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　　CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道：新能源的新是相對于傳統(tǒng)能源而言的，所以新能源必須要有自己的使命，這種使命就是不斷提升效率、不斷降低成本，最后達到跟傳統(tǒng)能源發(fā)電，比如煤電，實現(xiàn)平價上網(wǎng)的目標(biāo)。對于光熱電站這種新能源發(fā)電形式，其核心部件比如說集熱管，它也必然具備這樣的屬性，所以也需要不斷提升性能、降低自己的成本。”2017年6月14～16日，在浙江杭州召開的中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會2017（CPC2017）上，北京天瑞星光熱技術(shù)有限公司副總經(jīng)理崔孟龍在發(fā)表題為《集熱管的壽命以及品質(zhì)管控對電站運營的影響》的演講過程中如是表示。

　　從業(yè)主的角度來看，初期的采購成本、系統(tǒng)運行的成本是關(guān)鍵考量因素。對此，崔孟龍表示，延長核心部件集熱管的壽命、提高其性能和壽命穩(wěn)定性，以提高發(fā)電量、降低損耗率，對降低電站運行成本十分重要。中國特殊的自然地理環(huán)境對集熱管的性能提出了更高的要求。崔孟龍表示，“我國的DNI，相對于西班牙、摩洛哥、智利、美國，DNI還是偏低，帶來的問題是光場面積大、管道變長、熱損偏高，所以我們的發(fā)電成本可能就偏高。對于集熱管廠商來講，主要是從集熱管的角度來降低它的熱量損失?！贬槍χ袊鉄犭娬舅诘氐臉O寒天氣，崔孟龍認(rèn)為，“因為像槽式每天都有冷啟和熱啟的過程，在德令哈，冬天最低溫度可能在零下39度，因此在玻璃管壽命可靠性上也提出了更高的要求?！睘榱藨?yīng)對由玻璃損壞、真空損失和磨損老化導(dǎo)致的集熱管失效問題，崔孟龍介紹了源自航天工藝的金屬和玻璃封接技術(shù)、防風(fēng)防磨損的膜層技術(shù)、耐冷凍增透膜技術(shù)等符合業(yè)主要求，并且符合自然環(huán)境應(yīng)用要求的技術(shù)路線，并介紹了天瑞星在生產(chǎn)管理上保障產(chǎn)品良率的舉措。

　　各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，大家上午好！

　　我是北京天瑞星光熱技術(shù)有限公司副總經(jīng)理崔孟龍，非常高興有機會向各位同行、同仁和各位領(lǐng)導(dǎo)匯報一下我們現(xiàn)在在集熱管方面一些新的進展。

　　我匯報的內(nèi)容主要分成四個部分，第一部分就是光熱電站對集熱管性能的要求，從光熱電站對集熱管性能要求來看，我們會從業(yè)主的角度出發(fā)，和在中國建設(shè)示范電站的時候中國自然條件的角度出發(fā)，從這兩點看我們應(yīng)該要用什么樣的技術(shù)路線去應(yīng)對這樣的要求；第二部分，選擇了技術(shù)路線，這種技術(shù)路線的長期穩(wěn)定性如何，壽命怎樣，如何保證產(chǎn)品的壽命，獲得長期可靠的回報；第三，集熱管是光熱電站的產(chǎn)品，像50MW光熱電站一般是在兩萬五千支到三萬支左右，如果每支集熱管要達到這樣的要求，就要求我們生產(chǎn)型企業(yè)在品質(zhì)管控里面多做工作；最后，稍微簡單介紹一下天瑞星公司。

　　第一部分，還是從業(yè)主的角度來看。業(yè)主現(xiàn)在的角度還是從示范電站的成本來看。太陽能光熱發(fā)電是新能源發(fā)電的一種形式。新能源的新是相對于傳統(tǒng)能源而言的，所以新能源必須要有自己的使命，這種使命就是不斷提升效率、不斷降低成本，最后達到跟傳統(tǒng)能源發(fā)電，比如煤電，實現(xiàn)平價上網(wǎng)的目標(biāo)。對于光熱電站這種新能源發(fā)電形式，其核心部件比如說集熱管，它也必然具備這樣的屬性，所以也需要不斷提升性能、降低自己的成本。這個成本應(yīng)該是產(chǎn)品的全壽命期的成本，除了客戶初期的采購成本以外，還有它的系統(tǒng)運行的成本，就像我這個公式左邊是設(shè)備的采購成本，右邊是系統(tǒng)運行成本。采購成本，基本上就是我們在商務(wù)談判的時候進行的，這是一個市場行為，跟供需還是有很大的關(guān)系?，F(xiàn)在來看，集熱管的售價已經(jīng)不斷降低。我們也是通過不斷降低原材料的采購成本，并且不斷提升工廠的良率，然后達到降低初期采購成本的要求。

　　我們現(xiàn)在更注重的是第二部分，即運行時的運行成本。假使我們初期采購成本比較低，但在運行的時候不能在比較長的一個時間內(nèi)滿足電站的運行要求，更換的頻率高，這必然會增加其電站的發(fā)電成本。所以如果第二部分運行成本高的話，它的整個全壽命期的成本也不一定會降低。

