瓜州一陣風,從春吹到冬。西北一望無際的戈壁灘,同樣也是“風”“光”“熱”能源充足的西北倉。
初冬時節(jié),瓜州縣布隆吉鄉(xiāng),三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目施工現(xiàn)場,73臺風機、304000塊光伏板支架基樁、26964根定日鏡樁的安裝正在有序施工,東西距離1公里的兩座吸熱塔拔地而起、比肩而立,被譽為全球首個“雙塔一機”風光熱儲一體化項目在1萬畝的戈壁灘上已初現(xiàn)雛形。

三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目是國家發(fā)改委、國家能源局批復(fù)的第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型基地建設(shè)項目之一,也是全球首個實際投入建設(shè)的“雙塔一機”儲熱型光熱發(fā)電項目。項目建成投產(chǎn)后,年發(fā)電量可達19億度,可節(jié)約標準煤58.5萬噸,減排二氧化碳160.76萬噸、氮氧化物295.1噸、煙塵42.71噸。
“光熱儲能+”創(chuàng)造能源新價值
三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目由三峽恒基能脈(酒泉)新能源發(fā)電有限公司開發(fā)建設(shè),中國葛洲壩集團電力有限責任公司(聯(lián)合體牽頭)、甘肅建投安裝公司和恒基能脈新能源科技有限公司聯(lián)合體總承包建設(shè)。該項目為探索推動光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風電互補調(diào)節(jié)等多種能源聯(lián)合調(diào)度模式提供經(jīng)驗支持。
甘肅建投安裝公司承建的10萬千瓦光熱發(fā)電部分采用的“雙塔一機”設(shè)計方案,引領(lǐng)了實現(xiàn)單機更大功率的“多塔一機”發(fā)展方向?!半p塔一機”方案是指在光熱電站設(shè)置兩個相鄰的吸熱塔,兩個吸熱塔上的吸熱器各自吸收定日鏡反射的太陽光,并將吸熱器內(nèi)的介質(zhì)加熱至設(shè)計溫度,繼而利用高溫介質(zhì)直接或間接通過熱力循環(huán)推動發(fā)電機發(fā)電。
相對于“單塔一機”式光熱項目而言,全球首個“雙塔一機”光熱項目采用小面積的定日鏡及雙塔雙鏡場設(shè)計,能有效提高光的利用率,從而提高發(fā)電效率。橢圓形鏡場設(shè)計及兩塔中間鏡場交集區(qū),可提升吸熱塔光熱利用率。經(jīng)過大量的技術(shù)研究和效率演算,“雙塔一機”在同等邊界條件下可提升約23.94%的鏡場效率。
逆風而上打造能源項目新高地
瓜州地區(qū)素有“世界風場”之說,大風天氣以及高溫環(huán)境給三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目的總體施工帶來了不小的挑戰(zhàn),也嚴重制約了光熱發(fā)電核心區(qū)域的推進速度。
三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目光熱發(fā)電工程造價22億元,裝機規(guī)模為10萬千瓦,配套兩座200米高吸熱塔,一臺額定功率為100MW的汽輪發(fā)電機組,高、低溫熔鹽儲罐置各1臺,選用29.7平方米的矩形定日鏡26964面。在占地301公頃的建設(shè)場地上,兼具建筑、結(jié)構(gòu)、熱機、電氣、自動化、供水、化水及暖通等12個專業(yè)施工,設(shè)計圖紙共443卷冊之多。
面對如此龐大的工程,甘肅建投安裝公司充分發(fā)揮自身專業(yè)施工優(yōu)勢,堅持一切圍著項目轉(zhuǎn)、一切盯著項目干的高效聯(lián)動工作格局。項目部詳細制定目標、策略、操作規(guī)程、時間表,強化物資、設(shè)備和人力資源的管理和調(diào)配,將精細化管理落實到每一節(jié)點、每一任務(wù)、每一崗位、每一天中,確保施工按時推進,高質(zhì)量完成。

吸熱塔被譽為整個光熱電站的“心臟”,是工程中至關(guān)重要的組成部分。負責施工任務(wù)的甘肅建投安裝公司項目管理團隊選擇從工藝工法上下手,以“快”破局,在塔筒施工中應(yīng)用速度快、質(zhì)量好、機具結(jié)構(gòu)簡單、提升平穩(wěn)、工藝成熟、質(zhì)量可靠和安全防護好的“專用施工升降機+三角架支撐體系+三層翻模施工工藝”,有效消除了滑模和提模施工帶來的扭轉(zhuǎn)、拉痕、漂移等質(zhì)量通病。雙塔建設(shè)需澆筑16000余立方混凝土,對混凝土質(zhì)量的管控是確保施工質(zhì)量的重要一環(huán),項目部嚴格制定混凝土配合比和質(zhì)量標準,做好原材料的檢驗、生產(chǎn)過程的監(jiān)督和混凝土強度的測試,確?;炷辆邆渌璧膹姸取⒘鲃有院湍途眯?,進而提高項目的可靠性和持久性。施工班組實行日夜“兩班倒”制度,以兩天三板的速度推動東、西雙塔向天空延伸。

雙塔雙鏡場設(shè)計及采用小面積定日鏡是項目的兩大特點,位于雙鏡場中間區(qū)域的定日鏡可服務(wù)于任一吸熱塔,始終保持高效率運行,能夠有效提高光熱利用率,從而提高發(fā)電效率。定日鏡系統(tǒng)施工量大面廣,精度要求高,每根預(yù)制管樁垂直度偏差須小于3毫米,中心點坐標偏差控制在5毫米以下。項目部堅持“磨刀不誤砍柴工”,在預(yù)制管樁試驗樁施工時大膽創(chuàng)新,通過試驗反復(fù)改進施工工藝及裝置,在正式施工前研發(fā)出一套能夠?qū)⒋怪倍绕詈椭行狞c偏差控制在設(shè)計誤差范圍內(nèi)的工裝,大幅提升了施工速度和精度,以一天300根的進度在296公頃的定日鏡場加速鋪開作業(yè)。
現(xiàn)場施工負責人劉宏斌介紹,該項目計劃于2024年9月完成主體建設(shè)并實現(xiàn)并網(wǎng),投用后將克服光照強度影響,把太陽光的熱能儲存在熔鹽中,持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)電能。截至目前,東西塔均已封頂,主廠房施工至17.5米,已完成空冷島、化水車間主體施工,熔鹽儲罐冷罐和熱罐的罐體焊接,以及鏡場定日鏡管樁施工,現(xiàn)已安裝定日鏡100余面。
項目部加速推進整體施工進度,全力保障并網(wǎng)目標順利實現(xiàn),助力瓜州縣進一步推進綜合能源基地源網(wǎng)荷儲一體化,風光儲、風光火儲一體化建設(shè)。劉宏斌表示。
在“雙碳”目標驅(qū)動下,我國新能源將更加快速發(fā)展,系統(tǒng)調(diào)峰能力日益緊張,對調(diào)峰電源需求加快增長。三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目作為自帶儲熱型新能源電站,其調(diào)峰能力發(fā)揮對于促進新能源消納意義深遠,為推動光熱技術(shù)進步做出有益探索。
