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新会中集王宝臣:储能集装箱的合理设计与应用

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2017-05-09 浏览:

中国储能网讯:2017年4月24-26日,第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开,来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表,围绕产业热点话题,发表了一系列精彩演讲,中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间,广东新会中集特种运输设备有限公司销售总监王宝臣先生在“储能电站暨微电网专场”,以《储能集装箱的合理设计与应用》为题发表演讲,现将演讲主要内容发布,以飨读者。

王宝臣:各位大家好。我是一个行外人士,也希望借助中集的力量能够为储能这个新能源领域助一巴里。我来自新会中集,是中集集团南方特种集装箱制造基地,全称广东新会中集特种运输设备有限公司。今天给大家汇报的内容包括下面五个方面:

第一、介绍新会中集;

第二、集装箱箱体设计;

第三、包括防腐设计;

第四、温控设计;

第五、集装箱的装卸与维护,分享我们的一些经验。

新会中集成立于1996年,位于广东省江门市,年产能标准单位箱18万T,特种箱超过3万T。基于20多年的集装箱经验,我们也正在策划转型,这几年我们连续开发了污水处理集装箱化,淡水养殖集装箱化,以及海水淡化集装箱化,光伏逆变器箱,海上风电箱,还有储能与数据中心方面也做了一些探索,目前在珠三角地区,在新能源包括特种设备集成领域里面也是佼佼者。

集成领域里面针对储能这块我们联合天津力神交付了一条在澳洲近海储能的集装箱系统,在这个领域里面我们也是挑战的难度比较大的。除此之外包括集装箱化系统,也是中国国内第一家做全系统集装箱化污水装备,包括臭河道治理,生活污水处理集装箱一体化的系统

我们未来针对特种产品的战略,包括以集装箱概念集成城镇各构架体系必需元素,形成集装箱模块化能源与储能、移动充电、水净化、污水处理、数据中心与通讯,体育场馆等子系统,与中集模块化建筑体系构筑中集未来的模块智慧城镇系统。

此外我们基于中集集团的金融优势,我们也原以为客户提供中集租赁服务,包括直租、售后回租、杠杆租赁、委托贷款等等,如果各位企业有什么意向可以与我们交流。

我们经常做的一种就是直接租赁,租赁公司、供应商、承租企业三方的租赁模式。

第二种是售后回租,我们产品卖出去之后,与租赁公司形成按期支付,这样一种处理模式。

下面是我分享的产品设计。第一个我们想分一下常见的我们目前在做的常见的集装箱储能系统的结构设计,第一类大家可以看到,两个间,一个是设备简,一个是做电池间,两端开门,这种结构非常便于集装箱内单面拆卸与维护的电池储能系统。但是有一个小小的问题,由于电池很重,偏心,所以在吊装过程中要有一定合理的吊装方法,否则的话容易对系统形成破坏。

第二个是比较理想的,但是按照兆瓦时的性价比来讲可能也会偏高一点,端部开门式,电池放在中间,在箱体内部进行这种双面维护,这种是比较好的模式,但是成本偏高。

第三种模式从性价比来讲是比较高的,大家可以看到这里面浅蓝色的部分都是电池模组,这样的话就要求集装箱整体的结构设计的性能方面要很强,本身电池重量就很重,所以它的维护模式是内外两个面都可以做维护,但是在运输过程中会有很多问题,因为重量很重,运输过程中可能要把一部分电芯或者PACK拆下来,到现场再安装。

第四种,现在全钒液流电池用的比较合适一点,箱体两个外侧进行维护,如果是液流电池的话,可能单独运输、现场装,不知道可不可行。

剩下的是承重设计,我们承重设计有一个流程,我们会按照客户的需求进行结构设计,然后模拟分析,分析完之后对于弱项进行加强,根据客户需求做样品,做完样品以后做实物进行实验,实验之后这种重大变形确认之后再进行生产。目前我们设计的在静态下的承重可以达到60吨。

下面是抗风设计,最大的17级的风速在56.1千米每秒,这个是非常大的风速,现在按照我们的设计能力,我们可以做到,在地基做的相对合理的情况下,我们的抗风等级可以达到80米/秒。

下面是针对集装箱设计的物流标准体系设计,在去年9月21号,中国出了一个新的标准,叫《超限运输车辆行驶公路管理规定》,以后的超重超宽车辆都有严格的管理规定,一般集装箱含货物总重量不能超过30.5吨,车加箱的总重不能超过49吨。集装箱的长度不能超过13.5米,高度不能高于2.8米,宽度不能宽于2.55米,整车的长度要小于18.1米。车货离地高度小于4米。这个在经过高速的时候大家要关注这些,否则的话有些地方会很麻烦。

在海运方面,因为我们做海运集装箱做了几十年,这块跟大家分享一下集装箱在海运方面的要求。在总重量要求这块,一般货物总重含集装箱一般是32.5吨,是国际通用标准,集装箱的尺寸,列了很多数据,在物流集装箱里面有几个标准尺寸,一个是20英尺40英尺,45英尺以及53英尺,上面的数据是从20英尺到50英尺的尺寸的要求,最大的长度可以做到16.154米,最宽的宽度可以做到2.6米宽,最高的高度可以做到3.06米,现在的物流只要你的宽度和长度满足这几个尺寸,高度上有一些可调空间,最终取决于海运到陆运两端的一些具体的路径要求。

