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CSPPLAZA光熱發電網訊：“玉門鑫能50MW二次反射塔式光熱發電項目采用模塊化設計，具有靈活投資、占地率低、可分步建設、并行調試、分組投運及單獨維修等多項優勢。隨著液態金屬、氣體及固體顆粒等作為傳儲熱介質可達到更高溫度的光熱技術的不斷成熟，塔式和二次反射技術必然成為未來的大趨勢，我們也致力于推動二次反射塔式光熱發電技術走向商業化。”近日，在第六屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會上，江蘇鑫晨光熱技術有限公司（簡稱“鑫晨光熱”）總工程師游思梁先生如是表示。

圖：游思(si)梁在大會上發言(yan)

據游(you)思梁介紹，2019年6月16日(ri)，玉門(men)鑫能50MW塔式(shi)光熱發電項目一號模塊(kuai)(kuai)進行了約(yue)3小(xiao)時的(de)滿功率測試和(he)聯調(diao)，總(zong)共投入了2595臺定日(ri)鏡(jing)。這(zhe)三個(ge)小(xiao)時平均DNI是791W/㎡，最高時達(da)到(dao)1000W/㎡，吸熱器(qi)出(chu)口溫度最高達(da)到(dao)570℃，熔(rong)鹽平均流量為(wei)90.7m3/s，吸熱器(qi)平均輸出(chu)熱功率達(da)16.21MWth，最初(chu)的(de)設計(ji)點是17MWth，這(zhe)是在DNI沒(mei)有達(da)到(dao)900W/㎡的(de)情況下測得的(de)。可以預知，如(ru)果DNI達(da)到(dao)900W/㎡，單模塊(kuai)(kuai)的(de)熱輸出(chu)功率可以達(da)到(dao)18.44MWth，這(zhe)將(jiang)超出(chu)最初(chu)的(de)設計(ji)值。

圖：玉門鑫能50MW塔式光熱發(fa)電(dian)項目#1模塊

游(you)思梁認為，采用模塊(kuai)化(hua)設計的優點主(zhu)要(yao)在(zai)于如下幾(ji)大方面：實現占(zhan)地(di)率(lv)更(geng)低、效率(lv)更(geng)高(gao)；可(ke)以分步建設、并(bing)行(xing)調試(shi)；投(tou)(tou)資靈活、風險可(ke)控，投(tou)(tou)資商樂于接(jie)受；可(ke)以分組投(tou)(tou)運、提前發(fa)電(建設五個模塊(kuai)就可(ke)以發(fa)電)；單個模塊(kuai)發(fa)生故障(zhang)可(ke)以單獨維(wei)修，不需要(yao)全場進行(xing)停機(ji)維(wei)修。

“二(er)次反射(she)技(ji)術(shu)是延續效(xiao)率(lv)(lv)最(zui)高(gao)、最(zui)有潛力的(de)塔式路線；選用(yong)(yong)低風險(xian)、高(gao)效(xiao)率(lv)(lv)的(de)地(di)面容(rong)積式吸熱(re)器(qi)，將(jiang)外部管排(pai)式吸熱(re)器(qi)的(de)一些(xie)風險(xian)盡(jin)量降低，特別是凍堵及管道的(de)熱(re)疲勞等問題得到(dao)了(le)(le)很(hen)好的(de)解決(jue)；采用(yong)(yong)成(cheng)熟且中國(guo)儲(chu)量較大的(de)熔(rong)鹽儲(chu)熱(re),降低了(le)(le)儲(chu)熱(re)系統成(cheng)本；推廣建(jian)設和投資(zi)更(geng)靈活(huo)的(de)模(mo)塊(kuai)化集(ji)熱(re)場，可(ke)以為后續模(mo)塊(kuai)建(jian)設和運行提(ti)供借鑒和經(jing)驗；采用(yong)(yong)智能視(shi)覺校(xiao)正技(ji)術(shu)，大大縮短調試(shi)時間。最(zui)終，通過這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)革新與改進,二(er)次反射(she)技(ji)術(shu)在玉門鑫(xin)能50MW塔式光熱(re)發(fa)電(dian)項目一號模(mo)塊(kuai)得到(dao)了(le)(le)成(cheng)功的(de)應(ying)用(yong)(yong)。”游思梁總結到(dao)。

