馬云青:阿克塞800米熔鹽槽式試驗(yàn)回路建設(shè)和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)
來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 6628查看 | 2017-01-06 14:25:00    
  CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:2016年12月28日~30日,中國(guó)光熱示范電站開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)者峰會(huì)暨CSPPLAZA2017新年匯在甘肅敦煌盛大召開,天津?yàn)I海光熱發(fā)電投資有限公司CEO馬云青就甘肅阿克塞800米熔鹽槽式試驗(yàn)回路的建設(shè)和運(yùn)維作專題分享。

  馬云青在演講中表示,做該試驗(yàn)平臺(tái)的關(guān)鍵問題是熔鹽槽式技術(shù)如何打通,并從四個(gè)方面對(duì)該問題進(jìn)行了闡述,第一是熔鹽槽式技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)反饋;第二是光熱發(fā)電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)安全和可持續(xù)性問題;第三是國(guó)際合作和項(xiàng)目管理;第四是國(guó)產(chǎn)化的步驟和策略。

  馬云青在演講中特別強(qiáng)調(diào)了光熱產(chǎn)業(yè)要想取得長(zhǎng)足發(fā)展,一定要推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)展。他表示,試驗(yàn)回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常精密,所需設(shè)備、部件數(shù)量很大,而在排鹽、回路波動(dòng)以及節(jié)省冷泵能耗等一些關(guān)鍵問題上,國(guó)產(chǎn)化卻無法實(shí)現(xiàn)。中國(guó)企業(yè)應(yīng)在技術(shù)含量要求較高的設(shè)備部件上付出更多努力。

  馬云青還強(qiáng)調(diào),一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)與人類的發(fā)展相容相符,否則,這項(xiàng)技術(shù)是無用的。阿克塞800米熔鹽槽式試驗(yàn)回路的建設(shè)開發(fā)已初步證明槽式高溫熔鹽技術(shù)是可行的,克服了開發(fā)項(xiàng)目之初的兩大顧慮,即該技術(shù)能否經(jīng)受低溫情況下的凍結(jié)問題以及槽式熔鹽的安全性問題。


更多內(nèi)容,請(qǐng)閱讀下面刊出的馬云青的演講全文(注:本文根據(jù)速記和錄音資料整理,文章內(nèi)容未經(jīng)演講者本人審閱):

  非常感謝大家,讓我有機(jī)會(huì)介紹實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一些經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)不成熟,提出的觀點(diǎn)也未必正確,不管怎么樣貢獻(xiàn)出來請(qǐng)大家批評(píng)指正,改進(jìn)下一步的工作。

  要做測(cè)試平臺(tái),熔鹽槽式如何打通是關(guān)鍵問題。在做這個(gè)問題的時(shí)候有很多想法,下面一一來講。第一是經(jīng)驗(yàn)反饋的問題;第二是光熱發(fā)電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)安全和可持續(xù)性問題;第三是關(guān)于國(guó)際合作和項(xiàng)目管理;第四是國(guó)產(chǎn)化的步驟和策略,國(guó)產(chǎn)化重點(diǎn)突破的項(xiàng)目。

  初步結(jié)論:槽式高溫熔鹽技術(shù)是可行的。過去有很多這方面的顧慮,主要的顧慮是兩個(gè)方面,一是它能不能夠經(jīng)受低溫情況下的凍結(jié)問題,這是最大的問題;第二是槽式熔鹽有沒有安全問題,后面是經(jīng)濟(jì)性考量。

  槽式熔鹽的一次投資比較高,但是降低造價(jià)的空間還是比較大。槽式熔鹽長(zhǎng)期來看安全可靠,但是不能低估運(yùn)行當(dāng)中的風(fēng)險(xiǎn),槽式熔鹽是可持續(xù)發(fā)展的新能源,同時(shí)具有很大創(chuàng)新空間。引進(jìn)吸收消化創(chuàng)新的特點(diǎn)是非常大,今天討論的問題中大家都提到了各自的特點(diǎn)和能力,我們是新公司,我們這方面能力不夠,但是投資者敢于投,在這種情況下鼓勵(lì)大家努力去做。

