范多旺介紹大成敦煌100MW熔鹽菲涅爾示范電站最新進(jìn)展
發(fā)布者：CSPPLAZA | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 9271查看 | 2015-06-27 11:45:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道：“我們的目標(biāo)是建設(shè)最具性價比的光熱電站?！碧m州大成科技股份有限公司董事長范多旺日前在出席2016中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會時作出如上表示，并向與會者介紹了國內(nèi)首個10兆瓦熔鹽菲涅爾光熱電站的建設(shè)情況，該項(xiàng)目是規(guī)劃的大成敦煌110MW光熱發(fā)電項(xiàng)目的一期工程，預(yù)計(jì)年內(nèi)即可建成投運(yùn)。
下面刊出的是范多旺的發(fā)言全文。（根據(jù)速記和視頻資料整理）
范多旺：大家下午好！下面由我來跟大家分享我們光熱項(xiàng)目基本的情況，我們?nèi)ツ暌采暾埩藝沂痉俄?xiàng)目，10+2×50這樣來申請的。分以下幾個方面，一個是項(xiàng)目大概的情況，二是場址，第三重點(diǎn)介紹分享技術(shù)方案以及工程的進(jìn)展，最后簡要匯報一下蘭州大成光熱業(yè)務(wù)的開展情況。
這個項(xiàng)目總規(guī)模是110MW，一期做10MW，二期是2×50MW。申請示范項(xiàng)目加起來10+2×50MW，地點(diǎn)在甘肅敦煌的光電產(chǎn)業(yè)園，跟前面首航的項(xiàng)目挨著。技術(shù)方案按照我們多年研發(fā)、試驗(yàn)和積累，我們采用了線性菲涅爾式的集熱技術(shù)，傳熱我們采用熔鹽來做傳熱、換熱和儲熱統(tǒng)一的工質(zhì)，目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)高溫高壓的參數(shù)，采用通用的高溫高壓汽輪機(jī)組，同時通過增加儲熱的時長來實(shí)現(xiàn)24小時能夠連續(xù)運(yùn)行。
一期的10MW和二期100MW都已經(jīng)取得了政府主管部門備案的文件，有區(qū)別的是一期10MW項(xiàng)目是在2014年由省發(fā)改委備案，二期2×50MW是由酒泉市能源局備案，2015年8月份備案體制改革以后，下放到市一級。
項(xiàng)目的場址所在地的基本情況以及光照資源，水資源，在西北水資源是特別重要的，還有其他的一些條件，我簡要介紹一下。
圖上看到的是敦煌市七里鎮(zhèn)光電產(chǎn)業(yè)園的照片。左手邊有一個區(qū)域是我們國家規(guī)劃的第一個百萬KW光電產(chǎn)業(yè)園區(qū)，顏色稍微深一點(diǎn)是750的通道，通道以東是光伏產(chǎn)業(yè)園，以西是規(guī)劃的光熱產(chǎn)業(yè)園。敦煌市很多同仁旅游可能去過，它是歸酒泉市來管轄，大部分屬于溫帶大陸型氣候，明顯的特點(diǎn)是氣候干燥、降雨量少、蒸發(fā)量大、晝夜溫差大、日照時間比較長。
敦煌項(xiàng)目地輻射條件，紅顏色的是總輻射量，藍(lán)顏色是直接輻射。直接輻射在8月份的時候值是最高的，2月份的時候值是最低的，年總DNI的值是1786.96kWh/m2。所以這個值不算特別好，但是也還可以。
場址的地貌特點(diǎn)是在戈壁地帶，敦煌這個地方總體上應(yīng)該是很缺水，所以我們在進(jìn)行項(xiàng)目前期工作的時候重點(diǎn)就是要比較早的一定要取得水資源論證的批復(fù)文件。這一點(diǎn)在敦煌可能比在其他地方顯得更加重要。
