青海省共和縣的光熱發(fā)電項目已進(jìn)入調(diào)試階段，需重點抓好鏡場協(xié)同校準(zhǔn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)；西藏安多縣的項目則剛開始建設(shè)，面對4600米超高海拔，首要任務(wù)是確保人員和材料安全進(jìn)場、組裝車間建設(shè)順利推進(jìn)……5月30日，是全國科技工作者日，在東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司（簡稱東方鍋爐）數(shù)字化技術(shù)研發(fā)部，副部長何杰正在規(guī)劃當(dāng)下進(jìn)行的兩個項目，他要求團(tuán)隊爭分奪秒搶抓進(jìn)度。

兩天前，何杰被評為第六屆四川省“最美科技工作者”。捧著紅彤彤的證書，何杰很是感慨：這是團(tuán)隊共同的榮譽(yù)。

何杰從事能源裝備數(shù)字化研發(fā)已有13年，他所在的團(tuán)隊是國內(nèi)極少數(shù)掌握塔式光熱聚光控制核心技術(shù)的團(tuán)隊，大部分的時間，他們都在新疆戈壁、青藏高原、西北荒漠“追光”。

在新疆哈密的茫茫戈壁，200米的吸熱塔巍然聳立，在塔周圍，14500面五邊形定日鏡環(huán)繞分布，它們像一朵朵巨大的“銀色向日葵”跟著太陽緩緩移動，將光反射聚集到吸熱塔頂端。塔頂?shù)奈鼰崞髦饾u聚能，管屏前的溫度高達(dá)1000℃以上，管屏內(nèi)部流動的熔鹽被加熱后，通過熱交換產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。這里，就是國家首批太陽能熱發(fā)電示范項目之一、新疆首個光熱發(fā)電站——新疆哈密50兆瓦熔鹽塔式光熱發(fā)電項目。目前，該電站已實現(xiàn)連續(xù)商業(yè)運(yùn)行，年發(fā)電量可供24萬人全年的生活用電，相當(dāng)于每年節(jié)約標(biāo)煤6.19萬噸。

精準(zhǔn)的鏡場控制、高效的熱能吸收是光熱發(fā)電的核心技術(shù)，也是研發(fā)的最大難點。從哈密項目開始，何杰與團(tuán)隊踏上了關(guān)鍵技術(shù)自主攻關(guān)的道路。在此之前，相關(guān)技術(shù)只有美國、德國、西班牙等掌握。

光熱發(fā)電項目

2017年，哈密50MW熔鹽塔式光熱發(fā)電項目啟動。經(jīng)過一年多的建設(shè)，項目規(guī)模初具，然而，擺在團(tuán)隊面前的第一個“攔路虎”是鏡場調(diào)試。彼時，團(tuán)隊面臨著國外嚴(yán)密的技術(shù)封鎖，“我們就像拿著一個‘黑匣子’，看得到問題，卻解不了答案?！焙谓芑貞?，冬天零下20℃的戈壁灘，滴水成冰，他和團(tuán)隊搭了帳篷實驗室，沒有可借鑒的工程經(jīng)驗，就用最原始的方法：從現(xiàn)場一面面定日鏡里獲取一手調(diào)試運(yùn)行數(shù)據(jù)，上萬面鏡子，要讓它們統(tǒng)一聽指揮。

一方面，太陽隨時都在移動，每分鐘角度變化至少為0.25度，每一面定日鏡就要隨時調(diào)整，逐日而動，確保反射光精準(zhǔn)打在鏡場中心的吸熱器上。吸熱器高約16米，外圍的定日鏡距離吸熱器直線距離2公里，那定日鏡的跟蹤精度就需控制在0.1度以內(nèi)。另一方面，要保障14500面定日鏡反射的光均勻分布，避免局部溫度過高造成管屏損壞或溫度過低造成發(fā)電量降低。這如同在200米靶場精準(zhǔn)射中10環(huán)靶心小圓點，需要有百步穿楊的本領(lǐng)，確?！爸改膬捍蚰膬骸?、萬發(fā)萬中。

定日鏡

數(shù)據(jù)記錄是一個水滴石穿的過程，就這樣點滴工夫積累，讓復(fù)雜的調(diào)控實現(xiàn)精準(zhǔn)的操作。在何杰團(tuán)隊的電腦里，至今還保留著20萬組跟蹤數(shù)據(jù)，以及分析完成的一張又一張控制邏輯圖。

2020年11月，正是哈密項目“熔鹽上塔”的關(guān)鍵節(jié)點，東方鍋爐首次自主開發(fā)的關(guān)鍵裝置塔式光熱吸熱器卻遇到了行業(yè)難題。吸熱器是光熱發(fā)電項目的“心臟”，它的高性能安全運(yùn)行，事關(guān)項目成敗。為了確保萬無一失，項目部要對其做一次重要“手術(shù)”。

何杰清楚地記得，連續(xù)20多天，他們每天都要爬上200米高的吸熱塔，在極度寒冷的環(huán)境下，每天工作10多個小時。團(tuán)隊的同事羅俊，為了在狹小的空間里作業(yè)，不得不脫去笨重的棉服僅身著單衣，干完活兒，安全帽沿上會結(jié)出一個個冰棱。

何杰在鏡場調(diào)試

從集光到追光，何杰和團(tuán)隊成功攻克多項“卡脖子”技術(shù)，實現(xiàn)了太陽能的高效規(guī)?；?。團(tuán)隊創(chuàng)新研發(fā)的聚光集熱系統(tǒng)及設(shè)備，具備載荷分布均勻、受力特性好、跟蹤精度高、集熱效率高等優(yōu)勢。

2021年6月，哈密光熱項目正式開啟“24小時不間斷”發(fā)電模式。相較于太陽能光伏來說，光熱發(fā)電屬于典型的長時儲能發(fā)電技術(shù)，可以將白天通過陽光加熱的熔鹽產(chǎn)生的能量儲存起來，等到光線不足的時候，儲存的能量繼續(xù)支持電站發(fā)電，有效實現(xiàn)24小時不間斷平穩(wěn)供電。

如今，東方電氣的聚光集熱系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到“3.0”版，經(jīng)第三方查新論證和鑒定，多項成果達(dá)到了國際先進(jìn)水平。特別是在鏡場調(diào)控方面，結(jié)合了大數(shù)據(jù)分析、AI智能運(yùn)算、數(shù)字孿生等技術(shù)，不僅在“逐日”方面分毫不差，還能分析云層、風(fēng)沙等不可控的環(huán)境因素，提前30分鐘預(yù)判調(diào)整，并在后續(xù)的甘肅阿克塞項目、青海共和項目上運(yùn)用。

光熱發(fā)電是推動能源綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分，當(dāng)下光熱發(fā)電每度電約0.8元的成本較水電、火電更高，但隨著技術(shù)進(jìn)步，陽光的利用率將大大提高。何杰表示，到2030年，預(yù)計光熱發(fā)電成本會降至0.5元。未來在更新的固體顆粒、空氣集儲熱技術(shù)應(yīng)用成熟后，成本將再次大幅降低，將大力助力我國能源綠色轉(zhuǎn)型目標(biāo)的加速實現(xiàn)。

何杰在項目現(xiàn)場

何杰獲評感言：這份榮譽(yù)不僅是對個人努力的肯定，更是對并肩奮斗的團(tuán)隊的禮贊。站在新的起點，我們將以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，錨定“雙碳”目標(biāo)，深植自主創(chuàng)新的發(fā)展基因，勇攀能源科技高峰，以科技創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革，用實干擔(dān)當(dāng)書寫能源綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的時代答卷。