2025年5月29日,第十二屆中(zhong)國(guo)國(guo)際(ji)光熱(re)大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州(zhou)盛大召開(kai),中(zhong)國(guo)電(dian)建(jian)集團(tuan)西北勘測設計(ji)研(yan)究院(yuan)(yuan)(yuan)有限(xian)公(gong)司(si)(以下簡稱中(zhong)電(dian)建(jian)西北院(yuan)(yuan)(yuan))新能源(yuan)工(gong)程院(yuan)(yuan)(yuan)副院(yuan)(yuan)(yuan)長段楊龍出席會議(yi)并作主題報告《光熱(re)一(yi)體化(hua)項目的總(zong)承包實踐》,詳細介(jie)紹了光熱(re)發電(dian)在一(yi)體化(hua)項目中(zhong)的作用(yong),并結合(he)實際(ji)參建(jian)項目分享了中(zhong)電(dian)建(jian)西北院(yuan)(yuan)(yuan)在光熱(re)一(yi)體化(hua)項目總(zong)承包過(guo)程中(zhong)積累的豐富經驗。
圖:段楊龍
光熱發電在一體化項目中的作用
段楊龍表(biao)示(shi),國家一系列利好政(zheng)策及《中華(hua)人民共(gong)和國能源法》的(de)正式施行,為光熱發電持續發展進一步(bu)定調,提振了光熱發電行業的(de)發展信心。
段楊龍指(zhi)出,目(mu)前(qian)風(feng)(feng)電(dian)(dian)、光(guang)(guang)伏配(pei)套光(guang)(guang)熱(re)(re)的大基地發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)模(mo)式,已經成為“十四五”時期我國西(xi)北地區新能(neng)(neng)源發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的一(yi)大趨(qu)勢。在新能(neng)(neng)源整體無補貼發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的政策背景下,國家和地方能(neng)(neng)源主管(guan)部(bu)門(men)提出了(le)“光(guang)(guang)伏+光(guang)(guang)熱(re)(re)”、“風(feng)(feng)電(dian)(dian)+光(guang)(guang)伏+光(guang)(guang)熱(re)(re)”、“風(feng)(feng)電(dian)(dian)+光(guang)(guang)熱(re)(re)”及(ji)“大容量、高參(can)數光(guang)(guang)熱(re)(re)”等發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)模(mo)式,促進光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)行業健康有序(xu)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。為了(le)進一(yi)步提升光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)項目(mu)的調峰能(neng)(neng)力(li),中電(dian)(dian)建西(xi)北院正在青海等地積(ji)極參(can)與(yu)推進35萬(wan)千瓦級光(guang)(guang)熱(re)(re)項目(mu)策劃和建設。
光熱一體化項目建設理念及建設重點
環保與智慧化理念
據(ju)段楊(yang)龍介紹,中電建西北院在光熱項目建設(she)中始終貫穿環保理念(nian)。以(yi)共和一期(qi)項目為例,鏡(jing)場建設(she)不做大面(mian)積場平,充分發(fa)揮光熱發(fa)電清潔綠色的(de)優勢,高效(xiao)利用水資源,實(shi)現廢(fei)水“零(ling)排放”。
同時,積(ji)極推進“智慧電(dian)(dian)站”建設(she),將資源(yuan)預測、數字化技術深度融合于項(xiang)目規劃、設(she)計、施工及(ji)運(yun)維全階(jie)段(duan),以提升發電(dian)(dian)量保障能力。
光熱與風電光伏深度聯合運行
