來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評論 | 7950查看 | 2017-06-22 17:50:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:“從去年8月22日并網(wǎng)發(fā)電至今,系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行299天。上個月(5月份)的實(shí)際發(fā)電量與軟件模型的設(shè)計值(以下稱設(shè)計發(fā)電量)的偏差小于2.3%,去年11月份小于1.3%。我們經(jīng)過兩三個月的優(yōu)化,實(shí)際的發(fā)電量和設(shè)計發(fā)電量還是相當(dāng)吻合?!痹?月14~16日于浙江杭州召開的中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會2017(CPC2017)上,浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長金建祥向與會人員介紹了該司開發(fā)的中控德令哈50MW塔式示范項(xiàng)目進(jìn)展,并深度分享了中控德令哈10MW塔式電站自去年8月份并網(wǎng)運(yùn)行至今近一年的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。
金建祥對于云層影響和吸熱管堵塞等塔式電站運(yùn)行過程中碰到的難題進(jìn)行了針對性經(jīng)驗(yàn)分享。據(jù)金建祥介紹,新建的光熱電站并網(wǎng)發(fā)電不難,難的是什么時候能夠達(dá)到設(shè)計發(fā)電量,這是一個經(jīng)濟(jì)性的最重要的影響因素。大晴天達(dá)到設(shè)計發(fā)電量不難,但是在有云的天氣下,要達(dá)到DNI對應(yīng)的設(shè)計發(fā)電量很難。光伏、槽式光熱、塔式光熱這三種相比,有云天氣對光伏達(dá)到對應(yīng)的DNI的發(fā)電量影響很?。徊凼接捎谡婵展鼙匦阅鼙容^好,也不太需要考慮預(yù)熱的問題、間歇性陽光利用的問題,所以有云天氣對槽式發(fā)電達(dá)到DNI對應(yīng)的發(fā)電量影響不大。塔式尤其是熔鹽塔式則影響非常大?!踞槍υ茖佑绊懙慕鉀Q方案詳見演講全文】
針對吸熱器堵管問題,金建祥根據(jù)中控德令哈10MW項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果提出了解決方案。金建祥指出,在進(jìn)鹽的過程中,會發(fā)生吸熱管堵塞,這個現(xiàn)象在我國的西北地區(qū)低溫、大風(fēng)季節(jié)不可避免會發(fā)生。發(fā)生以后怎么辦?有幾個辦法:一個優(yōu)化預(yù)熱、進(jìn)鹽策略,降低堵管的概率;第二增加堵管自動判斷和處理程序,自動識別堵管區(qū)域并針對性的調(diào)整預(yù)熱方案。另外,吸熱器的保溫設(shè)計需要優(yōu)化。第三方面優(yōu)化是自動化運(yùn)行,如一鍵啟停等。
更多精彩內(nèi)容,請閱讀下面刊出的金建祥的演講全文(注:本文根據(jù)速記和錄音資料整理,文章內(nèi)容已經(jīng)演講者本人審閱):
各位朋友下午好。今天是一個命題作文,會議組織方希望我介紹一下我們50MW項(xiàng)目進(jìn)展情況,同時也向各位匯報一下我們10MW項(xiàng)目的運(yùn)行情況。從去年8月份熔鹽系統(tǒng)改造完畢并網(wǎng)發(fā)電到目前已經(jīng)有10個月了,有很多新的體會可以和各位共享。
50MW的項(xiàng)目總體上還是按預(yù)定計劃執(zhí)行,汽輪機(jī)、吸熱器和發(fā)電機(jī)等主要的幾個需要長周期制造的設(shè)備已經(jīng)定貨了。從整個進(jìn)度上看到2018年12月底并網(wǎng)發(fā)電的可能性比較大,不能說百分之百的話,至少我們還是很有信心的。我接下去的大部分時間來介紹10MW的運(yùn)行情況。
