1、书 书 书犐 犆犛 犆犆犛犉 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准犌犅犜 太阳能热发电站储热系统性能评价导则犌狌 犻 犱 犲犳 狅 狉犲 狏 犪 犾 狌 犪 狋 犻 狀 犵狋 犺 犲 狉犿犪 犾犲 狀 犲 狉 犵 狔狊 狋 狅 狉 犪 犵 犲狊 狔 狊 狋 犲犿狆 犲 狉 犳 狅 狉犿犪 狀 犮 犲狅 犳狊 狅 犾 犪 狉狆 狅狑犲 狉狆 犾 犪 狀 狋 发布 实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布书 书 书目次前言范围规范性引用文件术语和定义总则储热容量充放热性能保温性能耗电性能介质损耗附录（资料性）储热系统效率指标及评价方法 附录（资料
2、性）太阳能热发电站储热系统性能评价报告 附录（资料性）储热系统性能指标评价表 附录（资料性）单项指标多次测试记录表 附录（规范性）评价采用的测点及数据处理要求 犌犅犜 前言本文件按照 标准化工作导则第部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力企业联合会提出。本文件由全国太阳能光热发电标准化技术委员会（）归口。本文件起草单位：中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司、中国大唐集团新能源股份有限公司、中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、思安新能源股份有限公司、内蒙古电力勘测设计院有限责任公司、云南电
3、网有限责任公司电力科学研究院、北京思安综合能源发展有限公司、中广核太阳能开发有限公司、中广核太阳能德令哈有限公司、西安热工研究院有限公司。本文件主要起草人：唐宏芬、赵晓辉、邢至珏、寇建玉、王丽、王小春、赵雄、杨佳霖、乔木森、刘颖黎、陆海、杜小龙、张建元、段明浩、杨小强、于海洋、孟令宾、居文平、孙利群、王博、韩广明、石如心、刘万军、刘荣。犌犅犜 太阳能热发电站储热系统性能评价导则范围本文件规定了太阳能热发电站储热系统储热容量、充放热、保温、耗电、介质损耗等性能指标评价的技术要求。本文件适用于显热储热系统性能评价，潜热储热系统性能评价参照执行。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构
4、成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。太阳能光热发电站术语 发电厂保温油漆设计规程术语和定义 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。间接储热系统犻 狀 犱 犻 狉 犲 犮 狋狋 犺 犲 狉犿犪 犾犲 狀 犲 狉 犵 狔狊 狋 狅 狉 犪 犵 犲狊 狔 狊 狋 犲犿储热介质和吸热介质为不同介质的太阳能热发电储热系统。包括集热场传热流体进入充放热换热设备的管道接口范围内的传热流体管道，以及储热介质相关的所有工艺系统及设备。直接储热系统犱 犻 狉 犲 犮 狋狋 犺 犲 狉犿犪 犾犲 狀 犲 狉
5、犵 狔狊 狋 狅 狉 犪 犵 犲狊 狔 狊 狋 犲犿传热流体和储热介质为同一介质的太阳能热发电储热系统。包括集热系统传热流体出口至储热系统所有涉及的工艺系统和设备，至传热流体放热后返回至集热系统的分界。有效储热介质用量犪犿狅 狌 狀 狋狅 犳犲 犳 犳 犲 犮 狋 犻 狏 犲狋 犺 犲 狉犿犪 犾犲 狀 犲 狉 犵 狔狊 狋 狅 狉 犪 犵 犲犿犲 犱 犻 狌犿能够参与充热和放热过程的储热介质的总质量。注：单位为千克（）。充热功率犺 犲 犪 狋犮 犺 犪 狉 犵 犲狆 狅狑 犲 狉单位时间内向储热系统流入的净热量。放热功率犺 犲 犪 狋犱 犻 狊 犮 犺 犪 狉 犵 犲狆 狅狑 犲 狉单位时间