據段楊(yang)龍(long)介紹,光(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)由于配備儲能(neng)(neng)系(xi)統(tong),可以在日照(zhao)資源(yuan)較好、中(zhong)午光(guang)伏大(da)發時(shi)(shi)段降(jiang)出力為(wei)新能(neng)(neng)源(yuan)調峰并儲存熱(re)(re)量,在晚(wan)上負荷高峰時(shi)(shi)利用儲存的(de)熱(re)(re)量進(jin)行(xing)發電(dian)(dian)(dian),維(wei)持(chi)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)(zhan)持(chi)續(xu)運行(xing)。同(tong)時(shi)(shi),考慮風光(guang)棄電(dian)(dian)(dian)回收(shou)利用解決方案(an),提升項目經濟性。中(zhong)電(dian)(dian)(dian)建西北院總承包的(de)中(zhong)廣核(he)德令哈(ha)項目配置(zhi)熔鹽電(dian)(dian)(dian)加(jia)熱(re)(re)器,為(wei)國(guo)內容量最大(da)的(de)棄電(dian)(dian)(dian)回收(shou)裝置(zhi)。
注重項目整體經濟性
在(zai)136號文下(xia)達的(de)(de)(de)背景下(xia),一體(ti)化(hua)項目(mu)的(de)(de)(de)開發(fa)(fa)(fa)思(si)路應考慮(lv)利(li)用光(guang)伏、風電(dian)(dian)的(de)(de)(de)低(di)度(du)電(dian)(dian)成本降低(di)項目(mu)建設投資,利(li)用光(guang)熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)可(ke)調度(du)性(xing)盡量(liang)爭取高電(dian)(dian)價時段發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian),既可(ke)在(zai)一定程度(du)上緩(huan)解電(dian)(dian)網調峰壓力,也可(ke)使目(mu)前(qian)度(du)電(dian)(dian)成本較高的(de)(de)(de)光(guang)熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)技術(shu)保(bao)持一定的(de)(de)(de)規模增量(liang),從而帶動產業鏈上下(xia)游協同發(fa)(fa)(fa)展加速技術(shu)迭代、降低(di)成本,使光(guang)熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)在(zai)未來新型(xing)電(dian)(dian)力系(xi)統中發(fa)(fa)(fa)揮應有(you)的(de)(de)(de)作用。
一體化方式建設運營
按(an)照一(yi)體化方式建設運營,應該將整個風光(guang)熱多能(neng)互補項目作為一(yi)個整體來考慮,部分公用設施共(gong)用。
針對大規模風光熱(re)多能(neng)互補項(xiang)目,中(zhong)電建西北院采(cai)用統一規劃公用設(she)施、統一測算經濟指(zhi)標、統一運(yun)維管理的一體化運(yun)營模式,以實現優(you)化資源(yuan)配置和降低項(xiang)目成本的目標。
光熱一體化項目主要支撐技術
策劃階段重點關注內容
結(jie)合多年項目建(jian)設(she)經(jing)驗(yan),中電(dian)建(jian)西北院對于光熱一體化項目的開發(fa)思路正不斷優化。
電(dian)(dian)源(yuan)配比(bi)方面,中電(dian)(dian)建(jian)西北院通過“光熱+光伏(fu)+風電(dian)(dian)+化學儲(chu)能+熔鹽儲(chu)能”多種能源(yuan)有(you)效匹(pi)配,采用一體(ti)化項(xiang)目分(fen)析軟件(jian),對項(xiang)目進行(xing)全(quan)年8760h逐時進行(xing)發電(dian)(dian)量分(fen)析和(he)光伏(fu)(風電(dian)(dian))棄電(dian)(dian)量分(fen)析,形成最優(you)電(dian)(dian)源(yuan)配比(bi)方案及(ji)運行(xing)調度策略。
熔鹽電加熱器設置
此外,西(xi)部地區由于高寒缺氧,風沙較大,中(zhong)電建西(xi)北院采(cai)用了SGS聯合(he)廠房布置(zhi)方案,可以(yi)優化(hua)運(yun)行損(sun)耗,降低小管(guan)徑管(guan)道的凍(dong)堵風險,改善運(yun)維條件。
一體化廠房設置
聚光集熱系統多云工況應對策略
段楊龍表示,云(yun)的出現對聚(ju)光集(ji)熱的運行尤其熔(rong)鹽泵影響非(fei)常(chang)大,為此(ci)應(ying)重點(dian)關注提升不同(tong)時間尺度下多云(yun)工況聚(ju)光集(ji)熱系統預測的準確性(xing)(xing),按照寬(kuan)溫域(yu)、寬(kuan)負荷設(she)備適(shi)應(ying)性(xing)(xing)進(jin)行主(zhu)要設(she)備選型(xing),優(you)化工藝流程,縮短系統整(zheng)體啟(qi)動時間,提升電站調峰能(neng)力。
