CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:12月27日,在由CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺(tái)、北京首航艾啟威節(jié)能技術(shù)股份有限公司、敦煌市人民政府聯(lián)合主辦的2019年中國光熱發(fā)電市場(chǎng)形勢(shì)與應(yīng)對(duì)策略峰會(huì)暨CSPPLAZA2019新年匯上,北京首航艾啟威節(jié)能技術(shù)股份有限公司副總經(jīng)理惠超就剛剛投運(yùn)的首航節(jié)能敦煌100MW塔式光熱項(xiàng)目作全面解讀。
首航節(jié)能敦煌100MW塔式光熱項(xiàng)目由首航節(jié)能自主設(shè)計(jì)、投資和建設(shè),首航節(jié)能擁有百分百自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),是目前全球最高的熔鹽塔式光熱電站,配備目前全球單機(jī)最大的鏡場(chǎng)。
惠超表示,在設(shè)備及技術(shù)自主化的道路上,首航節(jié)能做了很多努力:定日鏡采用了首航節(jié)能自主研發(fā)的115.7平米的定日鏡,相對(duì)于一期定日鏡而言,二期定日鏡有較大改進(jìn),背板的形式有較大改變,減速機(jī)的體積減小了很多,子鏡數(shù)量35面,設(shè)計(jì)壽命30年,跟蹤精度達(dá)到2毫弧度。同時(shí),針對(duì)吸熱器、子鏡、跟蹤系統(tǒng)等關(guān)鍵裝備或部件的加工制造,首航節(jié)能也進(jìn)行了大量的研發(fā)和優(yōu)化工作。
據(jù)惠超介紹,首航節(jié)能敦煌100MW塔式光熱項(xiàng)目一年約可發(fā)電3.9億度,每年可以減排二氧化碳35萬噸,粉塵10萬噸,二氧化硫1萬噸,氮氧化物0.5萬噸,每年可節(jié)約的標(biāo)煤量是13萬噸。投產(chǎn)以后,如果陽光條件滿足要求,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),每年可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益約3-4億元。
圖:惠超
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各位領(lǐng)導(dǎo)、各位參會(huì)的嘉賓大家上午好!我是來自首航節(jié)能的惠超。下面我把首航節(jié)能敦煌100MW熔鹽塔式光熱電站的情況做一個(gè)全面的匯報(bào)。
我的匯報(bào)一共包括六個(gè)部分,第一部分是公司的簡(jiǎn)介,首航節(jié)能是一家A股的上市公司,業(yè)務(wù)方向是兩個(gè),一個(gè)是清潔能源,另外一個(gè)是節(jié)能環(huán)保。業(yè)務(wù)板塊主要是空冷系統(tǒng),水務(wù)技術(shù),光熱電站,余熱發(fā)電,清潔供暖等。
第二,項(xiàng)目概況,2016年底,國家能源局確定了第一批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目,首航節(jié)能的項(xiàng)目是其中之一。這批示范項(xiàng)目最初是要求在2018年年底前要并網(wǎng)發(fā)電,時(shí)值年終歲尾,這個(gè)項(xiàng)目也即將進(jìn)入到并網(wǎng)發(fā)電的階段。時(shí)間再長的考試最終都要交卷,我們把我們這兩年工作的一些情況給大家做一個(gè)匯報(bào)和展示,給關(guān)心和支持光熱發(fā)電的領(lǐng)導(dǎo)和專家、以及我們自己一個(gè)交代。
我們這個(gè)項(xiàng)目位于敦煌市西南方向的七里鎮(zhèn)的光電產(chǎn)業(yè)園區(qū),地貌是以戈壁為主,原地貌是右側(cè)那張圖,有少量的耐旱植物。地勢(shì)南高北低,平均海拔在1200米左右。這個(gè)地方太陽的輻射比較強(qiáng),離敦煌市區(qū)比較近,生產(chǎn)和生活條件還是非常不錯(cuò)的。
這個(gè)地方的自然降雨量是比較少的,一年只有不到40毫米,但是日照時(shí)間比較長,約3300小時(shí)。我們?cè)O(shè)計(jì)DNI的取值是1777kwh/m2,唯一一個(gè)對(duì)光熱發(fā)電不太有利的就是沙塵暴天數(shù)比較多。
