發布者:CSPPLAZA | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 10300查看 | 2015-07-03 18:47:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會2015于6月25~26日在京盛大召開,中控太陽能技術有限公司副總裁兼總工程師黃文君出席本屆大會并發表演講,重點分享了中控太陽能德令哈光熱電站塔式熔鹽系統改造的經驗。
下面刊出的是黃文君演講(jiang)的主(zhu)要內容:(注:本文(wen)根據速記和(he)錄音資料整理(li),文(wen)章內容未經演講者本人(ren)審閱。)
感謝主辦方給我們這個機會交流中控德令哈電站的情況,跟前面的專家匯報的一樣,太陽能熱發電是一個工程,是一個裝備密集、技術密集型的產業,這個產業未來是很好的產業,目前是起步階段,需要緊密的合作。
今天把德令哈項目情況做一下交流。整個項目的情況按照50兆瓦設計的,技術難度大、資金投入大,首先建立了10兆瓦的電站,目前已經建成了,已經平穩發電22個月。也是全世界海拔最高的電站,運行、建設過程中也有很多的經驗。

圖:黃文君發表演講
這個電站選址跟剛才講的中電投德令哈的和中廣核的電站是相鄰的,都在德令哈市,整個項目前期先做了10兆瓦項目的實驗,目前10兆瓦的項目占地25萬平方米,鏡場15.5萬平米,塔高80米,設計的日均效率是15.9%,峰值是21%,發電機蒸汽溫度510度,整個技術理念都采用了國產的自主的技術,包括鏡場控制系統、吸熱器、汽輪機等等。
項目總體工程進度,2012年6月份進場施工,2012年8月份建設了兩個塔,每個塔熱功率15.5%,2013年7月份并網發電,工程管理是個很大的課題,從選址項目招標到工程的建設。今天到會的很多專家都去過現場考察,包括國家能源局也去現場做過數據的調研。中國到今天前期投入了很多的科研經費,但是很多項目沒有投運也沒有相關的數據,我們的規模雖然還不大,但是對德令哈的氣侯數據、光資源數據、發電效率貢獻很大。
2014年8月份前期對熔鹽做了很多研究,2014年4月份熔鹽的啟動,到2015年1月份正式遞交設計院,啟動了熔鹽改造儲能的設計,第一期做的是聚光做成功。
德令哈項目現場實景,后端的山脈是祁連山的余脈,中間是汽輪機房,塔高80米,最高點是97米。是目前全球已經建成的海拔最高平穩氣溫最低的,德令哈冬天氣溫很低,特別是在施工階段,冬天11月份以后室外施工暫停,到來年4月份都是屬于低溫期,按照建設上的要求是不能施工的,施工周期短,另外海拔3000米,相對氣壓比較低。
該項目現已穩定發電20多個月,累計運行500天,德令哈有龍卷風包括低溫和大風的氣侯,年利用小時數1600到1800,平均發電效率15.7%,這跟當時的取樣點那天的天氣有關,那天假如說DNI比較好效率會偏高一些,特別是中午。高海拔環境的適應性達到了國內相對領先的水平,馬教授也講了成本也是關鍵,儲熱是關鍵技術,這個項目到現在總體而言成本是相對偏高,我們也在做二期的規劃。聚光精度也得到了充分的驗證,2012年進入的時候也懷疑大規模鏡場聚光是不是可以達到要求,現在最遠做到的500米以外鏡子的聚光的實驗,熔鹽的儲能技術,也是目前為什么要建太陽能光熱電網友好型儲能的技術,經過實測的兩維跟蹤的DNI的儀器,對太陽能輻射兩年光資源的數據,2013年2100千瓦,2014年1915千瓦,德令哈也有雨季,為什么到了7、8月份DNI資源并沒有想象的那么好,德令哈6、7月份也有一些暴雨,甚至2013年7、8月份還有抗洪的問題,因為山上水大幅度的下來會對坡度進行沖刷,山地上形成了很多沖刷溝,這個工程量也很大,斜坡平均這端到另一端坡差達30米。太陽能發電很重要的一點,電質量要比光伏要好,一期雖然沒有加熔鹽的儲能,加入了氣包的儲能,光資源是在跳動了發電輸出是穩定的,畢竟是光熱發電優勢的地方。
項目的經驗,高海拔施工、嚴寒、風沙、紫外線,施工的過程中鋪設的電纜要求抗紫外線,不抗紫外線的電纜半年以后外表皮已經脆裂,德令哈這樣的高原地帶和北京和杭州相比,很多的工程資源包括工程機械、工程隊伍、工程配件等會比較缺乏,所以施工的周期會因為這些原因而延長。那么還有勞動力的成本,以前我們預期的勞動力成本是比較低的,其實高原地帶本身的施工時間短,一天一般六個小時施工,但其實我們為了趕進度往往施工到十個小時,因為這個原因當時海拔地帶人容易疲勞,所以技術工人也比較缺乏。
所以解決方案就是要防凍、防風、防紫外線、防腐蝕。
一期熔鹽實驗杭州做了很多實驗,科學的實驗,肯定要經過小試、中試、大試,大規模的資金投入要考慮項目的風險,我們跟前面介紹很多國外的公司和央企資金實力和技術能力有很大的差距,我們在杭州做了小規模的實驗,包括聚光、熔鹽的吸熱器和換熱系統,底下是最后放出來熔鹽,馬老師說的做了很多流動性的實驗。這是蒸汽的排氣口,蒸汽從小管子排出,這是小規模實驗,熔鹽很重要的一點就是凝固點到了220度要凍結,到了240度左右會變得粘稠,流動性就會變的很差。我們對德令哈的這個項目的熔鹽吸熱器做了實驗,西班牙曾經凍過管,里面是一塊一塊的,我們也通過太陽能聚光緩和的加熱把凍管熔化它。
這幾年完成了熔鹽相關技術的研究,熔鹽的儲能到底多少時間比較合適,儲能肯定有很多的優勢,作為太陽能光熱肯定是發電穩定、可調度。它把吸熱的能量跟發電量的能量進行了結合,保證了可調度,發電的輸出是根據電網需求進行調度的,但是這樣也帶來了很多造價的增加。有很多沒有做過光熱項目相關的研究人員,會覺得儲能越長越好,但是儲能增加也會增加很多成本,到底多少比較好,跟儲能以后發電的電價、儲能本身的投入、包括經常性的投資有很大的關聯,太陽能倍數、造價的變化、最終的規模、邊關相同,根據德令哈的情況算出來六個小時是比較合理的,經濟效益比較好的優化的數據,也就是六個小時儲能。當然內華達州給比較好的電價,晚上用電量比較大,因為給的電價好就可以把時間延長。