6、内从储热系统流出的净热量。储热深度狊 狋 狅 狉 犪 犵 犲犾 犲 狏 犲 犾储热系统完全放热所能提供的可用热量与设计储热容量的比值。犌犅犜 注：额定温度和额定压力下，当储热系统可用热能为时，储热深度为；当储热系统可用热能达到设计储热容量时，储热深度为 。完全充热状态犳 狌 犾 犾 狔犮 犺 犪 狉 犵 犲 犱犮 狅 狀 犱 犻 狋 犻 狅 狀储热系统的充热量、温度达到设计值，不再继续充热时的状态。注：完全充热状态下，储热深度表示为 。完全放热状态犳 狌 犾 犾 狔犱 犻 狊 犮 犺 犪 狉 犵 犲 犱犮 狅 狀 犱 犻 狋 犻 狅 狀储热系统的放热量、温度达到设计值，无法继续放热时的状态。注
7、：完全放热状态下，储热深度表示为。最大可用储热容量犿犪 狓 犻 犿狌犿犲 犳 犳 犲 犮 狋 犻 狏 犲犺 犲 犪 狋狊 狋 狅 狉 犪 犵 犲犮 犪 狆 犪 犮 犻 狋 狔从完全充热状态开始放热直至完全放热状态，储热系统的可用热量。储热系统平均温降狋 犺 犲 狉犿犪 犾犲 狀 犲 狉 犵 狔狊 狋 狅 狉 犪 犵 犲犪 狏 犲 狉 犪 犵 犲狋 犲犿狆 犲 狉 犪 狋 狌 狉 犲犱 狉 狅 狆充热至设计温度后，经过预定的时间段后开始放热并使充、放热过程中介质的累积质量基本相等，充热过程中介质的质量加权平均温度与放热过程中介质的质量加权平均温度的差值。介质年耗损率犿犲 犱 犻 狌犿犪 狀 狀
8、狌 犪 犾犮 狅 狀 狊 狌犿狆 狋 犻 狅 狀狉 犪 狋 犲储热系统内的介质因泄漏或分解等，在一年时间内造成的损耗量与储热系统投运时介质总质量的比值。注：对于直接储热系统，本文件所述介质特指储热介质，如熔融盐。注：对于间接储热系统，储热介质为固体材料时，本文件所述介质特指传热介质，如导热油；储热介质为熔融盐时，本文件所述介质可指储热介质或传热介质，具体在性能评价前由各单位协商确定。总则 太阳能热发电站储热系统应在电站竣工验收合格，正式移交生产管理，并且生产运维正常进行后定期开展。太阳能热发电站储热系统性能评价宜以年为周期。太阳能热发电站储热系统性能评价前收集资料的时间段应与评价周期一致，应收
9、集以下基础资料：）系统基本信息，包括电站名称、装机容量、集热类型、储热类型、储热时间、储热系统配置，主要设备的型号规格和生产厂家，电站建设时间、投入商业运营时间等；）储热系统资料，包括系统设计、施工、验收相关技术文件等；）实测气象数据，包括电站直接辐射数据、风速风向、气压、湿度、风霜雨雪沙尘天数等；）运行数据，包括集热系统、储热系统、发电系统运行数据、运行值班记录等运行文件；）性能指标评价所使用的计量表计应定期校验，并在有效范围内。间接储热系统和直接储热系统的评价范围分别为：）间接储热系统的评价范围包括集热场传热流体进入充放热换热设备的管道接口范围内的传热流体管道，储热介质相关的所有工艺系统及
10、设备，以及传热流体放热至发电单元工质的换热系统部分，评价范围见图；）直接储热系统的评价范围包括集热系统传热流体出口至储热系统所有涉及的工艺系统和设犌犅犜 备，至传热流体放热后返回至集热系统的分界，评价范围见图。标引序号说明：集热场；热盐罐；冷盐罐；热交换器；蒸汽发生器；汽轮机；凝汽器；导热油回路；熔盐回路；储热系统评价范围。标引序号说明：镜场；热盐罐；冷盐罐；蒸汽发生器；汽轮机；凝汽器；熔盐回路；储热系统评价范围。图间接储热系统评价范围示意图图直接储热系统评价范围示意图 太阳能热发电站储热系统性能评价指标应包括以下内容：）储热容量指标：包括储热系统温差、有效储热介质用量、最大有效储热容量、等效
11、储热时长；）充放热性能指标：包括充热功率和充热量、放热功率和放热量；）保温性能指标：包括储热系统平均温降等；）耗电指标：包括储热系统厂用电率、储热系统厂用电占比和储热系统装置耗电率；）介质损耗指标：包括介质年损耗量和年损耗率。根据电站运行条件和储热系统特点，可进行储热系统效率等性能评价，储热系统效率评价指标及评价方法见附录。太阳能热发电站储热系统性能评价宜采用目标评价法、历史数据评价法、先进对标评价法：）目标评价法，以太阳能热发电站储热系统设计值、理论测算法或其他更加先进指标为基准值，犌犅犜 通过衡量实际运行数据与基准值的比值进行评价；）历史数据评价法，以太阳能热发电站储热系统同期历史数据或统