這個(gè)項(xiàng)目完全由首航節(jié)能投資和建設(shè),首航節(jié)能擁有100%的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),也是目前吸熱塔最高,單體鏡場(chǎng)最大的光熱電站。這個(gè)項(xiàng)目整個(gè)的占地是大約8公頃,鏡場(chǎng)的面積是140萬平方米,定日鏡的數(shù)量大概是1萬2千臺(tái)。熔鹽大概是3萬噸,儲(chǔ)熱時(shí)間是11小時(shí),吸熱塔的凈高為260米,年發(fā)電量是3.9億度。
第三是主要建設(shè)的節(jié)點(diǎn),敦煌二期的項(xiàng)目奠基是在2016年的11月底,然后就開始進(jìn)行吸熱塔基礎(chǔ)的開挖。主廠房第一罐混凝土是在2017年的6月19號(hào)打進(jìn)去的。吸熱塔的土建封頂是在2017年的11月4號(hào)。汽輪機(jī)大約是在2018年9月中旬完成扣缸,2018年10月鏡場(chǎng)調(diào)試并完成了第一次的聚光。
今年呢,在降雨量這么低的地區(qū),今年下了三場(chǎng)大雪,給我們帶來了很多安裝以及施工過程中的不利因素。另外在運(yùn)行維護(hù)上防凍的問題也很突出。2018年12月1號(hào),我們進(jìn)行了第一次蒸汽吹掃。12月25號(hào),我們進(jìn)行了第一次汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn),這是達(dá)到3000轉(zhuǎn)的時(shí)候的一個(gè)截圖。
第四是我們運(yùn)行的一些情況。由于12月22號(hào)是冬至,整個(gè)日照時(shí)間比較短,這個(gè)是DNI的情況。這是早上11點(diǎn)鐘才具備運(yùn)行條件,4點(diǎn)半左右太陽光的強(qiáng)度就不夠了。一天的聚光吸熱的時(shí)間只有四到五個(gè)小時(shí)。
我們運(yùn)行的情況,上面粉色的線是吸熱屏的出口母管的溫度情況,藍(lán)色的是冷鹽泵的流量。下面這兩條分別是冷鹽罐和熱鹽罐的液位。這個(gè)是冷鹽上塔時(shí)候的狀況,大家可以看到紫色的在慢慢上升,上鹽還是很均勻,很平穩(wěn)的。
在整個(gè)工程的建設(shè)過程當(dāng)中,我們也做了很多的努力,也做了很多相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝備的制造。首先就是我們做了整個(gè)鏡場(chǎng)和吸熱器的耦合設(shè)計(jì),考慮在額定的日光條件下,要做好整個(gè)系統(tǒng)的聚光吸熱系統(tǒng)的匹配。定日鏡也是用我們自己研發(fā)的115.7平米的定日鏡,子鏡數(shù)量是35面,設(shè)計(jì)的壽命是30年,精度是2毫弧度,這個(gè)圖是我們一期和二期定日鏡的對(duì)比。左邊是一期的定日鏡,中間是二期的定日鏡,改進(jìn)主要是兩個(gè)方面,一個(gè)是背板的形式有改變,第二個(gè)就是減速機(jī)的大小做了優(yōu)化。左邊的這個(gè)減速機(jī)體積很大,二期的減速機(jī)的體積很小。
圖:一期與二期定日鏡對(duì)比
在整個(gè)子鏡的生產(chǎn)過程當(dāng)中,我們也采用了世界上先進(jìn)的流水線,高精度全自動(dòng)化的流水線組裝和檢驗(yàn)設(shè)施。另外對(duì)于核心部件,就是這個(gè)減速機(jī)和傳動(dòng)裝置, 為了確保交貨期和控制進(jìn)度,我們進(jìn)口了高精度的加工中心,自行組裝生產(chǎn)。
這個(gè)是我們不同距離的定日鏡的打靶情況,光斑的形狀都比較好。
另外整個(gè)在控制系統(tǒng)上,也對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。整個(gè)鏡場(chǎng)的控制是非常靈活的,清洗也很方便,這也是有一個(gè)小視頻。這個(gè)是我們自己制造的減速機(jī)。
剛才有一個(gè)沙塵的鏡頭,沙塵的時(shí)候風(fēng)速是22米每秒,鏡子的穩(wěn)定性是有保證的。另外清洗的時(shí)間也很短,大概一面鏡子也就是一分鐘。
吸熱系統(tǒng)的主要特點(diǎn)一個(gè)是局部的熱負(fù)荷比較高,最高差不多能達(dá)到1000kWa/m2,并且陽光熱負(fù)荷分布是很不均勻的,傳熱以輻射傳熱為主,表面的溫度變化很大。熱應(yīng)力很敏感,啟停速度也很高,每天要啟停一次,這樣熱疲勞影響是比較嚴(yán)重的。
我們有自己比較先進(jìn)的吸熱器的設(shè)計(jì)程序,能夠進(jìn)行整個(gè)吸熱器的溫度場(chǎng)的計(jì)算、應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算以及水動(dòng)力循環(huán)的計(jì)算。
