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馬云青:阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路建設和運維經驗
來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6919查看 | 2017-01-06 14:25:00    
  CSPPLAZA光熱發電網訊:2016年12月28日~30日,中國光熱示范電站開發領導者峰會暨CSPPLAZA2017新年匯在甘肅敦煌盛大召開,天津濱海光熱發電投資有限公司CEO馬云青就甘肅阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路的建設和運維作專題分享。

  馬云青在演講中表示,做該試驗平臺的關鍵問題是熔鹽槽式技術如何打通,并從四個方面對該問題進行了闡述,第一是熔鹽槽式技術的經驗反饋;第二是光熱發電技術的經濟安全和可持續性問題;第三是國際合作和項目管理;第四是國產化的步驟和策略。

  馬云青在演講中特別強調了光熱產業要想取得長足發展,一定要推動國產化的進展。他表示,試驗回路系統設計非常精密,所需設備、部件數量很大,而在排鹽、回路波動以及節省冷泵能耗等一些關鍵問題上,國產化卻無法實現。中國企業應在技術含量要求較高的設備部件上付出更多努力。

  馬云青還強調,一項技術的發展應與人類的發展相容相符,否則,這項技術是無用的。阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路的建設開發已初步證明槽式高溫熔鹽技術是可行的,克服了開發項目之初的兩大顧慮,即該技術能否經受低溫情況下的凍結問題以及槽式熔鹽的安全性問題。


更多內容,請閱讀下面刊出的馬云青的演講全文(注:本文根據速記和錄音資料整理,文章內容未經演講者本人審閱):

  非常感謝大家,讓我有機會介紹實驗平臺的一些經驗,這些經驗不成熟,提出的觀點也未必正確,不管(guan)怎么樣貢獻出來請大(da)家批評指(zhi)正,改進下一(yi)步的工作。

  要做測試平臺,熔鹽槽式如何打通是關鍵問題。在做這個問題的時候有很多想法,下面一一來講。第一是經驗反饋的問題;第二是光熱發電的技術經濟安全和可持續性問題;第三是關于國際合作和項目管理;第四是國產化的步驟和策略,國產化重點突破的項目。

  初步結論:槽式高溫熔鹽技術是可行的。過去有很多這方面的顧慮,主要的顧慮是兩個方面,一是它能不能夠經受低溫情況下的凍結問題,這是最大的問題;第二是槽式熔鹽有沒有安全問題,后面是經濟性考量。

  槽式熔鹽的一次投資比較高,但是降低造價的空間還是比較大。槽式熔鹽長期來看安全可靠,但是不能低估運行當中的風險,槽式熔鹽是可持續發展的新能源,同時具有很大創新空間。引進吸收消化創新的特點是非常大,今天討論的問題中大家都提到了各自的特點和能力,我們是新公司,我們這方面能力不夠,但是投資者敢于投,在這種情況下鼓勵大家努力去做。

  一個啟示,剛才也談到了,分包采購應該在技術整合上下工夫,分包采購像光場、儲熱換熱和發電機組再加上DCS,這四個方面工作是要在整合上下工夫,為什么要找總體院,為什么要找一個國內設計院做總包,就是為了整合方面要做無縫的連接,任何一個有縫的連接對工程都是災難,我們搞核電時間比較長,在這些問題上有一點疏忽就會造成很大的麻煩。感覺到從我們角度來講能力不夠,就只好要小心。

  第二個方面新能源項目大包采購管理中間是接口關系,接口管不好項目是做不好的,在這方面已經有很多證明,特別是核電證明的特別清楚。

  第三個方面,設計理念,從設計方面也要進行轉型跟與時俱進的要求,西北院是我們總包院,它要做很多適應性設計,還要獨立的進行BOT和發電機組的設計。但是在儲熱換熱的方面我很贊成王志峰老師的意見,就是要有化工方面的專家,現在都提到熔鹽問題,我感覺到我們新熔鹽進入的時候要考慮幾個問題,第一它要適應很多的事情,第一適應熔鹽管,管材要適應;第二要適應各種管道,也要適應熔鹽閥門,也要適應熔鹽泵,這些問題上缺一不可。如果認為我的鹽是從指標來講很不錯,這是遠遠不夠的,必須要把問題一塊進行解決。