在本次發言中，游思梁還就玉門鑫能50MW塔式光(guang)熱發電(dian)項目定(ding)日鏡(jing)、控制系統(tong)、吸(xi)熱器、熔鹽罐及調試等關(guan)鍵設備及環(huan)節進(jin)行(xing)了(le)詳細介紹。

定日鏡。定日(ri)鏡(jing)外(wai)形尺寸(cun)為4.4m×4.0m×2.3m，鏡(jing)面反(fan)射率93%，工(gong)作風(feng)速(su)17m/s，生存風(feng)速(su)25m/s，工(gong)作環境溫度(du)-40-65℃；二(er)次(ci)(ci)反(fan)射鏡(jing)的(de)面型精(jing)度(du)是1.4mrad；二(er)次(ci)(ci)網(wang)架直(zhi)徑60米，鏡(jing)盤直(zhi)徑是60米，塔架升頂后水平(ping)位移精(jing)度(du)要控制在(zai)5mm以內。隨后，通過光(guang)學級的(de)檢(jian)測工(gong)程(cheng)保證其精(jing)度(du)后，二(er)次(ci)(ci)反(fan)射塔網(wang)架結(jie)構(gou)以及主結(jie)構(gou)在(zai)地(di)面完成拼裝，通過頂升的(de)方式穩步地(di)從(cong)低(di)空上(shang)升到(dao)高空，在(zai)保證施工(gong)安(an)全的(de)同時也保證如此高光(guang)學精(jing)度(du)的(de)設備在(zai)吊裝過程(cheng)中不(bu)被破壞。

游思梁(liang)強調(diao)：“二(er)(er)次反(fan)射(she)鏡對鏡面材料(liao)有特殊要(yao)求。我(wo)們選取了一(yi)(yi)種定制(zhi)的(de)帶膜層(ceng)的(de)高(gao)反(fan)射(she)鋁(lv)鏡，它采用(yong)一(yi)(yi)層(ceng)二(er)(er)氧化硅的(de)保(bao)護層(ceng)、一(yi)(yi)層(ceng)二(er)(er)氧化鈦的(de)反(fan)射(she)層(ceng)及耐候保(bao)護層(ceng)，可以耐受200℃的(de)高(gao)溫(wen)。為保(bao)證這(zhe)一(yi)(yi)材料(liao)的(de)安全性，我(wo)們委托西班牙(ya)相關(guan)研(yan)究機構對其進行長時間高(gao)倍照(zhao)射(she)耐受性的(de)驗(yan)證，結果(guo)顯(xian)示其反(fan)射(she)率衰減度可以達到(dao)我(wo)們的(de)設計要(yao)求。”

“我們在玉門項目地(di)擁有一條(tiao)一萬平米定(ding)日(ri)(ri)鏡(jing)自動(dong)生(sheng)產(chan)(chan)線(xian)，采(cai)用(yong)自動(dong)化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)方式(shi)保證大批量(liang)定(ding)日(ri)(ri)鏡(jing)面(mian)型精度(du)(du)的一致性(xing)。每臺定(ding)日(ri)(ri)鏡(jing)由(you)16片(pian)1㎡的小鏡(jing)片(pian)組成，每片(pian)子(zi)鏡(jing)之間有角(jiao)(jiao)度(du)(du)差(cha)，通過自動(dong)化(hua)角(jiao)(jiao)度(du)(du)調節工裝來進行鏡(jing)片(pian)角(jiao)(jiao)度(du)(du)調節，然后(hou)實現(xian)自動(dong)粘膠，最(zui)后(hou)運往現(xian)場。”游(you)思(si)梁提到(dao)。

