储能标杆工程

国能河北龙山电厂600MW抽汽蓄能熔盐储热项目,是国家能源集团重点科技创新示范工程,依托电厂600MW亚临界燃煤机组实施灵活性升级改造。项目于2024年3月开工建设,2024年12月完成系统调试、进入试运行阶段,历经百余天、十余轮系统优化与工况试验,于2025年4月11日全面完成全工况性能试验,正式投产投运。2025年7月通过中国电机工程学会技术鉴定,获评国际领先水平;同年8月入选第五批能源领域首台(套)重大技术装备名单。

项目总投资3.2亿元,占地面积约7900平方米,设计储热容量730MWh,是目前国内单机容量最大、技术体系最完整的抽汽式熔盐储热火电改造项目。整套系统采用完全自主可控的国产化装备与控制体系,攻克多汽源协同抽汽、精准配汽调控、高温熔盐高效换热、变工况智能耦合等一系列关键技术。

项目核心参建单位分工明确、协同攻关:业主单位为国家能源集团河北龙山电厂;核心工艺与系统解决方案由赫普能源自主研发提供;大型熔盐储罐、高效换热器等核心储能装备由西子洁能配套;高温特种阀门由武锅阀门研制配套;熔盐电加热系统由安徽华瑞电气提供,形成了完整的国产创新产业链。

二、核心原理:炉机解耦,重构火电运行逻辑

长期以来,传统火电机组存在先天运行短板:锅炉与汽轮机刚性耦合、深度调峰受锅炉最低稳燃负荷限制,电网低谷时段无法大幅降出力;用电高峰时段又受锅炉燃烧上限约束,顶峰增发能力不足,难以适配高比例新能源并网下的新型电力系统调节需求。

本次投运的“抽汽蓄能”熔盐储热技术,核心创新在于实现火电锅炉与汽轮发电机组柔性解耦,通过独立熔盐储热岛,赋予传统火电“可储、可放、可调节”的储能属性。

低谷储热模式:风电、光伏大发、电网电力富余时,系统从机组主蒸汽、再热蒸汽多汽源精准抽汽,通过高效换热器将热量置换至高温熔盐中储存。锅炉维持安全稳定燃烧工况,机组可进一步压低发电出力,大幅提升新能源消纳空间。

高峰释能模式:电网用电负荷紧张、新能源出力不足时,高温熔盐释放储存热量、二次产汽回补机组热力系统。在不增加锅炉燃料、不提升燃烧负荷的前提下,提升汽轮发电机组发电出力,实现高效顶峰增发。

相较于常见的电加热熔盐储能,抽汽蓄能技术跳过“电能转热能”的二次损耗,直接利用机组高品质蒸汽余热储热,换热效率更高、运行能耗更低、经济性更强,系统综合优势显著。同时项目预留工业供汽接口,可在调峰的同时稳定输出工业蒸汽,破解了传统热电联产机组“调峰保供无法兼顾”的行业痛点。

三、核心成效:机组调节能力实现跨越式升级

项目投运后,龙山电厂600MW机组灵活性指标实现质的飞跃,双向调节能力大幅拓宽,成为区域电网重要的调峰、调压、顶峰支撑电源。

调峰能力方面,机组新增深度调峰容量100MW,最低稳定运行负荷由传统水平大幅下探至75MW(12.5%额定负荷),可持续深度调峰4小时以上,极大提升电网低谷新能源消纳能力。

顶峰能力方面,依托熔盐释能补汽增发,机组顶峰出力提升30—60MW,最高运行出力可达650MW(108%额定负荷),顶峰持续时长可达6小时,有效弥补电网高峰电力缺口。

同时,机组升降负荷响应速度提升1.5倍,AGC调频响应精度、电网动态适配能力显著优化,机组从传统基荷电源,转变为“基荷+调峰+调频+顶峰+供热”一体化综合调节电源。

在节能环保与新能源消纳层面,项目每年可新增消纳新能源电量5.2亿千瓦时,节约标准煤15.6万吨,减少二氧化碳排放42万吨,为区域新型电力系统低碳化、稳定化运行提供强力支撑。

四、项目核心参数汇总表

项目维度核心参数与指标
项目定位全国首个600MW机组多源抽汽熔盐储热调峰示范工程、国际领先火电储能创新技术
关键节点2024年3月开工、2024年12月试运行、2025年4月正式投产
投资与规模总投资3.2亿元,占地7900㎡,储热容量730MWh
深度调峰能力新增调峰100MW,最低负荷75MW,持续调峰≥4小时
顶峰增发能力新增顶峰30—60MW,最高出力650MW,持续顶峰≥6小时
系统效率熔盐换热效率≥95%,项目综合储能效率≥70%
环保效益年消纳新能源5.2亿kWh,年节标煤15.6万吨,年减排CO₂42万吨
核心参与单位业主:国能河北龙山电厂;核心技术:赫普能源;储能装备:西子洁能;阀门配套:武锅阀门;电加热系统:安徽华瑞电气
权威认定中国电机工程学会鉴定国际领先、能源领域首台(套)重大技术装备

五、行业价值与深远意义

该项目的成功投运,标志着我国火电灵活性改造跳出传统“燃烧优化、设备改造”的旧范式,开辟了抽汽熔盐储能、炉机柔性解耦的全新技术路线,对全国存量煤电转型、新型电力系统建设具有里程碑意义。

一是破解煤电调节瓶颈,激活存量电源价值。我国存量火电机组体量庞大,但普遍调峰深度不足、顶峰能力有限。抽汽蓄能熔盐储热技术无需大规模改造主机设备,通过外置储能岛即可大幅拓展机组调节区间,低成本实现存量火电灵活性升级,让传统煤电适配高比例新能源并网场景。

二是提升新能源消纳能力,助力双碳落地。依托火电储能化改造,有效平抑风光出力波动、减少弃风弃光,推动火电由传统能源主体向新能源消纳载体、电网稳定支撑主体转型,实现风光新能源与传统火电互补协同、耦合运行。

三是构建全链条国产化技术体系。从核心工艺算法、智能控制系统,到大型熔盐装备、高温特种配套设备,项目实现100%国产化自主可控,同时形成完善的工程经验、试验数据与运维标准,具备全国大范围推广复制条件。

四是实现多功能场景融合应用。技术兼顾电网调峰、顶峰增发、调频调压、工业供汽多重场景,解决热电联产机组工况矛盾,适配工业园区、综合能源基地多元化用能需求,拓展了火电综合利用价值。

结语

国能河北龙山电厂全国首个抽汽蓄能熔盐储热项目的投产,是我国煤电绿色转型、储能技术创新、新型电力系统建设的重要标志性成果。它以自主创新技术重塑传统火电运行模式,让老旧存量火电焕发全新活力,为全国海量火电机组“灵活化、低碳化、多功能化”升级提供了标杆范本。未来,随着该技术规模化推广应用,将进一步夯实电力系统安全稳定运行底座,持续推动我国能源结构优化与新型电力系统高质量建设。

资料来源:国家能源集团官网、中国电机工程学会、能源领域首台(套)公示、行业权威媒体公开资料

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