  第四個方面,國產化是降低造價的關鍵,我們買了熔鹽管、集熱管,也買了很多泵和閥門,總的加起來這部分的資金不到10%多一點,三四億人民幣,但是在國內大宗材料方面那是很花錢的,特別是懸臂、大量的電纜,這么大的光場、這么大的地方,特別是塔式這么大的光場,而且要兩軸運轉的鏡子,這需要多少鏡子啊,在這方面的創新和降低價格都是非常重要的。

  第五個方面熔鹽作為導熱的介質具有高效性,但是要預防安全上的風險問題。

  實驗平臺簡單介紹,實驗回路組成是集熱場,我們搞一個800米,換熱器現在的蒸汽測定的數值能夠生產1180千瓦的蒸汽,最大的流量是2.45噸每小時,熔鹽最大流量是8.12立方米每小時,儲熱15小時,汽輪機發電機選擇比較低只有200千瓦,現在不敢熱發電,發出來的電很多。從9月11日投入運行到現在,回路已經運行110天,可以24小時運行,蒸氣發生器運行了一個星期就停下來了,因為花錢太多了,知道它的性能就可以了,到現在為止沒有發生重大的設備事故,阿克塞回路的溫度出口可以達到550度,進口溫度200多,儲熱換熱器性能良好,初步獲得的數據是符合設計的預期。

  實驗平臺,總體布置是在最右方的發電機廠房,比較高的臺架是換熱器,再往前面的罐子是儲熱器,這邊是光場,光場800米回路為兩排,每排400米,如圖,儲熱,儲熱跟光場之間的關系大家也看到了,這邊是熱交換機跟儲熱的關系和發電機組的關系、換熱跟儲熱罐之間的關系,大家后天去參觀的時候可以看到。

  我們做實驗平臺的目的主要是技術方面、經濟方面、安全風險和可持續性的問題。技術方面應當說是可行的,當然后面也有一些問題,最大的問題是提高汽輪機的效率,在有一篇文章中看到西班牙的專家提出,我們國家在申報太陽能熱發電效率問題,我們講的比較高,當時報的是21%,光對電的效率是21%,還有更高或者更低的。總的來看這個數字是要確切要驗證的,盡管我們的熔鹽是550、制造出來的蒸汽530度,但是汽輪機的效率很低,國內汽輪機效率達到42%已經很不錯了,孫銳院長主持跟國外討論了幾次汽輪機的效率問題,最好的是45%這樣的情況。

  一定要解決這件事,如果前面把光場的效率提高1%費很大的勁,結果吃掉了這么多,到底從哪解決問題呢?當然要從最后的汽輪機、發電機,不然很麻煩,這是非常重要的體會。

  第二方面最重要得到什么啟示呢?為什么要搞一個回路呢?因為回路是非常精密的回路,所需要的設備、部件數量又大,而且設計非常的精密,比如旋轉接頭、軟管、伴熱、熔鹽在檢修的情況下排鹽的問題,還有整個回路的波動問題,怎么節省冷泵能耗的問題,這都是很重要的問題,恰恰在這個問題上國內做的是不夠的,在這種情況下國產化就無法實現。很小又很精密,咱們也經常做集熱管、反射鏡,但是我剛剛說的這幾個在槽式熔鹽中應該付出更多的努力,技術含量很高,但是能夠努力的廠家還不算太多。

  社會效益來講,社會效益很好,因為它使用的土地是戈壁和荒漠,當然內蒙有一些牧場等等,但是最重要往西部走都是戈壁和荒漠,所以社會效益比較好,但是一定要加速國產化,推動國產化的進展。