圖：玉門一萬平米(mi)定日鏡自動生產線(xian)細節(jie)

控制系統。該項(xiang)目(mu)定日(ri)鏡總體布局(ju)面積(ji)達到(dao)3.4平(ping)方公(gong)里，有78090個控制節點(dian)，如果發生斷電，未歸位的(de)高倍聚光反射鏡可(ke)能會照射到(dao)地面的(de)熱工裝置(zhi)，造成非常大的(de)安全隱患。為規避(bi)(bi)這(zhe)一(yi)風險，我們采(cai)用上海晶電的(de)一(yi)套(tao)專有技(ji)術，類(lei)似于動力線載(zai)波(bo)原理，并(bing)進(jin)行(xing)一(yi)些創新和改進(jin)，取(qu)消大量的(de)控制電纜布置(zhi)，用供電電纜協同進(jin)行(xing)控制，同時在這(zhe)套(tao)系統中增加(jia)一(yi)種分布式的(de)儲電電池，并(bing)放(fang)置(zhi)在合適的(de)位置(zhi)，保證在全場失電后半小時之內使(shi)所有定日(ri)鏡可(ke)以完全復位，避(bi)(bi)免(mian)事(shi)故(gu)的(de)發生。

吸熱器。玉門項目采用(yong)容積式(shi)直接(jie)吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)，其主要特(te)點包(bao)含(han)：1）無(wu)熔(rong)鹽(yan)凍(dong)堵風(feng)險(xian)，熔(rong)鹽(yan)直接(jie)吸(xi)(xi)收太陽(yang)能輻射，從(cong)根(gen)本上(shang)(shang)消除了熔(rong)鹽(yan)在(zai)吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)中(zhong)的(de)凍(dong)堵風(feng)險(xian)，保證了電站運行中(zhong)的(de)穩定性；2）較高(gao)的(de)熱(re)效率(lv)，吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)散熱(re)面小、零熱(re)阻、光吸(xi)(xi)收率(lv)可(ke)達99%，理論(lun)研(yan)究表明光熱(re)轉換效率(lv)可(ke)達90%以(yi)上(shang)(shang)；3）設備(bei)(bei)造價低(di)，吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)本體為(wei)不銹鋼(gang)(gang)316鋼(gang)(gang)殼結(jie)構，采用(yong)流量(liang)(liang)調節閥控制(zhi)進出口流量(liang)(liang)，技術成熟，設備(bei)(bei)完(wan)全國產化；4）自用(yong)電比例(li)低(di)，使用(yong)低(di)揚程兩臺熔(rong)鹽(yan)泵（一用(yong)一備(bei)(bei)）向吸(xi)(xi)熱(re)器(qi)供(gong)冷熔(rong)鹽(yan)，熔(rong)鹽(yan)泵峰值功率(lv)僅為(wei)6KW；5）運行難度系數低(di)，保溫蓋(gai)板快速開合可(ke)應對復雜的(de)來云工況，在(zai)無(wu)功率(lv)輸入情況下，300℃以(yi)上(shang)(shang)的(de)熱(re)熔(rong)鹽(yan)在(zai)有保溫措施的(de)吸(xi)(xi)熱(re)腔內可(ke)存放8個小時無(wu)凝(ning)結(jie)現象。

圖：直接式熔鹽(yan)吸熱器

熔鹽罐。玉門(men)鑫能項(xiang)目熔(rong)鹽罐(guan)選擇了雙層高溫(wen)熔(rong)鹽罐(guan)方(fang)案，其(qi)(qi)容(rong)積遠遠大(da)于(yu)熔(rong)鹽儲罐(guan)的(de)容(rong)積。其(qi)(qi)穹頂固定在(zai)(zai)外(wai)罐(guan)上(shang)，內外(wai)罐(guan)分(fen)離，穹頂通過一個吊(diao)頂在(zai)(zai)內罐(guan)形(xing)成保溫(wen)層，這(zhe)樣外(wai)罐(guan)的(de)每次熱脹冷縮不會傳遞到內罐(guan)的(de)焊接處，同(tong)時在(zai)(zai)內外(wai)罐(guan)之間有空氣夾層，這(zhe)樣可以大(da)大(da)節(jie)省(sheng)保溫(wen)材料的(de)用(yong)量。