下面簡單討論一下項(xiàng)目技術(shù)方案的選型。根據(jù)我們多年的經(jīng)驗(yàn)，其實(shí)我們最早做的是槽式，也做了線性菲涅爾，也做了組合的碟式，我一直說各種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，不好評價，但是根據(jù)我們自己的實(shí)際情況，我們最終主推的是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的線性菲涅爾。在這個項(xiàng)目上我們主推熔鹽的線性菲涅爾聚光集熱技術(shù)。熔鹽統(tǒng)一作為傳熱、換熱和儲熱的統(tǒng)一工質(zhì)，采用高溫高壓參數(shù)的汽輪機(jī)組。
在設(shè)計(jì)方案的原則上，我們認(rèn)為緊緊圍繞兩個重點(diǎn)，一個是提高發(fā)電效率，二是降低發(fā)電成本。也就是說光熱發(fā)電也好，任何新能源也好，你用什么技術(shù)不是最主要的，最主要的就是性價比，用戶不會因?yàn)槟慵夹g(shù)先進(jìn)為這一度電多付錢，關(guān)鍵是提高發(fā)電效率，降低成本。
通過更高的集熱溫度可以提高發(fā)電效率，這是路線之一。第二，我們認(rèn)為應(yīng)該減少光熱機(jī)組的啟停次數(shù)，也可以提高綜合的發(fā)電效率。傳統(tǒng)的光熱電站每天都要啟停，損失其實(shí)是比較大的，發(fā)電成本可以有很多因素來影響。其中如果采用熔鹽作為集熱、換熱、儲熱的統(tǒng)一工質(zhì)的話，從兩個點(diǎn)上可以降低成本，一個是減少了換熱的環(huán)節(jié)，二是簡化了系統(tǒng)。當(dāng)然熔鹽的工質(zhì)本身就比導(dǎo)熱油的工質(zhì)還要便宜一些。
第二方面降低成本的方式，可以精確更容易調(diào)試的集熱系統(tǒng)，通過采用這樣的技術(shù)后可以縮短系統(tǒng)調(diào)試的時間，使電站更快達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，建設(shè)工期縮短、調(diào)試工期縮短、達(dá)標(biāo)的時間縮短，也是綜合降低發(fā)電成本的一個方面。
技術(shù)方案的關(guān)鍵點(diǎn)分享四點(diǎn)。一是通過更高的溫度，做到多少？我們現(xiàn)在的技術(shù)跟塔式熔鹽很接近，集熱場的集熱溫度做到550℃，換熱以后產(chǎn)生的蒸汽就是535℃，10兆帕或者13.2兆帕，通常是10萬火電機(jī)組汽輪機(jī)組的參數(shù)。
第二是通過增大儲熱具備24小時正常天氣連續(xù)運(yùn)行的能力可以大幅度減少機(jī)組啟停的次數(shù)，機(jī)組頻繁的啟停還要配輔助的燃料，損失會比較大。
采用熔鹽工質(zhì)以后節(jié)省了換熱的環(huán)節(jié)，也降低了介質(zhì)的成本。當(dāng)然這只是說的好的方面，也有帶來負(fù)面的影響。另外，縮短建設(shè)和調(diào)試的周期也是非常重要的，點(diǎn)聚焦有點(diǎn)聚焦的難處，線聚焦有線聚焦的難點(diǎn)，我個人認(rèn)為不好輕易下結(jié)論，四種集熱方式哪一種最好不好說。但是線聚焦，尤其是線性菲涅爾的優(yōu)點(diǎn)之一是多回路并聯(lián)，所以可以多個回路同時安裝和調(diào)試，互相之間影響非常小。所以可以大幅度縮短調(diào)試的時間，也就有可能縮短達(dá)標(biāo)發(fā)電的時間。
四種方式里邊，上面的照片是我們自己做的第一代的，最右邊是我們自己做的槽式，左邊上面是我們做的第一代線性菲涅爾的集熱器。線性菲涅爾技術(shù)的特點(diǎn)，第一點(diǎn)是靈活的集熱設(shè)計(jì)，適合于不同場合、不同場地、不同需求的集熱器，這樣就比較靈活，也就具備了系統(tǒng)的適應(yīng)性比較良好。跟其他的方案相比，優(yōu)點(diǎn)之一是結(jié)構(gòu)固定，吸熱管是固定的，傳動跟蹤比較低，所以結(jié)構(gòu)上比較穩(wěn)定，同時帶來的在我們國家西北地區(qū)抗風(fēng)能力會好一些。敦煌的風(fēng)力好一點(diǎn)，但像青海德令哈、格爾木等地區(qū)風(fēng)是很大的一個因素。