  安全和風險問題,安全問題是人身安全和設備安全,風險是運行的風險,這幾點上存在著一些問題。

  從持續發展來說,這些地區最差的是兩個,第一是缺少人才,如果是建設一個500兆瓦要十個機組,需要的技術人員是很多的,在甘肅都是從外地招聘的,本地的人是待不住的,在當地扎根的話很難,這個地方水很少,當然國家要求一定要空冷,空冷很好,但是空冷耗電效率要降低,一定給國內搞制造業提出了非常嚴肅的問題,能不用水發電嗎?而且可以提高嗎?如果不解決這個問題,在大力發展光熱發電的時候還依靠蒸汽發電那是無法持續的。

  關于儲能的問題,儲能是初步設計的一個方面,如果儲能從5小時儲能往下走的時候主要的拐點在15小時,這是最好的位置,為什么選15小時呢?在15小時可以有17.9公分做一個鋪墊,但是這是歐洲的設計,在國內來講,還要繼續再看。關于可持續性的問題,利用的優點和資源是無限的,土地也是無限的,同樣的功率機組塔式和菲涅爾式占地面積比較小,太陽熱的損失也比較小,冷泵啟動次數比較少,一年365天都在轉,主要的缺點是不間斷運行,如果長時間無人照顧要有額外的儲熱,熱場部件比較多、對伴熱和保溫要求比較高等等,這是主要問題。


  談到經濟問題的(de)(de)時(shi)候,怎(zen)么(me)來看待這件事,要(yao)說50兆(zhao)瓦(wa)(wa)(wa)、5萬(wan)千瓦(wa)(wa)(wa)的(de)(de)電(dian)站(zhan)花20億(yi)人民幣,那么(me)每千瓦(wa)(wa)(wa)的(de)(de)造(zao)價就(jiu)不得了(le)(le)了(le)(le)。核電(dian)每千瓦(wa)(wa)(wa)造(zao)價才一萬(wan)多元,光熱做(zuo)(zuo)起(qi)來20億(yi),一千瓦(wa)(wa)(wa)是(shi)四萬(wan),跟光伏(fu)和(he)風(feng)電(dian)比起(qi)來更不行(xing)了(le)(le),我們(men)覺得不公平,因為和(he)發(fa)電(dian)不掛鉤(gou),這樣(yang)我們(men)采(cai)取國際使用(yong)的(de)(de)方法,發(fa)了(le)(le)多少電(dian)就(jiu)投(tou)資多少錢,就(jiu)是(shi)這個公式,然后把(ba)它(ta)折現(xian),凈折現(xian)以(yi)后下面的(de)(de)公式,建成(cheng)的(de)(de)這片(pian)投(tou)資,在(zai)多少年(nian)里邊用(yong)了(le)(le)多少運行(xing)跟維護的(de)(de)費(fei)用(yong),也(ye)把(ba)它(ta)折現(xian),折現(xian)到歷年(nian)的(de)(de)投(tou)資中去,公式做(zuo)(zuo)減法等于0,T就(jiu)是(shi)回(hui)報率(lv),前面都是(shi)賠錢,到這一年(nian)才開始(shi)有一些回(hui)報。


  所有的這(zhe)些(xie)費用(yong)都折在電價中,這(zhe)樣就可以(yi)跟很多(duo)的電力進(jin)行(xing)比(bi)擬,和風電和光伏都可以(yi)比(bi)擬,槽式(shi)和塔式(shi)、菲涅爾式(shi)都可以(yi)比(bi)了。這(zhe)種情(qing)況下(xia),我們要找(zhao)一個(ge)比(bi)較公平的確定(ding)造(zao)價的基(ji)準參數。現(xian)在也在研究怎(zen)么達到這(zhe)個(ge)結果,國家給1.15元,發電是兩億五千瓦每年。


  另外一(yi)個點(dian)是關于社會效益的(de)(de)(de)問(wen)題(ti),評(ping)價一(yi)個技術重要的(de)(de)(de)原則就是與人(ren)類的(de)(de)(de)發展要相融相符,如果跟人(ren)類的(de)(de)(de)生活(huo)需求不相符、不相融的(de)(de)(de)話,這個技術是無用的(de)(de)(de),說(shuo)得天花亂墜也不行。