下面我给大家分享的是集装箱的仿佛设计,这两个集装箱已经烂的不成样子了,正常的集装箱的油漆是120个um左右。正常集装箱都要2年、3年,最多超过5年,一定要维护一次,否则的话它的油漆就会破损。如果安全的话形成点蚀,慢慢的就会很厉害。尤其是腐蚀条件很恶劣的,高湿、高盐分的话,集装箱的维护还是很重要的。所以从这个角度我想重点给大家分享一下集装箱的防腐设计这一块,在ISO12944的明确规定,防腐等级分C1、C1、C3、C4、C5、C6六个等级的分类。我们常规的一般做到C4级,它每平方米的腐蚀损失量是400克到650克。这个级别像海船、船厂,近海地区是达到这个腐蚀的级别。针对不高于这个级别的,我们做了一个设计总结,从起初我们要做好设计防腐,从几个方面,第一个要从结构方面做好设计防腐,我们认为在方案上要增加防腐介质抵达保护体的途径,比如增加过渡区,防止直接腐蚀到电芯。第二个要设计腐蚀介质的滤除系统,比如除盐雾,净化或者降低盐雾含量。

第三个是材料的选择,在材料选择这块有几个方面,一方面就是本身钢材的选择,我们还是倾向于Corten的耐候钢,因为比普通的碳钢它的耐候性能要提升2到8倍,而且涂装性能也很好。同时使用抗腐蚀的喷涂,以及防紫外线的油漆防护工艺。此外还要针对特定的环境,选择耐腐蚀的一些材质的零件,包括锁杆、胶条、百叶窗等等。在工艺控制上有三个方面,一个是提高抗腐蚀的喷涂工艺,我们目前做的是三层的喷涂方案,360um的油漆,可以在15年质保。同时在前期的预处理一定要按照国际油漆标准严格执行。另外在焊接的时候一定要严格注意,能够采用自动化的进行自动化焊接,因为人工焊接的时候会产生很小的微孔,这个可能成为未来腐蚀的一个潜在危险点。

最后建议大家定期维护,定期巡检,按时维护。

针对集装箱制造这个环节,大家可以看到大概分6个主要工艺流程,第一个是原材料的预处理,进行零件制造,装配,装配完之后进行二次打砂,对焊道进行处理,然后再进行油漆的喷涂,然后进行辅件的安装,最后检验。这里面有两个关键点,第一个一定要做到SA2.5的打砂标准,它可以把钢材表面的油脂、污垢、氧化批等等清除掉。第二个在焊接之后,由于焊接的影响,焊道会有一些氧化和污染,在这个位置要进行二次的处理,处理完之后才能进行尤其喷涂,根据尤其的施工工艺严格按照温控标准进行施工工艺。大家可以看到左下角的第一张照片,因为油漆施工工艺不合格,导致的在温度70度左右的情况下,集装箱的顶板油漆全部成片脱落,这个是在集装箱交付两年的案例。

下面是关于温控设备与材料方面,针对这个我们有一个建议,大家还是根据设备的发热量,选择设计理论,我们是按照热仿真设计,选择CFD稳态方法,湍流模型进行仿真模拟,根据空间设备的放热量,去设计选择冷却系统,一般水冷系统用在数据中心,针对储能最多也就选择精密空调。一般选择合适的保温层,我们常规选择的是岩棉或者聚氨酯夹芯板,主要是成本方面。内部和外部都可以对岩棉进行涂层处理,这样的话可以取得更好的保温效果。

在集装箱的装卸与维护方面,这是我们经常发现的一些案例,这种吊装的模式非常容易导致集装箱顶梁的位置,形成局部的过载,过载之后容易变形,尤其在装满货物之后,所以我们一般建议集装箱顶部的吊具垂直起吊,如果做不到的话,作用线不能与水平面的夹角不能小于46度,同时吊起的速度不能超过2倍的重力加速度,最好是利用集装箱的吊具起吊,如果有双面吊,正面吊,码头吊当然是最好的操作。

下面是集装箱的装卸与维护,集装箱装满货物都有几十吨,在满足海运标准的情况下,建议大家运输的时候最好放在甲板的下方,这样比较牢固一些。同时在运输过程中,一定要做好相关的物流方面的准备,因为集装箱在运输过程中很难免有磕磕碰碰,在达到目的地的时候一定要对油漆防护进行二次处理,避免有些地方油漆碰坏了之后,时间长形成了点蚀,慢慢慢慢就会腐蚀掉。

在维护方面,针对集装箱油漆,我们建议根据具体环境不一样,一般箱外油漆是三个月或者一年维护一次,内部是一年要维护一次,看看有没有什么大的问题。

在配件方面,主要看一些箱体设计的配件,密封胶条、百叶窗、防尘棉等等的配件维护。

以上是我的内容,如果有什么问题欢迎大家批评指正,谢谢。

(本文根据现场录音整理,未经本人审核)

发言人简介:

王宝臣,工科硕士学历及美国印第安纳大学Kelly商学院MBA学历,10余年集装箱行业经验和中集任职履历,主导特种集装箱产品和市场开拓及特种设备集装箱化集成解决方案开发与市场开拓。

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关键字:新会中集 集装箱 储能

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