  一個(gè)啟示,剛才也談到了,分包采購應(yīng)該在技術(shù)整合上下工夫,分包采購像光場(chǎng)、儲(chǔ)熱換熱和發(fā)電機(jī)組再加上DCS,這四個(gè)方面工作是要在整合上下工夫,為什么要找總體院,為什么要找一個(gè)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院做總包,就是為了整合方面要做無縫的連接,任何一個(gè)有縫的連接對(duì)工程都是災(zāi)難,我們搞核電時(shí)間比較長(zhǎng),在這些問題上有一點(diǎn)疏忽就會(huì)造成很大的麻煩。感覺到從我們角度來講能力不夠,就只好要小心。

  第二個(gè)方面新能源項(xiàng)目大包采購管理中間是接口關(guān)系,接口管不好項(xiàng)目是做不好的,在這方面已經(jīng)有很多證明,特別是核電證明的特別清楚。

  第三個(gè)方面,設(shè)計(jì)理念,從設(shè)計(jì)方面也要進(jìn)行轉(zhuǎn)型跟與時(shí)俱進(jìn)的要求,西北院是我們總包院,它要做很多適應(yīng)性設(shè)計(jì),還要獨(dú)立的進(jìn)行BOT和發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)。但是在儲(chǔ)熱換熱的方面我很贊成王志峰老師的意見,就是要有化工方面的專家,現(xiàn)在都提到熔鹽問題,我感覺到我們新熔鹽進(jìn)入的時(shí)候要考慮幾個(gè)問題,第一它要適應(yīng)很多的事情,第一適應(yīng)熔鹽管,管材要適應(yīng);第二要適應(yīng)各種管道,也要適應(yīng)熔鹽閥門,也要適應(yīng)熔鹽泵,這些問題上缺一不可。如果認(rèn)為我的鹽是從指標(biāo)來講很不錯(cuò),這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須要把問題一塊進(jìn)行解決。

  第四個(gè)方面,國(guó)產(chǎn)化是降低造價(jià)的關(guān)鍵,我們買了熔鹽管、集熱管,也買了很多泵和閥門,總的加起來這部分的資金不到10%多一點(diǎn),三四億人民幣,但是在國(guó)內(nèi)大宗材料方面那是很花錢的,特別是懸臂、大量的電纜,這么大的光場(chǎng)、這么大的地方,特別是塔式這么大的光場(chǎng),而且要兩軸運(yùn)轉(zhuǎn)的鏡子,這需要多少鏡子啊,在這方面的創(chuàng)新和降低價(jià)格都是非常重要的。

  第五個(gè)方面熔鹽作為導(dǎo)熱的介質(zhì)具有高效性,但是要預(yù)防安全上的風(fēng)險(xiǎn)問題。

  實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)單介紹,實(shí)驗(yàn)回路組成是集熱場(chǎng),我們搞一個(gè)800米,換熱器現(xiàn)在的蒸汽測(cè)定的數(shù)值能夠生產(chǎn)1180千瓦的蒸汽,最大的流量是2.45噸每小時(shí),熔鹽最大流量是8.12立方米每小時(shí),儲(chǔ)熱15小時(shí),汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)選擇比較低只有200千瓦,現(xiàn)在不敢熱發(fā)電,發(fā)出來的電很多。從9月11日投入運(yùn)行到現(xiàn)在,回路已經(jīng)運(yùn)行110天,可以24小時(shí)運(yùn)行,蒸氣發(fā)生器運(yùn)行了一個(gè)星期就停下來了,因?yàn)榛ㄥX太多了,知道它的性能就可以了,到現(xiàn)在為止沒有發(fā)生重大的設(shè)備事故,阿克塞回路的溫度出口可以達(dá)到550度,進(jìn)口溫度200多,儲(chǔ)熱換熱器性能良好,初步獲得的數(shù)據(jù)是符合設(shè)計(jì)的預(yù)期。