12、计周期内历史数据指标为基准值，通过衡量实际运行数据与基准值的比值进行评价；）先进对标评价法，以行业先进水平为标杆，确定基准值，通过衡量实际运行数据与基准值的比值进行评价。评价完成后，应形成太阳能热发电站储热系统性能评价报告，报告主要内容见附录。报告宜参照附录储热系统性能指标评价表，分析指标差距，提出改进措施。储热容量 评价指标 储热系统温差储热系统温差为储热系统放热温度与蓄热温度的差值，采用评价周期内高温储罐内温度接近设计高温或储热深度最大时的运行数据进行评价。双罐、单罐储热系统温差的计算方法如下：）双罐储热系统中，储热系统温差为高温储罐内熔盐温度与低温储罐内熔盐温度的差值，取实际高温储罐内温
13、度测点的质量加权平均值与低温储罐内温度测点的质量加权平均值之差；）单罐储热系统中，储热系统温差为储热罐内高温区域与低温区域熔盐温度的差值，取高温区测点质量加权平均值与低温区测点质量加权平均值之差。有效储热介质用量有效储热介质用量采用进入系统的储热介质总量，减去如下各项得出：）低温储罐和高温储罐内，满足泵吸入最小液位以下的储热介质质量；）充热过程储热介质流经的工艺管道和设备内填充满所需要的储热介质质量；）放热过程储热介质流经的工艺管道和设备内填充满所需要的储热介质质量。注：上列各扣除项采用储热介质输送泵的设计资料以及换热系统设计文件计算得出。对于配置熔盐储热的导热油槽式光热电站，当充热过程和放热
14、过程不可能同时进行时，只扣除上述）。注：储热介质总量由储热介质总体积，根据对应的温度，结合储热介质密度计算得出。其中储热介质总体积通过储罐液位计测得的储热介质液位，结合储罐对应温度状态下的几何尺寸计算得出。最大有效储热容量 最大有效储热容量可采用有效储热介质用量和在设计高温和低温状态下的温度对应的储热介质比焓或比热，按公式（）计算。犙犿（犺犺）（）式中：犙 储热容量，单位为兆瓦时（）；犿 有效储热介质用量，单位为千克（）；犺 储热介质在设计高温温度对应的比焓，单位为千焦每千克（）；犺 储热介质在设计低温温度对应的比焓，单位为千焦每千克（）。对于显热储热，也可按公式（）计算。犙犿狋狋狋犮狆（狋）
15、狋 （）犌犅犜 式中：犙 储热容量，单位为兆瓦时（）；犿 有效储热介质用量，单位为千克（）；犮狆（狋）储热介质在温度为狋时的定压比热容，单位为千焦每千克摄氏度（）；狋 储热介质设计最低工作温度，单位为摄氏度（）；狋 储热介质设计最高工作温度，单位为摄氏度（）。当储热介质的定压比热容随温度线性变换，公式（）中积分项可用平均定压比热容与工作温度区间的乘积替代。通过有效储热介质用量，结合储热介质物性参数表以及相应的设计温度，按公式（）计算得出最大有效储热容量。犙犿犮狆（狋狋）（）式中：犙 储热容量，单位为兆瓦时（）；犿 有效储热介质用量，单位为千克（）；犮狆 对应于狋和狋温度区间的储热介质平均定压比
16、热容，单位为千焦每千克摄氏度（）；狋 储热介质设计最低工作温度，单位为摄氏度（）；狋 储热介质设计最高工作温度，单位为摄氏度（）。等效储热时长等效储热时长根据最大有效储热容量和汽轮发电机组额定工况下所需热功率确定，按公式（）计算。犱犙 （）式中：犱 等效储热时长，单位为时（）；犙 最大有效储热容量，单位为兆焦（）；使汽轮发电机组能够以额定发电功率运行时所需提供的最小热功率，单位为兆瓦（）。评价方法 采集评价周期内介质进、出储热系统边界时的温度、流量等参数、数据，储热介质主要热力学参数，分别计算评价周期内的储热系统温差、有效储热介质用量、最大有效储热容量、等效储热时长等指标的实际值，记录各指标的设计值、实际值、历史评估值，记录表格见附录。采用目标评价法和历史数据评价法进行评价，用运行数据计算得出的指标实际值与设计值或历史评估值的比值，按公式（），公式（）分别计算储热容量指标达标率。目标评价法指标达标率实际值设计值 （）历史数据法指标达标率实际值历史评估值 （）犌犅犜 充放热性能 评价指标 充热功率储热系统充热功率通过储热系统充热过程中进入储热系统的介质流量、比焓，按公式（）计算。狇 犺