10MW電站鏡場63000平方米,設(shè)計點(diǎn)實(shí)際發(fā)電最高效率是17%,熔鹽最高溫度568度,汽輪機(jī)進(jìn)氣溫度510度,進(jìn)氣壓力9MPa,滿負(fù)荷功率10MW,儲能時間2小時。保溫性能方面,熔鹽高溫儲罐每天大約下降4度,低溫儲罐每天下降2度左右。這是整個電站的建設(shè)歷程,我們還是按部就班來推進(jìn)各項(xiàng)工作,總體上比較順利。這個工藝流程圖比較復(fù)雜,因?yàn)樵谇捌谒べ|(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行熔鹽改造的,未來純?nèi)埯}的系統(tǒng)只要右半邊就可以了,流程會簡單不少。
到今天有這些信息可以與大家共享,從去年8月22日并網(wǎng)發(fā)電至今,系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行299天。上個月的實(shí)際發(fā)電量與軟件模型的設(shè)計值(以下稱設(shè)計發(fā)電量)的偏差小于2.3%,去年11月份偏差小于1.3%。這張圖片顯示最近10個月的實(shí)際發(fā)電量與設(shè)計發(fā)電量的差別,去年9月份達(dá)到設(shè)計值的84.7%,10月份82.5%,11月份98.7%。1月份、2月份這幾個月相對比較差,主要原因是這一段時間,在德令哈有較多的下雪、沙塵暴天氣,所以高原地帶寒冷的冬季下雪怎么應(yīng)對,這還是一個需要解決的問題。3月份之后到5月份,5月份的發(fā)電量又達(dá)到設(shè)計值的97.7%,從這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出,針對不同天氣,我們經(jīng)過兩三個月的優(yōu)化,實(shí)際的發(fā)電量和設(shè)計發(fā)電量還是相當(dāng)吻合的。這張圖片顯示我們從去年8月底開始累計的發(fā)電量,從這個曲線可以看出,發(fā)電量是持續(xù)在增長,除了中間有個別天數(shù)設(shè)備檢修外,沒有長時間的停修現(xiàn)象發(fā)生。我們體會比較深的是,對塔式光熱發(fā)電來說,有云天氣對發(fā)電量的影響是巨大的。前幾天王志峰老師問我,新的電站什么時候能夠建成并網(wǎng)發(fā)電,我的回答按時并網(wǎng)發(fā)電不難,難的是什么時候能夠達(dá)到設(shè)計發(fā)電量,這是一個經(jīng)濟(jì)性的最重要的影響因素。如何才能達(dá)到設(shè)計發(fā)電量?從以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出,大晴天達(dá)到設(shè)計發(fā)電量并不難,但是在有云天氣下,要達(dá)到設(shè)定發(fā)電量就會很難。光伏、槽式光熱、塔式光熱這三種發(fā)電方式相比,有云天氣對光伏發(fā)電達(dá)到當(dāng)天DNI對應(yīng)的發(fā)電量影響很?。徊凼接捎谡婵展鼙匦阅鼙容^好,也不太需要考慮預(yù)熱的問題、間歇陽光利用的問題,所以有云天氣對槽式發(fā)電達(dá)到當(dāng)天DNI對應(yīng)的發(fā)電量影響不大。塔式尤其是熔鹽塔式則影響非常大,據(jù)我們初步統(tǒng)計,德令哈的有云天氣占了64%,玉門也占了32%,兩地平均有云天氣差不多占一半了。也就是說1/3-2/3的天氣都是有云的,凡是光資源不是很好的地方,有云天氣占比都是比較高的,如何提升有云天氣的發(fā)電量,是我們?nèi)埯}塔式發(fā)電要考慮的最重要問題。總體上說,經(jīng)過一段時間的跟蹤研究,不斷優(yōu)化,現(xiàn)在對于提升有云天氣發(fā)電量有了明顯的進(jìn)步。另外一個青海高原現(xiàn)場惡劣天氣也是比較大的問題,高原有好處:它的空氣通透度比較高,壞處就是氣溫很低,容易結(jié)冰,清洗不易。