  實(shí)驗(yàn)平臺(tái),總體布置是在最右方的發(fā)電機(jī)廠房,比較高的臺(tái)架是換熱器,再往前面的罐子是儲(chǔ)熱器,這邊是光場(chǎng),光場(chǎng)800米回路為兩排,每排400米,如圖,儲(chǔ)熱,儲(chǔ)熱跟光場(chǎng)之間的關(guān)系大家也看到了,這邊是熱交換機(jī)跟儲(chǔ)熱的關(guān)系和發(fā)電機(jī)組的關(guān)系、換熱跟儲(chǔ)熱罐之間的關(guān)系,大家后天去參觀的時(shí)候可以看到。

  我們做實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的目的主要是技術(shù)方面、經(jīng)濟(jì)方面、安全風(fēng)險(xiǎn)和可持續(xù)性的問題。技術(shù)方面應(yīng)當(dāng)說是可行的,當(dāng)然后面也有一些問題,最大的問題是提高汽輪機(jī)的效率,在有一篇文章中看到西班牙的專家提出,我們國(guó)家在申報(bào)太陽能熱發(fā)電效率問題,我們講的比較高,當(dāng)時(shí)報(bào)的是21%,光對(duì)電的效率是21%,還有更高或者更低的。總的來看這個(gè)數(shù)字是要確切要驗(yàn)證的,盡管我們的熔鹽是550、制造出來的蒸汽530度,但是汽輪機(jī)的效率很低,國(guó)內(nèi)汽輪機(jī)效率達(dá)到42%已經(jīng)很不錯(cuò)了,孫銳院長(zhǎng)主持跟國(guó)外討論了幾次汽輪機(jī)的效率問題,最好的是45%這樣的情況。

  一定要解決這件事,如果前面把光場(chǎng)的效率提高1%費(fèi)很大的勁,結(jié)果吃掉了這么多,到底從哪解決問題呢?當(dāng)然要從最后的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī),不然很麻煩,這是非常重要的體會(huì)。

  第二方面最重要得到什么啟示呢?為什么要搞一個(gè)回路呢?因?yàn)榛芈肥欠浅>艿幕芈?,所需要的設(shè)備、部件數(shù)量又大,而且設(shè)計(jì)非常的精密,比如旋轉(zhuǎn)接頭、軟管、伴熱、熔鹽在檢修的情況下排鹽的問題,還有整個(gè)回路的波動(dòng)問題,怎么節(jié)省冷泵能耗的問題,這都是很重要的問題,恰恰在這個(gè)問題上國(guó)內(nèi)做的是不夠的,在這種情況下國(guó)產(chǎn)化就無法實(shí)現(xiàn)。很小又很精密,咱們也經(jīng)常做集熱管、反射鏡,但是我剛剛說的這幾個(gè)在槽式熔鹽中應(yīng)該付出更多的努力,技術(shù)含量很高,但是能夠努力的廠家還不算太多。

  社會(huì)效益來講,社會(huì)效益很好,因?yàn)樗褂玫耐恋厥歉瓯诤突哪?,?dāng)然內(nèi)蒙有一些牧場(chǎng)等等,但是最重要往西部走都是戈壁和荒漠,所以社會(huì)效益比較好,但是一定要加速國(guó)產(chǎn)化,推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)展。

  安全和風(fēng)險(xiǎn)問題,安全問題是人身安全和設(shè)備安全,風(fēng)險(xiǎn)是運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn),這幾點(diǎn)上存在著一些問題。

  從持續(xù)發(fā)展來說,這些地區(qū)最差的是兩個(gè),第一是缺少人才,如果是建設(shè)一個(gè)500兆瓦要十個(gè)機(jī)組,需要的技術(shù)人員是很多的,在甘肅都是從外地招聘的,本地的人是待不住的,在當(dāng)?shù)卦脑捄茈y,這個(gè)地方水很少,當(dāng)然國(guó)家要求一定要空冷,空冷很好,但是空冷耗電效率要降低,一定給國(guó)內(nèi)搞制造業(yè)提出了非常嚴(yán)肅的問題,能不用水發(fā)電嗎?而且可以提高嗎?如果不解決這個(gè)問題,在大力發(fā)展光熱發(fā)電的時(shí)候還依靠蒸汽發(fā)電那是無法持續(xù)的。