云遮工況分析
中電建(jian)(jian)西北院開(kai)(kai)展了(le)吸(xi)熱器(qi)系統光-熱-流-力(li)聯合仿真,對非均勻熱流密度下(xia)高參數表(biao)面式吸(xi)熱器(qi)安(an)全(quan)開(kai)(kai)展可靠(kao)性(xing)研(yan)究(jiu),并搭建(jian)(jian)了(le)蒸汽發生器(qi)試驗(yan)臺用以輔(fu)助模擬(ni)實(shi)驗(yan),并分別建(jian)(jian)立了(le)蒸汽發生器(qi)水動力(li)計(ji)算模型(xing)、換熱管熱-力(li)耦合數值(zhi)分析模型(xing)、對換熱器(qi)水動力(li)計(ji)算及安(an)全(quan)可靠(kao)性(xing)開(kai)(kai)展仿真研(yan)究(jiu),實(shi)現快速(su)調峰(feng)工況下(xia)的系統集成優(you)化。
核心設備自主設計
據(ju)段楊(yang)龍介紹,與(yu)其(qi)它EPC總包單位(wei)在熔鹽儲罐部分采用“小EPC”分包形式不(bu)同,中電建西北(bei)院自主開(kai)展熔鹽儲罐整體(ti)設(she)計,僅此(ci)一項可節約(yue)成(cheng)本500萬元以上。技術成(cheng)果已在三峽(xia)青豫直流、國(guo)能共和、中廣核德令哈(ha)等(deng)多個項目中應用。
吸熱(re)(re)塔(ta)(ta)(ta)結(jie)構設計(ji)方面(mian),中電建西北(bei)院開展了(le)(le)針(zhen)對不同地區、不同風速條件下塔(ta)(ta)(ta)頂擺幅與吸熱(re)(re)器光(guang)斑組合變(bian)化規律研究,采(cai)用(yong)理論(lun)分析和數(shu)值建模的方法對吸熱(re)(re)塔(ta)(ta)(ta)采(cai)用(yong)不同的基礎型式(shi)、筒(tong)壁結(jie)構型式(shi)進行(xing)了(le)(le)分析研究,設計(ji)出國內首(shou)例變(bian)截(jie)面(mian)變(bian)坡度吸熱(re)(re)塔(ta)(ta)(ta),節(jie)省了(le)(le)建設投資。
同時,中電(dian)建西北(bei)院還總結(jie)建設(she)(she)經驗,編制了《吸熱塔(ta)結(jie)構設(she)(she)計標(biao)準(zhun)》企(qi)業(ye)標(biao)準(zhun),摸索出一套(tao)集模(mo)板(ban)、施工平臺和垂直(zhi)運輸多維(wei)一體的吸熱塔(ta)塔(ta)筒(tong)施工及(ji)設(she)(she)備安裝(zhuang)綜合解決方案。
主機設備選型要點
為適應前端聚光集熱的(de)間歇性(xing)(xing)、波動性(xing)(xing)和(he)后端變工況運行(xing)(壓(ya)力(li)、溫度),中電(dian)建西北院針對光熱發電(dian)項目的(de)系統功能和(he)特點(dian),提出主機(ji)設備選型要點(dian):
蒸汽發生(sheng)系統(SGS)采用寬(kuan)溫域設(she)計和低負荷(he)工(gong)況設(she)計,與汽輪(lun)機工(gong)況匹配,制定合理的(de)保(bao)壓方案;
汽輪機采用寬(kuan)溫域、寬(kuan)負荷(he)設計選型,適應(ying)頻繁啟(qi)(qi)停、快速啟(qi)(qi)動、低(di)負荷(he)等專用技(ji)術(shu)制造和運行要求(qiu)。
光熱一體化項目實施重點
外部建設條件把控
段楊龍指(zhi)出,在(zai)項目實(shi)施中(zhong),要高度重視太陽(yang)能資源(DNI)的準(zhun)確評估,避免因(yin)衛星數據偏差(cha)影響發電量與收益。
同時(shi),需注重對當地(di)(di)建(jian)設條(tiao)(tiao)件的(de)調查和落實,重點關注用地(di)(di)、水源、交通運輸等建(jian)設條(tiao)(tiao)件,針對高海拔、高寒地(di)(di)區有效(xiao)施工(gong)期(qi)短(duan)的(de)特點,合理制(zhi)定工(gong)期(qi)計劃。
設計與采購管控
設計管控重點:
1、總體技術方案(an)及總圖布置;
2、土建方案(重點關注鏡場基(ji)(ji)礎(chu)形式、吸熱塔結(jie)構設計、儲罐基(ji)(ji)礎(chu)及(ji)焊接(jie)方案、泵框(kuang)架平(ping)臺、主(zhu)廠房結(jie)構等(deng));
3、工(gong)藝設備參數(shu)選(xuan)型(例如SGS設備選(xuan)型、汽輪發電機(ji)組選(xuan)型、空(kong)冷設備及(ji)聚(ju)光集熱系(xi)統的形式及(ji)面積、主廠房布置方(fang)案、吸(xi)熱塔(ta)及(ji)儲罐區布置方(fang)案等);
4、工藝流程及自動化控(kong)制(zhi)方案(尤(you)其(qi)聚光集(ji)熱及儲換熱系統、大容量(liang)機組多塔布置(zhi)控(kong)制(zhi)策略);