敦煌二期的吸熱器設(shè)計(jì)的平均能流密度是750kW/m2,局部能流密度1.2MW/m2。采用耐高溫、抗腐蝕的材料,另外,管子表面覆蓋特殊吸熱涂層,涂層吸收率大概是95%左右,另外呢,在檢測(cè)方面作了100%無損檢測(cè)和100%的滲透檢測(cè)。
另外吸熱器一共是14片,吊裝也是很方便的。
這是我們第一次聚光的時(shí)候,在吸熱器上截的紅外線的圖片。
在儲(chǔ)換熱系統(tǒng),主要還是儲(chǔ)罐材料的選擇以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)材料的選擇,以及保溫和通風(fēng)的設(shè)計(jì)。儲(chǔ)罐的高溫設(shè)計(jì)是590度左右,不到600度。這是我們當(dāng)時(shí)做的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì),采用API650的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),后面做的是儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)以及儲(chǔ)罐內(nèi)熱流的分析。
這些是儲(chǔ)罐一些相關(guān)的數(shù)據(jù),我們的儲(chǔ)罐高度是15米,冷罐直徑是37米,熱罐的直徑是39米,設(shè)計(jì)溫度冷罐是400度,熱罐是593度,保溫呢每天的溫降是1度左右。儲(chǔ)罐的安裝方式也是采用頂升的方法。
換熱系統(tǒng)也是光熱發(fā)電的一個(gè)比較核心的設(shè)備,主要包括整個(gè)的“四器一包”:預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱和散熱這幾個(gè)部分。結(jié)構(gòu)形式全部是U型管的換熱器,這些換熱器的設(shè)計(jì)都是我們公司自主設(shè)計(jì)、自主完成的。
這是預(yù)熱器的吊裝以及安裝情況。
整個(gè)100MW電站建成,意味著我們已經(jīng)掌握了大規(guī)模塔式光熱電站核心的設(shè)計(jì)技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備制造和研發(fā)技術(shù),以及調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)。這個(gè)電站的裝機(jī)容量在世界上也是比較大的,發(fā)電量是一年3.9億度,每年可以減排二氧化碳35萬噸,粉塵10萬噸,二氧化硫1萬噸,氮氧化物0.5萬噸,每年可節(jié)約的標(biāo)煤量是13萬噸。另外投產(chǎn)以后,如果陽光條件滿足要求,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),每年可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益大概是3-4億元。
這個(gè)項(xiàng)目,我們是完全自主設(shè)計(jì),有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),整個(gè)項(xiàng)目的投產(chǎn)能夠進(jìn)一步優(yōu)化敦煌市新能源結(jié)構(gòu),有效解決風(fēng)、光整個(gè)的調(diào)峰問題,新能源外送問題,對(duì)于整個(gè)甘肅以及新能源行業(yè)發(fā)展具有一定的示范作用。
第二,通過本項(xiàng)目的建設(shè)過程,我們也培養(yǎng)了一大批塔式光熱電站的工程設(shè)計(jì),EPC總包以及調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的人員,為我們以后的光熱項(xiàng)目開發(fā)打下了比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
第三,本項(xiàng)目的投產(chǎn),為我們立足于國內(nèi)、準(zhǔn)備邁向國際新能源市場(chǎng)積累了雄厚的技術(shù)儲(chǔ)備。我們也相信,隨著一帶一路建設(shè)的深入,我們的光熱技術(shù)也終將能走出國門,在適合發(fā)展光熱的地區(qū)開花結(jié)果,使更多的清潔能源造福于廣大人民。
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家,2018年就要過去了,我們建設(shè)場(chǎng)地上的喧囂也終將逝去,我們?cè)?019年一定加倍努力,我們有信心有決心,用我們的汗水把我們的項(xiàng)目推向一個(gè)新的高度。
謝謝大家。