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高清實錄!中控德令哈10MW+50MW光熱電站詳解
發布者:lzx | 來源:西北院 | 0評論 | 22755查看 | 2020-06-24 16:30:01    

近期(qi)(qi),中國(guo)電(dian)力工程顧問集團(tuan)西北電(dian)力設(she)計(ji)院有限公司推出(chu)兩期(qi)(qi)榮獲2019年度電(dian)力行(xing)業優秀工程設(she)計(ji)一(yi)等獎(jiang)的光熱(re)項目(mu)系(xi)列介紹,本文介紹了(le)駐扎在(zai)“金色世(shi)界”德(de)令哈的中控50MW太陽能(neng)熱(re)發電(dian)項目(mu)。


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青(qing)海(hai)(hai)中控(kong)德(de)令(ling)哈太(tai)陽(yang)(yang)能熱(re)發電項目位(wei)于青(qing)海(hai)(hai)省海(hai)(hai)西州德(de)令(ling)哈市西出口太(tai)陽(yang)(yang)能工業園區(qu)。


該(gai)項(xiang)目(mu)分兩期建(jian)設:一期為青海中控10MW塔式(shi)太陽能熱發(fa)電站,也是亞洲首(shou)個投(tou)入商業運行的光熱項(xiang)目(mu)


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2013年(nian),電站(zhan)一期項目并(bing)網發(fa)(fa)電,標(biao)志著我(wo)國自主研發(fa)(fa)的(de)太陽(yang)能光熱發(fa)(fa)電技術向(xiang)商業(ye)化運(yun)行(xing)邁出了堅實步伐,為(wei)我(wo)國建設并(bing)發(fa)(fa)展大規模應用(yong)的(de)商業(ye)化太陽(yang)能熱發(fa)(fa)電站(zhan)提供了強力的(de)技術支撐。


2016年8月26日,該電(dian)站經過熔鹽(yan)吸熱(re)儲(chu)(chu)熱(re)技術改造(zao)后(hou)成功投運,成為(wei)我國(guo)首(shou)座(zuo)成功投運的(de)規模(mo)化儲(chu)(chu)能(neng)光熱(re)電(dian)站,全球第三座(zuo)投運的(de)具(ju)備規模(mo)化儲(chu)(chu)能(neng)的(de)塔式光熱(re)電(dian)站。


二期項目青海中(zhong)控50MW塔式太(tai)陽能熱發(fa)電(dian)站(zhan)是我(wo)國完全(quan)自(zi)主化開發(fa)的光(guang)熱電(dian)站(zhan)。


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該項目(mu)是國家首批(pi)光(guang)熱發(fa)電示范項目(mu)之一,也是國內光(guang)熱電站核心技術全(quan)部采用(yong)國產技術的典型。項目(mu)配置7小時熔(rong)鹽儲能系(xi)統,設計年發(fa)電量1.46億(yi)千(qian)瓦時,等效(xiao)滿(man)負(fu)荷發(fa)電利(li)用(yong)小時數(shu)2920小時。2018年12月(yue)30日順利(li)并網發(fa)電,2019年4月(yue)17日實現滿(man)負(fu)荷運行。


作(zuo)為我國完全自(zi)主化開發的(de)(de)光(guang)熱(re)電站,該(gai)項目的(de)(de)運(yun)行表現充分驗證(zheng)了我國自(zi)主研發的(de)(de)光(guang)熱(re)發電技術的(de)(de)先(xian)進性以及國產化裝備(bei)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性,標志著(zhu)我國自(zi)主研發的(de)(de)塔式太陽能(neng)光(guang)熱(re)發電技術邁向新(xin)臺階。


一、設計創新點


1.高溫、高效、大容量儲熱熔鹽系統


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圖:項目全景圖


項目采用完全擁有(you)自主知識(shi)產權的(de)塔式熔鹽儲能光熱發電技術(shu),相比國內建成的(de)同類光熱項目,本工(gong)程(cheng)的(de)技術(shu)路線、性能及可(ke)靠性均保持(chi)領先,95%以上的(de)設備實現了國產化。


