范多旺:大家下午好!下面由我來跟大家分享我們光熱項目基本的情況,我們?nèi)ツ暌采暾埩藝沂痉俄椖浚?0+2×50這樣來申請的。分以下幾個方面,一個是項目大概的情況,二是場址,第三重點介紹分享技術(shù)方案以及工程的進展,最后簡要匯報一下蘭州大成光熱業(yè)務的開展情況。
這個項目總規(guī)模是110MW,一期做10MW,二期是2×50MW。申請示范項目加起來10+2×50MW,地點在甘肅敦煌的光電產(chǎn)業(yè)園,跟前面首航的項目挨著。技術(shù)方案按照我們多年研發(fā)、試驗和積累,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),目標是要實現(xiàn)高溫高壓的參數(shù),采用通用的高溫高壓汽輪機組,同時通過增加儲熱的時長來實現(xiàn)24小時能夠連續(xù)運行。
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。
敦煌項目地輻射條件,紅顏色的是總輻射量,藍顏色是直接輻射。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。
場址的地貌特點是在戈壁地帶,敦煌這個地方總體上應該是很缺水,所以我們在進行項目前期工作的時候重點就是要比較早的一定要取得水資源論證的批復文件。這一點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目技術(shù)方案的選型。根據(jù)我們多年的經(jīng)驗,其實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,不好評價,但是根據(jù)我們自己的實際情況,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)的汽輪機組。
在設(shè)計方案的原則上,我們認為緊緊圍繞兩個重點,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,用戶不會因為你技術(shù)先進為這一度電多付錢,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,我們認為應該減少光熱機組的啟停次數(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)。當然熔鹽的工質(zhì)本身就比導熱油的工質(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,使電站更快達到設(shè)計指標,建設(shè)工期縮短、調(diào)試工期縮短、達標的時間縮短,也是綜合降低發(fā)電成本的一個方面。
技術(shù)方案的關(guān)鍵點分享四點。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10萬火電機組汽輪機組的參數(shù)。
第二是通過增大儲熱具備24小時正常天氣連續(xù)運行的能力可以大幅度減少機組啟停的次數(shù),機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。當然這只是說的好的方面,也有帶來負面的影響。另外,縮短建設(shè)和調(diào)試的周期也是非常重要的,點聚焦有點聚焦的難處,線聚焦有線聚焦的難點,我個人認為不好輕易下結(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,也就有可能縮短達標發(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,第一點是靈活的集熱設(shè)計,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)的適應性比較良好。跟其他的方案相比,優(yōu)點之一是結(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)抗風能力會好一些。敦煌的風力好一點,但像青海德令哈、格爾木等地區(qū)風是很大的一個因素。
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、第二代達不到那么高的溫度,所以針對這個項目熔鹽的需求,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,比較適合于中溫熱利用,導熱油320℃這樣的導熱系統(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。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)符合熔鹽項目的需求,但也不是特別高。如果再提高聚光倍數(shù)能夠達到,但是高度可能會更高,更高以后的優(yōu)點是聚光倍數(shù)能提高,但是抗風、結(jié)構(gòu)等方面的支出有可能會提高一些。
我們現(xiàn)在集熱的效果在實際測試當中表現(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,實際用在550℃。這里邊很關(guān)鍵的一點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,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熱油項目用的集熱管,針對這樣的項目我們做了將近2年的高溫的選擇性吸收膜。我們的強項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