  關(guān)于儲(chǔ)能的問題,儲(chǔ)能是初步設(shè)計(jì)的一個(gè)方面,如果儲(chǔ)能從5小時(shí)儲(chǔ)能往下走的時(shí)候主要的拐點(diǎn)在15小時(shí),這是最好的位置,為什么選15小時(shí)呢?在15小時(shí)可以有17.9公分做一個(gè)鋪墊,但是這是歐洲的設(shè)計(jì),在國(guó)內(nèi)來講,還要繼續(xù)再看。關(guān)于可持續(xù)性的問題,利用的優(yōu)點(diǎn)和資源是無限的,土地也是無限的,同樣的功率機(jī)組塔式和菲涅爾式占地面積比較小,太陽熱的損失也比較小,冷泵啟動(dòng)次數(shù)比較少,一年365天都在轉(zhuǎn),主要的缺點(diǎn)是不間斷運(yùn)行,如果長(zhǎng)時(shí)間無人照顧要有額外的儲(chǔ)熱,熱場(chǎng)部件比較多、對(duì)伴熱和保溫要求比較高等等,這是主要問題。


  談到經(jīng)濟(jì)問題的時(shí)候,怎么來看待這件事,要說50兆瓦、5萬千瓦的電站花20億人民幣,那么每千瓦的造價(jià)就不得了了。核電每千瓦造價(jià)才一萬多元,光熱做起來20億,一千瓦是四萬,跟光伏和風(fēng)電比起來更不行了,我們覺得不公平,因?yàn)楹桶l(fā)電不掛鉤,這樣我們采取國(guó)際使用的方法,發(fā)了多少電就投資多少錢,就是這個(gè)公式,然后把它折現(xiàn),凈折現(xiàn)以后下面的公式,建成的這片投資,在多少年里邊用了多少運(yùn)行跟維護(hù)的費(fèi)用,也把它折現(xiàn),折現(xiàn)到歷年的投資中去,公式做減法等于0,T就是回報(bào)率,前面都是賠錢,到這一年才開始有一些回報(bào)。


  所有的這些費(fèi)用都折在電價(jià)中,這樣就可以跟很多的電力進(jìn)行比擬,和風(fēng)電和光伏都可以比擬,槽式和塔式、菲涅爾式都可以比了。這種情況下,我們要找一個(gè)比較公平的確定造價(jià)的基準(zhǔn)參數(shù)?,F(xiàn)在也在研究怎么達(dá)到這個(gè)結(jié)果,國(guó)家給1.15元,發(fā)電是兩億五千瓦每年。


  另外一個(gè)點(diǎn)是關(guān)于社會(huì)效益的問題,評(píng)價(jià)一個(gè)技術(shù)重要的原則就是與人類的發(fā)展要相融相符,如果跟人類的生活需求不相符、不相融的話,這個(gè)技術(shù)是無用的,說得天花亂墜也不行。


  槽式熔鹽鋼鐵沒有別的,玻璃可以熔化、鋼鐵可以再煉,實(shí)在不行也可以當(dāng)做肥料嘛,這些都不成問題,這是它最大的特點(diǎn),我光說槽式熔鹽了,塔式也是一樣的,但是油的稍微差一些??偟乃阆聛砣绻梢赃_(dá)到五千小時(shí),一年兩億五千萬度電,占地面積方面,50兆瓦的槽式熔鹽發(fā)電肯定下來的數(shù)字就是2.5平方公里,每平方公里的產(chǎn)值是一億度電,按照1.15元電價(jià),就是每平方公里的產(chǎn)值是一億一千五百萬,給了這么一個(gè)結(jié)果各方面都要朝這個(gè)方向努力。


