發布者:CSPPLAZA | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6582查看 | 2016-07-01 22:05:00
CSPPLAZA光熱發電網報道:“中(zhong)控(kong)德令(ling)哈10MW塔式(shi)熔(rong)(rong)(rong)鹽系統改造工程將于(yu)今年(nian)7月(yue)底(di)前(qian)(qian)完成,后期的(de)50MW塔式(shi)熔(rong)(rong)(rong)鹽電(dian)站的(de)整(zheng)個初(chu)設已(yi)經完成,工藝包等都已(yi)經完成設計(ji),目前(qian)(qian)正按照(zhao)計(ji)劃穩步推進(jin)。”日前(qian)(qian),浙(zhe)江中(zhong)控(kong)太陽能技(ji)術有(you)限公司副總裁徐能出席2016中(zhong)國國際光熱電(dian)站大會(hui)暨CSPPLAZA年(nian)會(hui)并就中(zhong)控(kong)德令(ling)哈50MW塔式(shi)熔(rong)(rong)(rong)鹽光熱示(shi)范電(dian)站的(de)開發情況進(jin)行(xing)了全(quan)面介紹。
下面刊出的是徐能的發言全文。(根據速記和視頻資料整理。)
各位尊敬的領導,專家,業界同仁,大家下午好!今天我代表中控太陽能公司把中控50MW項目的方案,還有最近做的一些事情跟大家做一個分享。分享之前還是先有必要作一下感謝,因為我們中控從2010年開始研究塔式技術,包括日常的一些研發,包括德令哈的項目開展過程當中,得到了很多業界同仁的幫助和支持,特別是各級相關政府部門,各位業界專家,還有西北電力設計院等設計院同仁,以及我們的供應商,在此表示衷心感謝。
中控太陽能是一家研究塔式太陽能光熱技術的公司,我們的研究目前以塔式熔鹽整體解決方案與核心裝備為主,現已掌握了聚光、儲熱、光熱轉換以及系統集成等全流程的技術。德令哈50MW的項目,一期10MW已穩定運行了3年,并獲得了我們國家首個光熱電站的上網電價。我們公司從2010年開始立足于自主研發,作為自主研發的一家企業,特別是像塔式熔鹽這么復雜的系統,不可能一蹴而就,要遵守科學研究的客觀規律,必須得分階段腳踏實地的一步一步的往前走。
剛才說的是我們自主研發這幾年來主要經歷的幾個過程,從一開始的理論研究,到杭州的小規模試驗,到德令哈一期10MW項目的工程化驗證。而工程化驗證結合了塔式熔鹽技術的兩大核心技術又分兩個階段,第一個是鏡場的大規模高精度聚光技術,第二是熔鹽的儲熱和換熱的技術。這兩個技術都很關鍵,而且都有較大的難度。之前很多同仁以為目前已投運的10MW項目就是中控的塔式解決方案,其實不是,我們的最終解決方案是塔式熔鹽。那為什么一開始做水系統,是因為要利用水系統相對簡單的系統工藝先驗證鏡場的聚光技術,等聚光技術成熟以后,再驗證整個熔鹽系統技術,這樣做相對會比較穩妥,也有利于技術的穩步驗證和推進。
目前我們可以提供的產品和服務,首先是裝備,塔式系統整個電站核心的裝備我們都可以提供。另外是服務,包括全場的EPC或還有分系統的EPC,比如太陽島和儲換熱島的EPC。還有系統設計咨詢服務,工藝包的設計,熔鹽的整個工藝包也是我們自主研發的。還有發電量測算,包括電站建設好以后包括運維的服務等。
通過我們6年多來的自主研發,截止到目前我們在塔式熔鹽技術方面已擁有百余項專利,軟件著作權有20項,并承擔863課題2項,省市級的課題就比較多了。通過德令哈的項目我們也積累了豐富的產業鏈整合以及工程運營的經驗。太陽能熱發電站的運營經驗很關鍵,因為熱發電跟火電有很大的區別,受天氣影響比較大,運營難度相對來講會增大不少。
下面介紹一下德令哈項目,一期是1萬裝機規模,接下去我們會再建一個獨立的5萬裝機規模的塔式熔鹽電站,單塔設計,經優化設計的儲能是6個小時,年發電量1.36億度。注意1.36億度電是有前提的,即是在一定的光資源情況下的發電量,并不是每年都有這個發電量。目前我們設計的1.36億是取自于德令哈20年的光資源分析總結出來的一個典型工程年來計算的。在實際每年的運營過程當中,根據每一年光資源的情況,發電量會有上下的波動。