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電站配置7小(xiao)時熔鹽儲熱系(xi)統,已(yi)實現超過(guo)24小(xiao)時連續(xu)穩定發(fa)(fa)(fa)電,2019年8月13日至16日已(yi)實現最高75小(xiao)時連續(xu)發(fa)(fa)(fa)電,單次(ci)不停機累計發(fa)(fa)(fa)電量達240.7萬度,等效(xiao)滿負荷連續(xu)發(fa)(fa)(fa)電小(xiao)時數(shu)超48小(xiao)時。


2.節約用地、緊湊模塊化發電區布置


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圖:圓形場地


電(dian)站發(fa)電(dian)區用地多(duo)為(wei)圓形,盡可能將定(ding)日鏡(jing)靠近集(ji)熱塔布置,發(fa)電(dian)區場地利用率達(da)到了70%以上。本項目熔鹽發(fa)電(dian)區占(zhan)地直徑為(wei)190米,占(zhan)地3.14公頃,中心發(fa)電(dian)區用地縮小較多(duo)。


模塊化布置(zhi)主要體現在汽輪發(fa)電機組布置(zhi)在汽機房(fang)(fang),蒸汽發(fa)生(sheng)器布置(zhi)在儲換熱(re)區域,塔(ta)內布置(zhi)上下(xia)塔(ta)高溫管道及(ji)空壓機房(fang)(fang),其他工藝設備獨立布置(zhi),儲換熱(re)配電區獨立布置(zhi)。同時(shi),本工程盡量合并與毗(pi)連輔助廠房(fang)(fang)及(ji)附(fu)屬建筑。


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圖:高達200米(mi)的吸熱器(qi)


壓縮空(kong)氣機房布置在吸(xi)熱塔(ta)(ta)內,節約(yue)項(xiang)目用(yong)地。220米(mi)高吸(xi)熱塔(ta)(ta)管(guan)道支撐內搭采用(yong)獨立鋼結構(gou),外塔(ta)(ta)為混凝土結構(gou),最大程度控制了施工(gong)進度,間接節約(yue)工(gong)程費用(yong)。這(zhe)一理(li)念為國內外同類項(xiang)目首例。


3.運行模式多樣,熱力系統復雜


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圖:電力穩(wen)定連(lian)續輸出(chu)


項目采用(yong)低(di)負荷階段(duan)將末(mo)級(ji)高加汽(qi)(qi)源(yuan)切換至汽(qi)(qi)輪(lun)機高壓(ya)缸本體更(geng)高一級(ji)壓(ya)力位置(zhi),當系統(tong)參(can)數進一步降(jiang)低(di)時再投運額外(wai)的低(di)負荷預熱(re)器,相對于傳統(tong)的采用(yong)主蒸汽(qi)(qi)作為加熱(re)汽(qi)(qi)源(yuan),提高了熱(re)力系統(tong)綜(zong)合效率以及電站經濟性。


設計了完備(bei)(bei)的啟動(dong)和停運(yun)輔助蒸(zheng)汽系(xi)統,在機組夜間短期停機階段,蒸(zheng)汽發生(sheng)系(xi)統產(chan)生(sheng)輔助汽源。這些熱(re)力(li)系(xi)統設計,可以實(shi)現在熱(re)備(bei)(bei)用模式下熱(re)力(li)系(xi)統停運(yun)數(shu)月的功(gong)能(neng)。


4.熔鹽系統設計創新


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圖:全(quan)自動無人駕駛清洗車


考(kao)慮到本(ben)工程電站寒冷、風沙大等因素,蒸汽(qi)發生器系統(tong)布置在簡易(yi)廠房內部,并采用熔鹽罐坑的布置方式,所有熔鹽管道及設備都(dou)設置完備的電伴熱(re),可(ke)以實現系統(tong)啟動前的預(yu)熱(re)和運行中的防凝。


熔鹽(yan)(yan)管道(dao)彈簧(huang)等支(zhi)吊(diao)架設計考(kao)慮特殊工況,給出合理的支(zhi)吊(diao)架選型,確(que)保熔鹽(yan)(yan)管道(dao)的安(an)全(quan)可(ke)靠,確(que)保在管道(dao)冷態(tai)、熱態(tai)及(ji)系統熱態(tai)備用狀態(tai)管道(dao)的坡(po)度能夠安(an)全(quan)疏(shu)放(fang)參與熔鹽(yan)(yan)的要求(qiu),避(bi)免(mian)特殊情況下彈簧(huang)反作用力過大,長期運(yun)行(xing)或可(ke)造成高溫奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)焊縫失(shi)效(xiao)等問(wen)題。


