近日,首航高科能源技術股份有限公司100MW級塔式光熱電站吸熱器技術在2020年度中國可再生能源學會科學技術獎評審會上榮獲技術創新類一等獎,并在2020中國可再生能源學術大會上頒獎。此次參加科學技術獎申報的項目共71項,涉及風能、生物質能、太陽能、海洋能、地熱能、氫能、儲能、可再生能源發電并網等領域,經資格審查、專家評審和半個月公示,最終共有7個項目獲得一等獎,9個項目獲得二等獎,16個項目獲得三等獎。
對(dui)塔式光熱(re)(re)發電技(ji)術來說,吸(xi)熱(re)(re)器是(shi)的核心裝備(bei),其(qi)承擔著吸(xi)收太(tai)陽熱(re)(re)能(neng)的重要(yao)作用,其(qi)安全高(gao)效的運行直接影響整個光熱(re)(re)發電系統運行的穩定性(xing),被譽(yu)為塔式光熱(re)(re)發電站的“心臟”。因其(qi)正常(chang)工況暴露于自然環境中,材(cai)料上不僅要(yao)有耐高(gao)溫特性(xing),同時具備(bei)抗(kang)低周(zhou)熱(re)(re)疲勞、抗(kang)熔鹽(yan)腐蝕等特點,整體結構設計要(yao)求高(gao)、技(ji)術難(nan)點大。評(ping)審(shen)會上通(tong)過基于敦煌項目的熔鹽(yan)吸(xi)熱(re)(re)器技(ji)術成果的應用,有以下的創新點:
1)技術創新,研發了國內第一臺100MW熔鹽塔式光熱發電項目吸熱器系統技術。
在敦煌100MW熔(rong)鹽塔式光熱(re)(re)電站建成前,國(guo)(guo)內(nei)尚未有百(bai)兆瓦(wa)級的(de)吸(xi)(xi)(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)使用案例,吸(xi)(xi)(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)主要核心技(ji)術(shu)基本由對吸(xi)(xi)(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)研(yan)(yan)究開始較早的(de)美國(guo)(guo)、西班牙(ya)等國(guo)(guo)家掌(zhang)握。本項目的(de)吸(xi)(xi)(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)由首航高(gao)科(ke)的(de)技(ji)術(shu)團隊(dui)自主研(yan)(yan)發設計、制造,是(shi)國(guo)(guo)內(nei)第一臺(tai)投入運(yun)行的(de)100MW級熔(rong)鹽吸(xi)(xi)(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi),其正(zheng)常投運(yun)證明了(le)首航研(yan)(yan)發的(de)100MW熔(rong)鹽塔式光熱(re)(re)發電吸(xi)(xi)(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)系統技(ji)術(shu)是(shi)可行的(de)。
2)設計工藝創新,形成了100MW級電站用吸熱器核心工藝設計包。
經(jing)過多(duo)年的探索和實踐,首(shou)航(hang)掌握(wo)了全套(tao)吸熱(re)器(qi)(qi)的設計、生(sheng)產、安裝、調試技(ji)術的全部技(ji)術,建立了完整的技(ji)術體(ti)系,形成(cheng)了100MW級(ji)電站用吸熱(re)器(qi)(qi)核心工藝設計包。主要包括:吸熱(re)器(qi)(qi)熱(re)負荷計算程(cheng)(cheng)序(xu)、吸熱(re)器(qi)(qi)熱(re)工水力程(cheng)(cheng)序(xu)、吸熱(re)器(qi)(qi)效率計算程(cheng)(cheng)序(xu)、事故安全計算程(cheng)(cheng)序(xu)、紅外監測(ce)程(cheng)(cheng)序(xu)等。
3)材料的創新,由于吸熱器吸熱裝置工況的要求,吸熱裝置所用材料需要具備耐高溫、耐高溫疲勞等特性,開發了新型高溫合金SHBG-2。
SHBG-2鎳基(ji)材(cai)料(liao)是(shi)寶鋼特鋼與首航高科合(he)作,突破了吸熱器高溫(wen)(wen)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)的(de)配方、冶(ye)煉和(he)制(zhi)造(zao)工藝瓶頸,研發(fa)出的(de)新型鎳基(ji)材(cai)料(liao)。經檢驗,材(cai)料(liao)的(de)微(wei)觀組織、高溫(wen)(wen)力(li)學(xue)性能、高溫(wen)(wen)熔鹽腐蝕(shi)性能等均滿足用(yong)戶要求,其中某些性能指標(biao)超過國外(wai)同類產品(pin)水平,形成(cheng)了具(ju)有(you)自主知識產權(quan)的(de)全流程(cheng)制(zhi)造(zao)技術。
4)制造工藝創新,吸熱器聯箱采用自主開發的生產工藝,聯箱抗疲勞性能優越。
吸(xi)熱(re)器制(zhi)造工(gong)藝中的(de)難點(dian)主要(yao)有聯(lian)箱接(jie)(jie)管生產工(gong)藝和(he)薄(bo)壁金屬管的(de)焊接(jie)(jie)工(gong)藝。經過(guo)不(bu)斷的(de)探索和(he)試驗,突破了聯(lian)箱接(jie)(jie)管的(de)生產新工(gong)藝,得到抗(kang)疲(pi)勞(lao)性能(neng)優(you)良的(de)吸(xi)熱(re)器聯(lian)箱,同時確定了合適的(de)吸(xi)熱(re)管焊接(jie)(jie)方案(an)。
5)結構創新,吸熱器及其附屬設備、管道支撐結構采用了合理的布置方式,滿足支撐要求的條件下,節省重量。
本項目(mu)中212米轉換(huan)層平臺以上的設備和鋼結構的重量(liang)只有1400多噸,遠遠小(xiao)于其他項目(mu)2000多噸的載荷。
6)系統布置創新,吸熱器下降管道安裝兩臺熔鹽調節閥,運行時保證下降管熔鹽為滿管流。
另外在下(xia)(xia)降管(guan)(guan)內裝有孔板,用于(yu)消除熔(rong)鹽下(xia)(xia)降產生的重力勢能,防止下(xia)(xia)降管(guan)(guan)出現振動和(he)閥門“汽(qi)蝕”,保(bao)證系(xi)統運行(xing)平穩。
這(zhe)也是首航(hang)高科首次獲得光熱(re)發電(dian)領域重量級技術和學術獎項,也意(yi)味著(zhu)隨(sui)著(zhu)多個光熱(re)項目的成(cheng)(cheng)功實施(shi)和穩定運行,相關(guan)技術成(cheng)(cheng)果正在形(xing)成(cheng)(cheng)并進(jin)入收獲階段,對(dui)企(qi)業構筑技術壁壘(lei)、鍛造核心競爭力有十分積極的意(yi)義。