中國儲能網(wǎng)訊：日前，由哈電集團哈爾濱鍋爐廠為中能建山東泰安350MW壓縮空氣儲能項目研制的42臺換熱器設備全部產成發(fā)運。
哈爾濱鍋爐廠于2024年4月中標該項目壓縮側換熱系統(tǒng)成套設備和膨脹側換熱系統(tǒng)成套設備，中標金額分別為3406萬元、3613萬元。時隔約一年之后，完成交付。
換熱系統(tǒng)成套設備是壓氣儲能的關鍵裝備之一。當前，以哈爾濱電氣、上海電氣、東方電氣為代表的三大電氣集團，正在爭相競逐這一市場。
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哈爾濱電氣集團：業(yè)績斐然
依托哈爾濱汽輪機廠與哈爾濱鍋爐廠的協(xié)同布局，哈爾濱電氣集團構建了覆蓋壓縮氣體儲能換熱系統(tǒng)成套設備的完整供應鏈，業(yè)績斐然。
其主要供貨項目業(yè)績包括江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目、三峽集團烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲一體化”多源蓄熱式壓縮空氣能量樞紐項目、湖北應城300MW級壓縮空氣儲能電站示范工程、青海省“揭榜掛帥”液態(tài)壓縮空氣儲能示范項目、河北省“揭榜掛帥”全系統(tǒng)液態(tài)空氣儲能項目、中電建（肥城）2×300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能電站項目、華能江蘇公司金壇綜合能源利用2×350MW壓縮空氣儲能項目、江蘇國信蘇鹽(淮安)2x300MW/2x1200MWh壓縮空氣儲能項目、山東泰安350兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范工程等多個標志性項目。
在金壇項目中，哈電汽輪機開創(chuàng)性地開發(fā)了具有自主知識產權的高效純逆流“U”形發(fā)夾式換熱器結構，采用端部大彎管結構，能有效吸收設備各運行工況下的膨脹位移；后部格柵式專利支撐技術，屬于管殼式換熱器一類，成功解決了管束振動問題，保證設備運行安全性。具有流量大、承壓高、耐高溫、啟?？?、高效率等特點。
在應城項目上，哈電汽輪機應用了自主研發(fā)的錯流式、發(fā)夾式及固定管板式等多種結構形式的換熱器進行組合布置，其中部分換熱器采用翅片換熱管強化傳熱性能，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，保障電站長期運行的高負荷需求，確保了電站的高效、穩(wěn)定和可靠運行。
此外，哈電汽輪機為青海格爾木“揭榜掛帥”液態(tài)壓縮空氣儲能示范項目膨脹單元提供的發(fā)夾式換熱器設備，應用了其自主開發(fā)的高效純逆流換熱技術，與常規(guī)換熱器設備相比，換熱端差可達10℃以下，能夠極大提高系統(tǒng)運行效率，具有運行范圍廣、通用性高等優(yōu)點。
目前，哈電汽輪機在壓縮空氣儲能領域的換熱設備產品已覆蓋當前市場全部技術路線、全部功率范圍和全部蓄熱介質。
值得一提的是，以超臨界二氧化碳換熱技術作為其核心技術之一的吸附式壓縮二氧化碳儲能關鍵技術研究與示范項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，反復進行物性分析和傳熱計算，最終形成最優(yōu)的換熱設計方案。哈電鍋爐在超臨界二氧化碳換熱技術上的突破，更完善了哈氣在壓縮氣體儲能換熱領域的技術拼圖。
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上海電氣集團：創(chuàng)新翅片管式換熱器
2023年7月，上海電氣電站設備有限公司中標國電投定西市通渭縣壓縮空氣+鋰電池組合式網(wǎng)側共享儲能電站創(chuàng)新示范項目儲能換熱器系統(tǒng)訂單，此次中標是上海電氣電站集團在壓縮空氣儲能電站項目換熱系統(tǒng)的首個訂單業(yè)績。
結合上輔在傳統(tǒng)電站輔機換熱器和在空氣換熱領域積累的經驗和技術優(yōu)勢，上海電氣電站設備有限公司開發(fā)了適應于壓縮空氣儲能領域的高效換熱器產品。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能項目中換熱系統(tǒng)的投資額。
在壓縮空氣儲能換熱器的研發(fā)方面，為協(xié)調換熱效率和空氣運行阻力、換熱器面積之間的矛盾，上輔在業(yè)內首次提出將翅片管式換熱器新產品，可應用于換熱系統(tǒng)內低壓部分。該型式換熱器可以有效降低換熱器的空氣阻力，擴大單臺換熱器的換熱面積，減小換熱器的數(shù)量，與光管換熱器相比具有較大的技術優(yōu)勢，如壓縮空氣儲能項目換熱器最關注的技術指標之一—空氣阻力，一般可控制在10kPa以下。此外，上輔擁有成熟的發(fā)卡式換熱器設計、制造經驗，在核電、光熱、壓縮空氣儲能等領域均有應用。
除上輔外，上氣集團成員單位，ESPLAZA長時儲能網(wǎng)主任委員單位上海鍋爐廠亦具備壓縮空氣儲能儲換熱系統(tǒng)中空氣水換熱器、空氣導熱油換熱器、空氣熔鹽換熱器、水儲罐、導熱油儲罐、熔鹽儲罐等核心設備的供貨能力，可根據(jù)空氣壓縮參數(shù)進行儲換熱系統(tǒng)方案設計。
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東方電氣集團：創(chuàng)新?lián)Q熱技術方案
東方鍋爐股份有限公司是中國東方電氣集團有限公司下屬核心企業(yè)。在儲能領域，東方鍋爐打造了包括水儲熱、固體顆粒儲熱、熔鹽儲熱、壓縮空氣儲能、氫儲能等方向的多維技術陣列。基于多年的儲換熱設備及系統(tǒng)的技術沉淀，可提供壓縮空氣儲能系統(tǒng)中儲換熱設備供貨及系統(tǒng)整體解決方案。
2024年3月，東方鍋爐成功中標甘肅酒泉玉門300兆瓦壓縮空氣儲能電站示范工程EPC總承包項目換熱系統(tǒng)Ⅰ成套設備采購項目，為該項目提供壓縮、膨脹側換熱器主設備。該項目也是東方鍋爐在壓縮空氣儲能領域的首次突破。
該項目采用東方鍋爐創(chuàng)新技術方案，壓縮、膨脹雙側共用一套換熱器，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)領先地位。
總體來看，哈電、上電、東電三大電氣集團均有換熱設備的供貨能力，其中哈電是當前的業(yè)績王者。除以上三大國企供應商外，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、中海換熱器、THT巨元等企業(yè)，也在該領域積極布局。
隨著行業(yè)的快速發(fā)展，未來壓縮氣體儲能換熱器市場競爭將愈發(fā)激烈，技術創(chuàng)新和成本控制將成為企業(yè)制勝的關鍵。各相關企業(yè)需持續(xù)加大研發(fā)投入，提升產品性能，優(yōu)化解決方案，降低設備成本。
例如，中儲國能與中國科學院工程熱物理研究所合作，成功研制出應用于300MW壓縮空氣儲能系統(tǒng)的高效緊湊式蓄熱換熱器。該換熱器應用陣列式高效蓄熱換熱器設計技術，攻克了低溫差、小壓損、變工況運行、陣列化調控等技術難題。已成功應用在山東肥城300MW先進壓縮空氣儲能國家示范項目中。