關(guān)于技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)線性菲涅爾聚光集熱器，上午也有提到一個問題，我也回答了。沒有止境，沒有最優(yōu)，要不斷的優(yōu)化各個環(huán)節(jié)來提高它的性能。我們從結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)上獲得了一系列的知識產(chǎn)權(quán)。另外，我們針對熔鹽工質(zhì)，前面第一代、第二代達(dá)不到那么高的溫度，所以針對這個項(xiàng)目熔鹽的需求，我們大幅度提高了聚光比新的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
左面的照片是我們第三代線性菲涅爾熔鹽系統(tǒng)的集熱器。上面是我們第一代集熱器，比較適合于中溫?zé)崂茫瑢?dǎo)熱油320℃這樣的導(dǎo)熱系統(tǒng)。那張照片說的是屋頂式線性菲涅爾集熱器，受鋼結(jié)構(gòu)各方面的限制，所以聚光倍數(shù)系統(tǒng)要重新來設(shè)計(jì)。反過來說適合不同場景、不同場地需求可以比較靈活的來做。
我們在熔鹽項(xiàng)目上要用的集熱器聚光倍數(shù)接近120倍，這個倍數(shù)符合熔鹽項(xiàng)目的需求，但也不是特別高。如果再提高聚光倍數(shù)能夠達(dá)到，但是高度可能會更高，更高以后的優(yōu)點(diǎn)是聚光倍數(shù)能提高，但是抗風(fēng)、結(jié)構(gòu)等方面的支出有可能會提高一些。
我們現(xiàn)在集熱的效果在實(shí)際測試當(dāng)中表現(xiàn)還是很好的，單管式高溫熔鹽真空集熱管針對的是裸管的方案，實(shí)際上我們第一代開發(fā)的方案我們就用的是內(nèi)管直徑90mm的真空集熱管，沒有試過排管、裸管，只不過我們現(xiàn)在做的90管適合在580℃左右高溫下使用，實(shí)際用在550℃。這里邊很關(guān)鍵的一點(diǎn)是集熱管的膜系性能，能夠適合高溫使用，吸收率要好，這只是一個方面。膜系的穩(wěn)定性和管子的發(fā)射率要低，這是在高溫系統(tǒng)中集熱管比較重要的一些問題。這樣的管子我們在研發(fā)過程當(dāng)中特別關(guān)注它的熱損。在高溫下如果是其他的方式可能有轉(zhuǎn)動的環(huán)節(jié)高溫工況下會有一些問題，線性菲涅爾高溫系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)動會好一些。我們鏡場的布置是模塊化的結(jié)構(gòu)來組成，一個回路的長短是根據(jù)光資源，根據(jù)熱力系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的。不同的場合很靈活。
下面簡單匯報一下我們的真空集熱管，我們的管是90管，熔鹽從70增加到90以后截面流量會增加將近一倍，所以同等的情況下壓力下傳熱量就大，再加上聚光倍數(shù)加大，所以某種程度上就可以克服線聚焦的管路的長度，比用70管的聚光器有明顯的好處。針對熔鹽高溫特點(diǎn)，內(nèi)管的材質(zhì)要重新來考慮。再一個我們前面做的是適合于導(dǎo)熱油項(xiàng)目用的集熱管，針對這樣的項(xiàng)目我們做了將近2年的高溫的選擇性吸收膜。我們的強(qiáng)項(xiàng)是我們有一個國家鍍膜的工程中心，在這兒展示的是樣片580℃處理288個小時以后的性能，所以看出來它的吸收率和發(fā)射率還是很穩(wěn)定的。
這里向各位展示的是
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