5.控制系統、運行模式探索


工程采用由鏡(jing)場控(kong)制系(xi)統(SCS)、分(fen)散控(kong)制系(xi)統(DCS)組成的自動化網絡,實現控(kong)制功能分(fen)散,信息集中管理的設計原(yuan)則(ze)。


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圖:集控室


運(yun)行人員(yuan)(yuan)在集中(zhong)控(kong)制(zhi)室(shi)內通過(guo)LCD操(cao)作員(yuan)(yuan)站與(yu)大尺(chi)寸LCD顯示器、在就地巡(xun)檢人員(yuan)(yuan)的(de)配合下,實現以LCD/鍵盤(pan)為(wei)中(zhong)心的(de)集中(zhong)監(jian)視(shi)和控(kong)制(zhi),在值班人員(yuan)(yuan)少量干預下自動完成機組的(de)啟動、停止,正常(chang)運(yun)行的(de)監(jian)視(shi)控(kong)制(zhi)和異常(chang)工(gong)況處理。


6.核心技術達國際領先水平


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圖:吸熱塔頂


據此前公開報道(dao),國外塔式熔鹽光熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)站首年(nian)發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)達(da)(da)成率一般都在(zai)50%左右,三四年(nian)后(hou)達(da)(da)到90%左右。本項目在(zai)2019年(nian)7月(yue)17日至8月(yue)16日一個(ge)月(yue)內,電(dian)(dian)(dian)(dian)站累計發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)達(da)(da)1258.23萬度,同期理(li)論發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)為(wei)1386.35萬度,月(yue)發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)達(da)(da)成率為(wei)90.76%,其中8月(yue)9日至8月(yue)15日一周的平均發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)達(da)(da)成率達(da)(da)97.65%。電(dian)(dian)(dian)(dian)站在(zai)實(shi)現滿(man)負荷運行3個(ge)月(yue)后(hou)就(jiu)實(shi)現了月(yue)度發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)達(da)(da)成率超過90%,足以驗證項目的核心技(ji)術能力(li)及運維技(ji)術已達(da)(da)到國際(ji)領先(xian)水(shui)平。


二、良好的經濟和社會效益


1.設計質量優良,運行指標先進


2019年10月(yue)(yue)-2020年2月(yue)(yue),本項目(mu)累(lei)積發電(dian)量6185.62萬千(qian)(qian)瓦(wa)時,上網電(dian)量5545.19萬千(qian)(qian)瓦(wa)時,月(yue)(yue)度發電(dian)量達成率(lv)快(kuai)速提升,平均(jun)發電(dian)量達成率(lv)96.41%,在(zai)2020年初的兩個月(yue)(yue)更是連(lian)續超過100%,刷新全球同類型電(dian)站(zhan)投運后同期的最高記(ji)錄,達到(dao)設(she)計預期。


2.綠色節能環保,經濟社會效益雙贏


本工程年(nian)發電(dian)量(liang)(liang)保守計算(suan)約(yue)(yue)1.46億千瓦時(shi),根據初步推算(suan),每年(nian)將替代燃(ran)煤(mei)約(yue)(yue)4.6萬噸,減少(shao)SO2排放量(liang)(liang)約(yue)(yue)43噸、NOx排放量(liang)(liang)約(yue)(yue)43噸、減少(shao)煙塵排放量(liang)(liang)約(yue)(yue)13噸,減排CO2約(yue)(yue)12.1萬噸。此(ci)外,還減少(shao)了燃(ran)煤(mei)電(dian)廠產生(sheng)的(de)噪聲及燃(ran)料、灰渣運(yun)輸處置帶來的(de)環(huan)境和生(sheng)態影(ying)響。同時(shi),本項(xiang)目將原有戈壁荒地(di)變(bian)為工業生(sheng)產用(yong)地(di),變(bian)廢為寶,給(gei)當地(di)帶來了可觀的(de)經濟及社會效益。


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