中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 梁樹彬 報道
2月4日，舉世矚目的第24屆冬季奧林匹克運動會在北京拉開了帷幕。在首鋼“鋼花”牌高質量電熱蓄能材料的助力下，冬奧會綠意更濃。據《中國冶金報》記者了解，首鋼吉泰安新材料公司（下稱吉泰安公司）自主研發的鐵鉻鋁合金電熱絲，成功應用在冬奧會張家口山地新聞中心及周邊清潔供熱設施中，助力綠色辦奧。
作為北京2022年冬奧會非競賽場館，河北張家口山地新聞中心在云頂大酒店已有場館的基礎上改建而成，占地面積約1萬平方米，其中建筑面積約4000平方米，主要包括新聞發布廳、記者工作間、通訊社用房、場館服務功能用房等。
圖為張家口山地新聞中心所在地。（圖源于網絡）
為了給張家口山地新聞中心、云頂大酒店及周邊地區清潔供熱，實現當地風電可再生能源的高效利用、治理與環境改善，張家口市在崇禮區二道溝熱源廠實施了煤改電工程。此工程是本屆冬奧會76個重點項目之一，其中沈陽世杰電器有限公司（以下簡稱世杰公司）中標的110千伏固體電加熱蓄能設備是一種利用夜間谷價電和棄風電采取固體儲熱方式的大功率新型熱源，具有給大規模和超大規模城市區域24小時連續供熱能力，可完全替代燃煤、燃氣、燃油鍋爐，使用過程中不產生廢氣、廢水、廢渣，實現二氧化碳零排放，促進節能環保。
據了解，這種“高電壓等級大功率固體儲熱電鍋爐”，對核心材料電熱絲的質量要求極高。吉泰安公司黨委書記、董事長、總經理李剛告訴《中國冶金報》記者，憑借在蓄能爐核心材料的優勢，吉泰安公司與世杰公司建立了長期穩定的合作關系，10余年來始終是世杰公司可靠的新材料研發、供應商。因此，在2020年7月份，在接到二道溝熱源廠煤改電工程這個冬奧會配套項目的中標任務后，世杰公司與吉泰安公司開展了溝通對接，共同為冬奧精品工程提供高標準、高質量的服務。世杰公司領導表示：“與首鋼吉泰安合作，質量有保證！”
從技術研發到生產工藝，吉泰安公司對產品質量的把控始自源頭。與世杰公司啟動工程項目設計方案同步，吉泰安公司在規格、功率、牌號、選型等方面迅速組織開展電熱絲的技術攻關與生產準備工作。
吉泰安技術開發部部長楊慶松帶領研發團隊，攻克了尺寸精度細、化學成分范圍窄、表面負荷要求高、生產批次質量必須保持一致等諸多技術、工藝難題，成功研發出符合工程項目和大型蓄能爐要求的鐵鉻鋁合金電熱絲。隨即，該公司市場部、質量部、拔絲作業區、煉軋作業區密切合作，分批組織生產、供貨，在2021年11月份供暖季前，將吉泰安自主研發、生產的200余噸首鋼“鋼花”牌鐵鉻鋁合金電熱絲產品，應用于張家口市崇禮區城區二道溝熱源廠煤改電項目110千伏固體電蓄熱爐設備。
《中國冶金報》記者在采訪中了解到，這種大型固體電熱蓄能爐不同于一般取暖設備，其體型有數層居民樓那么大，甚至可以更大。如此空間體量，猶如一個巨型“魔方”。其外立面是一層平鋪的蓄熱體——磚紅色的耐熱磚，里面平立相間、層層鋪排著更多的耐熱磚。在每塊耐熱磚的縫隙間，埋上核心部件材料——繞成彈簧狀的電熱絲，這種形狀有助于收集熱量、減少空間占用。而耐熱磚平立相間鋪排所形成的蜂窩狀空間，正是彈簧狀電熱絲的“家”。耐熱磚和電熱絲有序、均勻的分布，使熱量傳導到“魔方”的每一個角落，實現充分蓄能。
據吉泰安公司副總經理陶科介紹，此次電熱絲供貨任務最大的特點是必須確保大型固體電熱蓄能爐的穩定運行。在110千伏高壓條件下，如果大型蓄能設備不具備高電阻性能，高壓產生的巨大電流將會在瞬間使全部導電線路燒毀。為此，吉泰安公司研發生產的直徑僅3.2毫米的電熱絲產品，突破電熱轉換及熱儲能過程中的大功率技術瓶頸，其具備以下3個特點：一是可直接連接高壓大電流，性能安全；二是可高效轉換電能，實現清潔供熱；三是利用峰谷電價差儲能釋能，提升當地電網平衡調控能力。
陶科進一步介紹，耐熱磚的層數取決于總供熱量的需求，因此“魔方”可以因需制宜。此次吉泰安公司供貨的4座5萬千瓦大型固體電熱蓄能爐，每1座都相當于一棟3層居民樓那么大，共使用了200噸電熱絲，如果將它們完全抻直，大約有1750公里。“這么大的量，同時還保證了電阻值的穩定性，這就是首鋼品牌的技術含量。”世杰公司相關技術人員對吉泰安公司的產品給予充分肯定。
谷價電時段，4座大型固體電熱蓄能爐會把熱能充分儲存起來，然后通過暖氣管道，源源不斷將其輸送到張家口山地新聞中心、云頂大酒店和周邊地區的千家萬戶，為150萬平方米的房屋建筑提供冬季清潔取暖服務。
作為國內最早研發電熱蓄能材料的企業，吉泰安公司經過多年積累與創新，憑借快速響應市場需求的科研實力、高效的生產能力、優良的產品質量，已穩居國內清潔能源供熱行業“龍頭”材料供應商地位。首鋼“鋼花”牌電熱絲、電阻絲產品已經發展成國內電熱蓄能市場最具影響力的著名品牌。吉泰安公司領導表示，該公司將堅持深耕國內大功率電熱儲能市場領域，為我國推動壓煤減霾、節能減排、加強清潔能源供應再添助力。
圖為首鋼吉泰安公司科技人員現場評價裝配后爐絲的實際形態。（李思媛/攝）