這張表格是一期項目的主要技術參數。一期的項目除接收器的涂層,還有反射鏡的背漆是進口材料外,其他的都是國產的裝備。
一期的項目自2012年6月份開始安裝,到2013年7月并網發電,再考慮青海地區冬季無法施工的因素,總體效率是比較高的。從此也可以看出我們前期技術研發的成熟度,不然不可能在這么短的時間內實現項目投運,而且現場有近3萬臺的定日鏡3年來都能非常高效穩定的運行。
項目一期1萬的規模,由于當地電網條件的限制,前面2年只允許我們發50%的負荷,從去年年初開始允許我們發80%的負荷。運行近3年,到今年7月5號就3年,通過前期的數據進行折算,系統年利用小時在1600—1800之間。另外德令哈的光資源相對國內來講處于中上的水平,年DNI在2000kWh/m2左右。
下面重點提一下風速對電站設計的影響。這些圖表是我們在德令哈幾年測試下來對風速數據的綜合統計分析。如果對塔式技術研究比較深入的話,會意識到風速的數據是非常關鍵的。風速數據研究透徹,對系統設計和定日鏡的設計會起到很重要的作用。比如說定日鏡的抗風性能是根據歷史的最高風速去設計?還是根據年平均的風速去設計?究竟根據哪個風速去設計?有些人認為需要按照最高風速去設計,確保最高風速情況下定日鏡也不能有抖動。其實這樣的設計思路是不正確的,因為一個電站幾萬套定日鏡,會導致成本是非常高的。抗風的設計主要從整個鏡場系統去考慮,而不是片面僅考慮定日鏡本身,這樣的設計思路得到的設計結果才會有比較好的經濟性和運行效果。
再講得具體點,塔式電站對定日鏡有一個重要的要求,就是免維護。為什么?25年的運行周期,幾萬臺的設備,要定期維護的話成本是不可想象的。而定日鏡的免維護設計有兩個很重要的考慮因素,就是磨損和潤滑。這兩個因素跟風速都息息相關。專業的傳動設備廠家,在壽命期內進行免維護設計的時候肯定會向你索要詳細的風速數據。比如15m/s以上的風速占全年的比例是多少,?9m/s風速占全年的比例是多少?4m/s風速占全年比例是多少?等等。有了這樣的數據,才能進行科學的模擬仿真計算和針對性的試驗,才能得出設備的磨損在25年以后是不是還能達到應用精度的要求。
這是兩條現場實際運行的曲線,目前的系統我們配備了半個小時的蒸汽儲能,在DNI一定時間的波動情況下負荷可以保持穩定,后續上了熔鹽儲能后發電的穩定性會更好。
在我國建設太陽能熱發電站,要解決的另一大困難就是來自環境的一些挑戰,如低溫、風沙,還有現場勞動力的缺失等。我們電站從建設到運行4年來,在這些方面積累了很多寶貴經驗。
另外再簡單提一下清洗的問題。我們在項目投運之前對清洗不重視,但是3年運行下來感覺到清洗是一個很大的問題,也是熱發電系統維護工作中工作量最大的一項工作。我國西北地區灰塵跟西班牙、美國相比比較大,因此必須有高效、低成本的清洗設備,保證鏡面的清潔度。鏡面的清潔度下降10%發電量就下降10%,發電量下降10%對電價的影響基本上就是10%,所以定日鏡清潔很關鍵。另外在西北地區冬天無法使用水洗,因此我們開發了兩種方案,一種是水洗,一種是干洗,水洗用水量很低,冬天我們使用干洗的方式,經過兩年的驗證,目前干洗已實現較好的效果。再提醒下大家,即使是這樣,每天還是無法保證完全的鏡面清潔,因此每個項目計算發電量的時候必須要考慮到這個因素,否則對你項目前期的經濟性評估影響可能會比較大。根據幾年來現場的數據,我們在測算發電量的時候嚴格考慮了這個因素。所以很多人問我們為什么你們中控測算出來的發電量跟其他方相同地區同等規模電站相比總是偏低的,這就是原因之一,另外我們還考慮了眾多在實際運行過程中對發電量產生影響的因素,這也是基于我們這幾年的運行經驗總結出來的。
再講一下熔鹽的研發過程。在聚光技術3年的驗證過程中,其實我們研究塔式熔鹽的技術從2011年開始同步在杭州進行。我們在杭州有一個試驗平臺,是目前國內唯一一座塔式熔鹽系統,聚光、吸熱、儲熱、換熱全流程的試驗平臺,雖然規模不大,但是流程比較完整。現在我們非常慶幸有這么一個平臺,因為在平臺上關于熔鹽系統容易出現的問題我們基本上都出現過,有些是被動想不到出現的,有些是為了驗證特意讓它出現的。比如說熔鹽的凍堵,熔鹽的泄漏,包括閥門的泄漏,還有設備的泄漏,包括熔鹽在吸熱器里凝固,凝固以后怎么樣把熔鹽成功的熔化掉,這些問題我們在試驗平臺上全部出現過,而且都進行過實際的驗證,并在后續的項目中均進行了針對性的設計。只有這樣我們自己才具備了充分的底氣進行德令哈10MW的