  槽式(shi)熔鹽(yan)(yan)鋼鐵沒(mei)有別的(de)(de)(de),玻(bo)璃(li)可(ke)以(yi)熔化(hua)、鋼鐵可(ke)以(yi)再(zai)煉,實在(zai)不(bu)行也(ye)可(ke)以(yi)當做肥料(liao)嘛,這(zhe)些都不(bu)成(cheng)問題,這(zhe)是它最大的(de)(de)(de)特點,我光(guang)說槽式(shi)熔鹽(yan)(yan)了,塔式(shi)也(ye)是一(yi)樣的(de)(de)(de),但是油的(de)(de)(de)稍(shao)微差(cha)一(yi)些。總的(de)(de)(de)算(suan)下來如果(guo)可(ke)以(yi)達(da)到五千(qian)小時,一(yi)年兩億(yi)五千(qian)萬(wan)度(du)電,占地面積方面,50兆瓦的(de)(de)(de)槽式(shi)熔鹽(yan)(yan)發電肯定下來的(de)(de)(de)數字就(jiu)是2.5平(ping)方公里(li)(li),每平(ping)方公里(li)(li)的(de)(de)(de)產值是一(yi)億(yi)度(du)電,按照(zhao)1.15元(yuan)電價,就(jiu)是每平(ping)方公里(li)(li)的(de)(de)(de)產值是一(yi)億(yi)一(yi)千(qian)五百(bai)萬(wan),給了這(zhe)么一(yi)個結(jie)果(guo)各方面都要朝這(zhe)個方向(xiang)努力。


  儲(chu)(chu)(chu)能(neng)和(he)電價和(he)發(fa)(fa)(fa)電投(tou)資的關系,儲(chu)(chu)(chu)能(neng)是(shi)非常(chang)非常(chang)重(zhong)要(yao)的投(tou)資跟占地的參數,我把(ba)5小時儲(chu)(chu)(chu)能(neng)都當(dang)做1(100%),如(ru)果(guo)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)7.5小時就降到(dao)0.94GW,再往(wang)十個小時0.933,再可(ke)以降低到(dao)百分(fen)之十幾,但是(shi)發(fa)(fa)(fa)電量(liang)(liang)如(ru)果(guo)是(shi)5小時儲(chu)(chu)(chu)能(neng)是(shi)100的話(hua),往(wang)上走儲(chu)(chu)(chu)能(neng)是(shi)113、139、165,如(ru)果(guo)在5小時造(zao)價我也把(ba)它變成100%的話(hua),后來到(dao)了15小時是(shi)175。所以儲(chu)(chu)(chu)能(neng)很關鍵,儲(chu)(chu)(chu)能(neng)對增加發(fa)(fa)(fa)電量(liang)(liang)都有好處,但是(shi)造(zao)價一定會更加高(gao)。


  今(jin)天上午在(zai)講首(shou)航節(jie)能(neng)工作的(de)(de)時候也是(shi)(shi)一樣,它(ta)占地這(zhe)么大(da)的(de)(de)光場(chang),在(zai)不(bu)同的(de)(de)方向上一半(ban)的(de)(de)光是(shi)(shi)用不(bu)上的(de)(de)。所(suo)以必須(xu)占很大(da)的(de)(de)地,才能(neng)保證(zheng)儲(chu)能(neng)的(de)(de)要求(qiu),這(zhe)是(shi)(shi)可(ke)以理解(jie)的(de)(de)。后面兩項計算(suan)是(shi)(shi)根據實(shi)驗回路現(xian)在(zai)所(suo)花錢而推算(suan)出來的(de)(de),跟風(feng)能(neng)和光伏比(bi)(bi)較大(da)家也知道了(le),不(bu)贅述了(le),風(feng)能(neng)、光伏發(fa)電(dian)是(shi)(shi)多(duo)少,雖然看起來造價比(bi)(bi)它(ta)高得多(duo),但(dan)是(shi)(shi)每年還錢會(hui)比(bi)(bi)較快,三四倍的(de)(de)還錢。