5、調試(shi)運行工藝(yi)流(liu)程方案等。
采購方面,段楊龍認為要重點關注以下幾點:
1、參照施工網絡計劃圖編(bian)制合理的分標方案和(he)采購進度計劃,確保設備交貨滿(man)足(zu)現(xian)場(chang)需(xu)求;
2、設計技術規范與廠家設備方案的合理性;
3、重要(yao)設備分包(bao)商的設計、采(cai)購、供貨周(zhou)期(qi)及(ji)技(ji)術方(fang)案的確(que)認(ren),同(tong)時對施(shi)工圖、現場(chang)施(shi)工進度的影響管控;
4、大宗物(wu)資的采購和工廠化加工等;
5、儀(yi)表(biao)的(de)采(cai)(cai)購(gou)周期及準確性(xing),部分如基礎預埋儀(yi)表(biao)應提前制定采(cai)(cai)購(gou)預案;
6、主要設備的生產質量及重要工序的監造管(guan)控;
7、設備(bei)廠家在安裝調試發電及運行階(jie)段的配合度。
同(tong)時(shi),針對同(tong)時(shi)推進(jin)的(de)項(xiang)目可采(cai)(cai)(cai)用集中(zhong)采(cai)(cai)(cai)購(gou)方(fang)式(shi),以提升采(cai)(cai)(cai)購(gou)效(xiao)率,降低(di)項(xiang)目成(cheng)本。在此過程中(zhong),要嚴格進(jin)行供(gong)應商選(xuan)擇與評(ping)估、規范(fan)采(cai)(cai)(cai)購(gou)合同(tong)管(guan)理,重(zhong)視(shi)采(cai)(cai)(cai)購(gou)與設計(ji)施工(gong)各(ge)個環節的(de)高效(xiao)接口管(guan)理。此外(wai),應重(zhong)點(dian)關注進(jin)口設備(bei)的(de)采(cai)(cai)(cai)購(gou)及供(gong)貨周期。
施工與調試管理
段(duan)楊龍(long)認為光熱項目不(bu)是(shi)簡單的(de)新能源項目,設(she)備不(bu)常(chang)規(gui),常(chang)規(gui)島不(bu)常(chang)規(gui),調(diao)試運行不(bu)常(chang)規(gui),可以看成是(shi)火電(dian)與新能源的(de)創新融合(he),其施工與調(diao)試的(de)總體特點如(ru)下:
1、光熱項目大部分處在(zai)高寒、高海(hai)拔區域,環(huan)境因(yin)素影(ying)響大,有效施工(gong)期短,工(gong)期制(zhi)定應合理、針對性強(qiang);
2、成(cheng)熟的項(xiang)目(mu)經驗較少(shao),對項(xiang)目(mu)管理人員綜合能(neng)力(li)要求(qiu)高;
3、部分(fen)關鍵進口(kou)設備采(cai)購周期長,國產化經驗需積累提(ti)高;
4、對于熔鹽(yan)(yan)的安全管理要求高,熔鹽(yan)(yan)儲罐(guan)預熱化(hua)鹽(yan)(yan)運行經驗少;
5、高低溫熔鹽泵、熔鹽閥、聚(ju)光集熱系統技(ji)術供應(ying)商偏少;
6、光熱(re)電站設計涉及專業多,專業間(jian)配合難度(du)大;
7、聚光集熱(re)(re)系(xi)統(tong)與(yu)儲換(huan)熱(re)(re)系(xi)統(tong),發電系(xi)統(tong)三島聯調運行難度大。
數字化應用——一體化BIM信息模型
據(ju)段楊龍介紹,中電(dian)(dian)建(jian)西北院通(tong)過(guo)應(ying)用數(shu)字化(hua)技(ji)術,BIM技(ji)術實現了(le)光(guang)熱電(dian)(dian)站從設(she)計(ji)到(dao)運維的全生命周期數(shu)字化(hua)建(jian)模管理(li)和(he)優化(hua),主(zhu)要制定了(le)設(she)計(ji)施(shi)工一體化(hua)BIM技(ji)術應(ying)用策略和(he)光(guang)熱電(dian)(dian)站一體化(hua)BIM信息模型;構建(jian)了(le)統一的數(shu)據(ju)標準和(he)數(shu)據(ju)交付規(gui)范;建(jian)立了(le)BIM技(ji)術的工程數(shu)字化(hua)協(xie)同管理(li)平臺(tai);目前(qian)青豫二(er)期項目已實現正向三維設(she)計(ji)。
段(duan)楊龍最后表(biao)示,隨著能源(yuan)結構轉(zhuan)型與電力(li)體制改革深化,光(guang)熱發(fa)(fa)電在新型電力(li)系統(tong)中的價值將持續凸顯(xian)。中電建西北院將錨定“國(guo)際一流(liu)科技型工程(cheng)公司”愿景,加大科技研發(fa)(fa)投入,與業(ye)內同行攜手推動光(guang)熱發(fa)(fa)電技術進步,為“碳達峰、碳中和”目(mu)標實現(xian)貢獻力(li)量。