根據(jù)實(shí)際測試,在大風(fēng)沙塵天氣下,我們項(xiàng)目的定日鏡跟蹤精度仍達(dá)到設(shè)計要求,定日鏡工作風(fēng)速每秒16米。這里展示了5月4日14:00,現(xiàn)場風(fēng)速達(dá)到了18.7米每秒,整個聚光系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),這也可能與我們的鏡面比較小、受力面比較小有關(guān)系。另外一個優(yōu)化的問題,吸熱器的預(yù)熱光斑如果不均勻的話,將導(dǎo)致部分吸熱管無法達(dá)到預(yù)熱的設(shè)定溫度,熔鹽進(jìn)去熱沖擊太大,還有可能熔鹽凝固。能不能達(dá)到設(shè)定溫度,就取決于你的控制水平:光斑是否均勻,如果光斑不均勻的話吸熱器不同區(qū)域的溫差會很大。圖上比較黑的這個地方溫度只有72度,顯然離設(shè)定溫度很遠(yuǎn),如果這個時候進(jìn)鹽就很容易凝固了,對吸熱管的熱沖擊也很大。右邊這個圖是經(jīng)過優(yōu)化之后的圖,整個吸熱器的溫差不大。
第二個問題是吸熱器在進(jìn)鹽的過程中,會發(fā)生吸熱管堵塞,這個現(xiàn)象在我國的西北地區(qū)低溫、大風(fēng)季節(jié)不可避免發(fā)生。發(fā)生以后怎么辦?有幾個辦法:一個優(yōu)化預(yù)熱、進(jìn)送鹽策略,降低堵管的概率;第二增加堵管自動判斷和處理程序,自動識別堵管區(qū)域并針對性的調(diào)整預(yù)熱方案。另外,吸熱器的保溫設(shè)計需要優(yōu)化。第三方面優(yōu)化是自動化運(yùn)行,如一鍵啟停等。
前邊提到了,塔式光熱系統(tǒng)無論是鏡場還是熔鹽儲熱系統(tǒng)都比較復(fù)雜,如果完全依靠現(xiàn)場的操作人員去做很多需要臨時分析判斷的工作,往往會出現(xiàn)很多問題。如何降低對現(xiàn)場人員的技術(shù)要求,這是我們面臨的一個比較大的問題,這方面我們做了大量的工作,這里包括吸熱器和儲換熱系統(tǒng)等的啟停、運(yùn)行以及連鎖保護(hù)等等。實(shí)現(xiàn)聚光系統(tǒng)、儲換熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的一鍵啟停及自動運(yùn)行,以及各子系統(tǒng)之間的協(xié)同控制,整個系統(tǒng)連鎖保護(hù)達(dá)到了80項(xiàng)。因?yàn)槿埯}系統(tǒng)比較麻煩,控制溫度低了容易凝固,溫度高了又會氣化,都會導(dǎo)致生產(chǎn)事故,雖然事故不大,但也不小。另外一項(xiàng)是廠用電的優(yōu)化,熔鹽塔式電站中廠用電還是比較高的(一般在10%以上),降低廠用電是提升效益的有效手段。我們?nèi)ツ暝跊]有優(yōu)化之前,廠用電還是偏高的,經(jīng)過一段時間的總結(jié)摸索,廠用電有了明顯的下降,下降幅度相當(dāng)可觀,降低了35%。另外與發(fā)電效率有很大關(guān)系的是棄光率,這個棄光跟光伏的棄光是兩個概念,光伏是有陽光能發(fā)電,但上不了網(wǎng);而這里說的棄光是指有太陽,但不能用來發(fā)電。去年9月份棄光率達(dá)到35%,為什么會棄光?前面講到了光熱發(fā)電設(shè)備需要預(yù)熱的時間,無論是吸熱器或者是管道都需要預(yù)熱,這部分的陽光就浪費(fèi)掉了;太陽下山之前熔鹽系統(tǒng)需要提前關(guān)場,以防止熔鹽出現(xiàn)凝固,這部分的太陽光也不能用來發(fā)電。另外DNI在每天午后最強(qiáng),早晚稍微差一些,為了提高整天的吸熱器工作效率,午后陽光最強(qiáng)的時候不得不考慮一部分棄光,以保證整天的吸熱器平均效率最高。有云的時候,光伏的話云一過去立刻可以發(fā)電,而光熱不行,需要有一個預(yù)熱的過程,設(shè)備升溫速率有一定限制,比如每分鐘升溫不得超過20度,因此預(yù)熱需要一定的時間,所以這部分陽光也浪費(fèi)了。經(jīng)過優(yōu)化之后,到去年12月份棄光率已經(jīng)從35%下降到9%,優(yōu)化效果還是