  跟風能(neng)(neng)光(guang)伏的(de)(de)比(bi)較,我的(de)(de)數字(zi)可能(neng)(neng)不(bu)對,因為數字(zi)特點多(duo)(duo),關(guan)于風能(neng)(neng)的(de)(de)造(zao)價,槽(cao)式熔(rong)鹽它(ta)在50兆瓦情況下大(da)概(gai)是(shi)8塊錢(qian),風電造(zao)價是(shi)0.66元,光(guang)伏是(shi)7毛(mao)錢(qian),所以差(cha)(cha)距比(bi)較大(da),但是(shi)跟造(zao)價比(bi)較起來沒有很大(da)的(de)(de)差(cha)(cha)別,用平準(zhun)化(hua)的(de)(de)電價來算就不(bu)差(cha)(cha)這么多(duo)(duo),但是(shi)要用單位(wei)千瓦造(zao)價就差(cha)(cha)的(de)(de)很多(duo)(duo),上百倍!


  槽式(shi)熔(rong)鹽(yan)(yan)有沒有安全問(wen)題?我覺得(de)(de)槽式(shi)熔(rong)鹽(yan)(yan)有兩個問(wen)題需(xu)(xu)要關注(zhu),在(zai)高溫的(de)情(qing)況下在(zai)400度以下不會(hui)(hui)有什么(me)問(wen)題,400到(dao)550度之間部(bu)分(fen)有任何組(zu)份的(de)分(fen)解(jie),50兆瓦(wa)的(de)15小時儲能用三萬噸(dun)熔(rong)鹽(yan)(yan),這(zhe)里邊某些含量(liang),氯的(de)含量(liang)是(shi)千分(fen)之一、亞硝酸(suan)鹽(yan)(yan)的(de)含量(liang)千分(fen)之幾,累加(jia)起來(lai)就(jiu)不得(de)(de)了,還(huan)有氧化(hua)硫這(zhe)就(jiu)不得(de)(de)了,總的(de)來(lai)看這(zhe)些問(wen)題是(shi)比較重要的(de),一定不能在(zai)過(guo)程中有組(zu)份的(de)分(fen)解(jie),如果(guo)有的(de)話一定是(shi)注(zhu)鹽(yan)(yan)之前把它消除掉,孫院長(chang)也談論過(guo),到(dao)底怎么(me)做合適還(huan)需(xu)(xu)要研究,否則的(de)話熔(rong)鹽(yan)(yan)錘(chui)是(shi)很厲(li)害的(de),會(hui)(hui)砸管,因為要分(fen)解(jie)嘛。


  熔(rong)鹽罐不(bu)(bu)是靜態而(er)是動態的(de),有(you)鹽進來還有(you)鹽出去,所(suo)以罐子(zi)的(de)高凈比要(yao)做(zuo)的(de)非常適(shi)合(he),熔(rong)鹽罐容積(ji)不(bu)(bu)要(yao)超過兩萬噸我感覺比較合(he)適(shi),如果(guo)超出會有(you)危險,既然(ran)這么高的(de)罐子(zi)一晃很容易把焊(han)口裂開(kai),那(nei)個時候熔(rong)鹽不(bu)(bu)得了,有(you)滲(shen)漏不(bu)(bu)要(yao)緊,但是要(yao)焊(han)縫斷裂就不(bu)(bu)是小事了,這是比較嚴重的(de)問(wen)題(ti),所(suo)以也存在著安全問(wen)題(ti),所(suo)以安全問(wen)題(ti)很重要(yao)。


  阿(a)基(ji)米德沒有關于熔鹽罐的(de)設(she)計標(biao)準,為什(shen)么找德國的(de)林德呢?因(yin)為他們做的(de)工作有自己的(de)標(biao)準。


  關(guan)于其他的(de)方面(mian)都是風(feng)險等等,關(guan)鍵(jian)部件重要的(de)地(di)方壞(huai)了,任何的(de)地(di)方壞(huai)了,必須(xu)要排險,為(wei)什(shen)么做(zuo)800米(mi)回路要把所有的(de)部件都要考驗,到(dao)現(xian)在運行110天,如果整個工作(zuo)堅(jian)持到(dao)明年3月份,冬天低溫的(de)時間過去數據(ju)會更好(hao)一些(xie),到(dao)那(nei)時候(hou)再交流。