圖：雙層熔鹽儲罐

在(zai)(zai)(zai)施工(gong)(gong)過(guo)程中，先完成外(wai)罐(guan)施工(gong)(gong)，然(ran)后(hou)在(zai)(zai)(zai)外(wai)罐(guan)內(nei)部焊接內(nei)罐(guan)（正因如此(ci)才得以在(zai)(zai)(zai)玉門(men)寒冷的(de)冬(dong)季工(gong)(gong)況下(xia)開展內(nei)罐(guan)施工(gong)(gong)，同(tong)時在(zai)(zai)(zai)外(wai)罐(guan)內(nei)部進行人工(gong)(gong)加熱(re)，保證罐(guan)內(nei)溫度，在(zai)(zai)(zai)內(nei)罐(guan)進行焊接完全沒有問題(ti)）；外(wai)罐(guan)的(de)承載力(li)基礎(chu)單獨設計，與內(nei)罐(guan)的(de)隔熱(re)基礎(chu)彼(bi)此(ci)隔離，這樣大大地降低(di)防熱(re)基礎(chu)的(de)設計和施工(gong)(gong)難度，節(jie)省了(le)施工(gong)(gong)時間。

鏡面清洗。與供應商開(kai)發無水負壓(ya)清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)車(che)(che)(che)，先用(yong)毛刷將定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)的(de)(de)(de)灰塵(chen)(chen)刷松，再用(yong)負壓(ya)將所(suo)有(you)散開(kai)的(de)(de)(de)灰塵(chen)(chen)吸到車(che)(che)(che)體內(nei)部，然(ran)后再處理掉。目前，每(mei)個模(mo)塊鏡(jing)面(mian)清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)的(de)(de)(de)頻率(lv)是(shi)7天一(yi)次，每(mei)臺清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)車(che)(che)(che)每(mei)天清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)186臺定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)，平均每(mei)分鐘清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)面(mian)積(ji)達(da)5㎡。同時，鏡(jing)場要(yao)做一(yi)些配(pei)合，比如(ru)，當(dang)清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)車(che)(che)(che)開(kai)過來的(de)(de)(de)時候，工作(zuo)中(zhong)的(de)(de)(de)定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)的(de)(de)(de)俯仰角保持不變，便(bian)于清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)車(che)(che)(che)進行清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)；若清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)車(che)(che)(che)沒(mei)有(you)得到額外的(de)(de)(de)指令清(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)，則其它定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)保持原地(di)等(deng)待，否則可(ke)能碰撞到正在追日(ri)的(de)(de)(de)定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)。

調試。采用(yong)巧(qiao)妙的(de)(de)仿生學原理，為(wei)每臺定(ding)(ding)日鏡(jing)(jing)以(yi)及二(er)次塔架安(an)(an)裝“眼(yan)睛(jing)”，雙方可(ke)以(yi)通過(guo)通信精準地定(ding)(ding)位對(dui)方的(de)(de)位置，同時(shi)計算出所有未(wei)知參數。運用(yong)這種(zhong)方法，花費(fei)9天的(de)(de)時(shi)間即可(ke)完成(cheng)246臺定(ding)(ding)日鏡(jing)(jing)調試(shi)；理論上來講，如果(guo)為(wei)每臺定(ding)(ding)日鏡(jing)(jing)都安(an)(an)裝“眼(yan)睛(jing)”，只需(xu)10天就(jiu)可(ke)以(yi)完成(cheng)對(dui)單模塊的(de)(de)調試(shi)。

圖：系統聯調