　　從現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，集熱管失效一直是槽式電站這里面的一個主要問題，其中SEGS電站集熱管失效有文章和數(shù)據(jù)報道，基本超過了4%，2006年新建的槽式電站失效率也是在3.4%左右。這個失效的主要原因還主要是玻璃的損壞、真空損失和磨損老化，所以這一頁是從業(yè)主的角度來看給我們提出一個問題，我們應(yīng)該用什么的辦法去應(yīng)對。

　　這個是對我們國內(nèi)光熱電站的情況。因為光熱電站還是一個國外舶來品，在美國、西班牙有比較大的裝機量，但是在中國現(xiàn)在還沒有一個特別成功的商業(yè)化運行的電站。所以完全舶來的東西，是否能夠滿足中國的條件？所以需要我們在技術(shù)上有更多的考量。

　　集熱管是在高強度聚光環(huán)境下工作的，集熱管是光場的核心部件，它主要負(fù)責(zé)把匯聚的光線通過光熱轉(zhuǎn)化膜層轉(zhuǎn)化為熱量輸送出去。從現(xiàn)在技術(shù)角度來看，更大開口尺寸的槽式和菲涅爾式系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，所以集熱管的工作溫度也不斷升高，因而對它膜層的考量是比較關(guān)鍵的指標(biāo)。第二個是我國的DNI，相對于西班牙、摩洛哥、智利、美國，DNI還是偏低，帶來的問題是光場面積變大、管道變長、熱損偏高，所以我們的發(fā)電成本可能就偏高。對于集熱管廠商來講，主要是從集熱管的角度來降低它的熱量損失。第三個是極寒天氣，因為像槽式每天都有冷啟和熱啟的過程，像在德令哈，冬天最低溫度可能在零下39度，因此在玻璃管壽命可靠性上也提出了更高的要求。集熱管主要是兩種材料，一個是玻璃，一個是金屬，必然有玻璃和金屬連接的地方，這個地方是比較薄弱的地方。薄弱的地方可能變成漏點，導(dǎo)致真空發(fā)生泄露。所以這就需要提高真空的保持能力。第四個是嚴(yán)重風(fēng)砂，它對集熱管表面膜層的會產(chǎn)生磨損，所以需要我們的集熱管玻璃外表面增透膜層有防塵耐磨的特點。

　　所以從這兩點，提出了我們的技術(shù)路線要符合業(yè)主的要求，并且符合自然環(huán)境的應(yīng)用要求。這四個圖也分上下部分，上面是剛剛出廠的時候的初始性能，下面是長期使用性能，目的是使集熱管在長期使用也能達到要求。

　　接下來第一部分是提出性能要求，第二部分是我們用什么樣的技術(shù)手段應(yīng)對這個問題。這一塊是我們主要通過國外電站的一些參數(shù)、數(shù)據(jù)和我們的軟件進行一些模擬的計算，現(xiàn)在的集熱管的重點是光學(xué)性能提升，多提升一點，它的發(fā)電量就會多一點，另外是熱量損失再少一些。這里面的重點其實還是兩個，第一是膜層的初始性能和長期的老化現(xiàn)象，第二個是熱損量不斷降低。

　　我們對膜層的應(yīng)對也有一個歷程，像左邊的是傳統(tǒng)的膜層，也是行業(yè)里面普遍使用的，我們以前也用過這種吸熱膜層。后來發(fā)現(xiàn)在這個過程中初始狀況可以，但是長期用起來會有問題，因為金屬會在陶瓷里面進行滲透，因為金屬是小顆粒原子，它高溫的時候會發(fā)生層與層之間以及層內(nèi)的遷移和聚集。所以在下面兩個圖的中間的地方，就會看到這種析晶，它會影響膜層的穩(wěn)定性，并對膜層的光學(xué)性能有很大的影響。所以我們在2007年和2008年，改變了這個技術(shù)路線，把金屬和陶瓷結(jié)構(gòu)變成雙陶瓷結(jié)構(gòu)，把原來的金屬變成陶瓷。這樣從我們的應(yīng)用來看，高溫情況下，陶瓷分子更加穩(wěn)定，也不會出現(xiàn)金屬原子的遷移和聚集的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能也更加穩(wěn)定，所以我們也是沿著這個路線不斷發(fā)展。

　　這個是我們關(guān)于膜層壽命方面的工作，這個工作將近持續(xù)了一年多，主要是看我們膜層不斷發(fā)展的時候，看它的膜層壽命怎么樣。我們很難把膜層實驗持續(xù)做到二十幾年，因此通過過熱加速老化的實驗等，推算它的活化能，并以此推算其衰減情況。

　　根據(jù)這些前期試驗，我們也通過阿倫尼烏斯公式進行預(yù)測，這個工作也是我們跟國內(nèi)的科研院所一塊合作，現(xiàn)在這個合作也正在進行。基本上在550度是上面這個藍色的這個曲線，我們看是比較樂觀的。除此之外，當(dāng)集熱管出現(xiàn)玻璃失效或者真空失效的時候，這個膜層可能就完全暴露在空氣中，這個時候膜層能用多長時間？這是我們做的試驗的初始情況，還是這個膜層，但是沒有玻璃管，初始的時候它吸收率是94左右，發(fā)射率是7左右。因為初始情況相對不穩(wěn)定，高溫加熱一段時間以后膜層結(jié)構(gòu)就達到一個從無序到有序的相對穩(wěn)定狀態(tài)，所以每隔72小時，我們會測它的吸收率和發(fā)射率，現(xiàn)在來看還是比較穩(wěn)定，這個過程中數(shù)據(jù)還是不斷