  項(xiang)目(mu)(mu)管(guan)理(li)(li)的(de)(de)重要(yao)性,現(xian)在(zai)大家(jia)對項(xiang)目(mu)(mu)管(guan)理(li)(li)都是(shi)特別(bie)重視,項(xiang)目(mu)(mu)管(guan)理(li)(li)著(zhu)力點是(shi)接口,重要(yao)的(de)(de)問(wen)題是(shi)程(cheng)序(xu)(xu)(xu),要(yao)嚴格的(de)(de)按(an)照程(cheng)序(xu)(xu)(xu)來做,如果沒有非常(chang)好的(de)(de)程(cheng)序(xu)(xu)(xu),來了以(yi)后耍聰明,見招(zhao)(zhao)拆招(zhao)(zhao),我(wo)們(men)(men)的(de)(de)管(guan)理(li)(li)上常(chang)常(chang)是(shi)這(zhe)樣,出了問(wen)題這(zhe)個(ge)招(zhao)(zhao)、那個(ge)招(zhao)(zhao),就是(shi)找不(bu)到(dao)程(cheng)序(xu)(xu)(xu)如何去(qu)處理(li)(li)。所以(yi)緊急的(de)(de)情況下(xia)常(chang)常(chang)出現(xian)這(zhe)種(zhong)情況,這(zhe)并(bing)不(bu)是(shi)非常(chang)有利的(de)(de)。現(xian)在(zai)需(xu)要(yao)一(yi)定要(yao)BOT的(de)(de)項(xiang)目(mu)(mu)管(guan)理(li)(li)人員要(yao)培養,國內剛(gang)(gang)剛(gang)(gang)開始(shi),如果不(bu)去(qu)花(hua)力氣培養好的(de)(de)項(xiang)目(mu)(mu)管(guan)理(li)(li)人員,項(xiang)目(mu)(mu)失(shi)敗的(de)(de)機會(hui)也很大,這(zhe)是(shi)我(wo)們(men)(men)的(de)(de)經(jing)驗反饋,國際(ji)合作(zuo)剛(gang)(gang)剛(gang)(gang)已經(jing)講了不(bu)想贅述了。


  牛頓說過,如(ru)果我比(bi)別(bie)人看的(de)(de)更遠(yuan)一些(xie),那是(shi)(shi)(shi)(shi)因為我站在(zai)(zai)巨(ju)人的(de)(de)肩膀上,西(xi)北院是(shi)(shi)(shi)(shi)巨(ju)人我就(jiu)站在(zai)(zai)你的(de)(de)肩膀上,實在(zai)(zai)不行就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)阿基米(mi)德、林德,你比(bi)我強(qiang)嗎,我看的(de)(de)遠(yuan)一些(xie),干嗎學武大郎呢?這就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)現在(zai)(zai)所做的(de)(de)工作(zuo)和(he)事(shi)情,下面都是(shi)(shi)(shi)(shi)集熱管、扭矩管這些(xie)很多了(le),槽式熔鹽在(zai)(zai)中國是(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)行的(de)(de)也是(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)以大規模建設(she)的(de)(de),安(an)全(quan)的(de)(de)風(feng)險也是(shi)(shi)(shi)(shi)可(ke)控的(de)(de),光(guang)伏和(he)風(feng)電比(bi)平準化來衡量具有較大競(jing)爭(zheng)力,降(jiang)低造價的(de)(de)可(ke)能(neng)性大,而且可(ke)以調峰,10到20分鐘內可(ke)以做到,適(shi)宜在(zai)(zai)荒原(yuan)戈壁發展,但是(shi)(shi)(shi)(shi)還是(shi)(shi)(shi)(shi)需要(yao)對發電機進行創新,提高效(xiao)率(lv),節省(sheng)用水,謝謝!

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