50兆瓦設計會根據這個數據進行后端的調整,熔鹽基本的留存,基本上是一樣的,由于德令哈特殊的原因,當時施工了兩個塔,希望一個塔變成儲能塔,首先一個塔是做聚光實驗,第二是吸熱器實驗,現在是1號塔改成儲熱熔鹽塔,儲能兩個小時。一號吸熱塔也加上儲罐,增加冷罐和熱罐,補充50%的采光面積,需要有多的能量,至少120%的能量來保證增加兩個小時的發電時間。年發電時間增加20%到30%,也有很多人關心,增加項目以后10兆瓦的項目是實驗項目,10兆瓦的規模增加儲能經濟效益數據本身是下降的,但是為什么要建設10兆瓦的熔鹽的儲能實驗,大規模實驗以后進行小規模中型的實驗。首航也做了10兆瓦的實驗,也是同樣的道理,首先是小規模控制項目的風險,整個項目完成的熔鹽儲能熱罐和冷罐支架的布局圖。
塔式儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)關(guan)鍵技(ji)術,系統的(de)(de)工藝設(she)計、吸熱、儲(chu)熱,整個電站(zhan)運行(xing)的(de)(de)難(nan)(nan)度(du)(du)會下(xia)降,假如(ru)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)改造(zao)了(le)以(yi)(yi)后(hou),本身的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量吸熱和發(fa)電量進行(xing)結(jie)合,能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量不(bu)穩定了(le)但(dan)是(shi)發(fa)電可(ke)(ke)以(yi)(yi)穩定的(de)(de)輸出(chu),控制(zhi)的(de)(de)難(nan)(nan)度(du)(du)會大幅(fu)度(du)(du)的(de)(de)下(xia)降,經濟性(xing)(xing)最(zui)優(you)跟容(rong)量跟整個投資的(de)(de)成(cheng)(cheng)本有關(guan),儲(chu)罐成(cheng)(cheng)本等等,儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)以(yi)(yi)后(hou)發(fa)電價(jia)格很好,當然(ran)是(shi)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)越長越好,高(gao)(gao)(gao)溫低(di)凝(ning)(ning)固(gu)點(dian),盡可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)地把兩端(duan)的(de)(de)端(duan)差加大。那么(me)這里面我們(men)講一下(xia)熔(rong)鹽(yan)的(de)(de)材料(liao),盡可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)低(di)溫的(de)(de)熔(rong)化,能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)達到(dao)50度(du)(du)的(de)(de)熔(rong)化熔(rong)鹽(yan)特性(xing)(xing)更高(gao)(gao)(gao)了(le),高(gao)(gao)(gao)溫端(duan)達到(dao)600以(yi)(yi)上,因(yin)為儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)主要是(shi)靠(kao)端(duan)差的(de)(de),為什么(me)槽式儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)過程中難(nan)(nan)度(du)(du)比(bi)較大,因(yin)為槽式溫度(du)(du)提高(gao)(gao)(gao)很難(nan)(nan),但(dan)是(shi)底下(xia)凝(ning)(ning)固(gu)點(dian)又很高(gao)(gao)(gao),200點(dian)以(yi)(yi)下(xia)就不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)用了(le)。要高(gao)(gao)(gao)溫低(di)凝(ning)(ning)固(gu)點(dian),安全可(ke)(ke)靠(kao)的(de)(de)系統設(she)計,防凍(dong)、防泄漏(lou),間歇性(xing)(xing)的(de)(de)運行(xing),頻(pin)繁的(de)(de)起停,耐(nai)疲(pi)勞、耐(nai)高(gao)(gao)(gao)溫、腐蝕、熔(rong)鹽(yan)材料(liao)要求也比(bi)較高(gao)(gao)(gao)。由于溫度比(bi)較高(gao)、又是耐腐蝕的材料(liao),材料(liao)的要求也比(bi)較高(gao)。
熔鹽吸熱器是不斷的回路的循環,吸熱器是耐高溫、耐腐蝕、熱疲勞,聚光突然來了一個云,表面的溫度是大幅度的下降,對本身材料的要求比較高,早上啟動的過程中,對吸熱器本身的不同點