  儲(chǔ)能和電價(jià)和發(fā)電投資的關(guān)系,儲(chǔ)能是非常非常重要的投資跟占地的參數(shù),我把5小時(shí)儲(chǔ)能都當(dāng)做1(100%),如果儲(chǔ)能7.5小時(shí)就降到0.94GW,再往十個(gè)小時(shí)0.933,再可以降低到百分之十幾,但是發(fā)電量如果是5小時(shí)儲(chǔ)能是100的話,往上走儲(chǔ)能是113、139、165,如果在5小時(shí)造價(jià)我也把它變成100%的話,后來到了15小時(shí)是175。所以儲(chǔ)能很關(guān)鍵,儲(chǔ)能對(duì)增加發(fā)電量都有好處,但是造價(jià)一定會(huì)更加高。


  今天上午在講首航節(jié)能工作的時(shí)候也是一樣,它占地這么大的光場(chǎng),在不同的方向上一半的光是用不上的。所以必須占很大的地,才能保證儲(chǔ)能的要求,這是可以理解的。后面兩項(xiàng)計(jì)算是根據(jù)實(shí)驗(yàn)回路現(xiàn)在所花錢而推算出來的,跟風(fēng)能和光伏比較大家也知道了,不贅述了,風(fēng)能、光伏發(fā)電是多少,雖然看起來造價(jià)比它高得多,但是每年還錢會(huì)比較快,三四倍的還錢。


  跟風(fēng)能光伏的比較,我的數(shù)字可能不對(duì),因?yàn)閿?shù)字特點(diǎn)多,關(guān)于風(fēng)能的造價(jià),槽式熔鹽它在50兆瓦情況下大概是8塊錢,風(fēng)電造價(jià)是0.66元,光伏是7毛錢,所以差距比較大,但是跟造價(jià)比較起來沒有很大的差別,用平準(zhǔn)化的電價(jià)來算就不差這么多,但是要用單位千瓦造價(jià)就差的很多,上百倍!


  槽式熔鹽有沒有安全問題?我覺得槽式熔鹽有兩個(gè)問題需要關(guān)注,在高溫的情況下在400度以下不會(huì)有什么問題,400到550度之間部分有任何組份的分解,50兆瓦的15小時(shí)儲(chǔ)能用三萬噸熔鹽,這里邊某些含量,氯的含量是千分之一、亞硝酸鹽的含量千分之幾,累加起來就不得了,還有氧化硫這就不得了,總的來看這些問題是比較重要的,一定不能在過程中有組份的分解,如果有的話一定是注鹽之前把它消除掉,孫院長(zhǎng)也談?wù)撨^,到底怎么做合適還需要研究,否則的話熔鹽錘是很厲害的,會(huì)砸管,因?yàn)橐纸饴铩?/p>


  熔鹽罐不是靜態(tài)而是動(dòng)態(tài)的,有鹽進(jìn)來還有鹽出去,所以罐子的高凈比要做的非常適合,熔鹽罐容積不要超過兩萬噸我感覺比較合適,如果超出會(huì)有危險(xiǎn),既然這么高的罐子一晃很容易把焊口裂開,那個(gè)時(shí)候熔鹽不得了,有滲漏不要緊,但是要焊縫斷裂就不是小事了,這是比較嚴(yán)重的問題,所以也存在著安全問題,所以安全問題很重要。


  阿基米德沒有關(guān)于熔鹽罐的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),為什么找德國(guó)的林德呢?因?yàn)樗麄冏龅墓ぷ饔凶约旱臉?biāo)準(zhǔn)。


  關(guān)于其他的方面都是風(fēng)險(xiǎn)等等,關(guān)鍵部件重要的地方壞了,任何的地方壞了,必須要排險(xiǎn),為什么做800米回路要把所有的部件都要考驗(yàn),到現(xiàn)在運(yùn)行110天,如果整個(gè)工作堅(jiān)持到明年3月份,冬天低溫的時(shí)間過去數(shù)據(jù)會(huì)更好一些,到那時(shí)候再交流。


  項(xiàng)目管理的重要性,現(xiàn)在大家對(duì)項(xiàng)目管理都是特別重視,項(xiàng)目管理著力點(diǎn)是接口,重要的問題是程序,要嚴(yán)格的按照程序來做,如果沒有非常好的程序,來了以后耍聰明,見招拆招,我們的管理上常常是這樣,出了問題這個(gè)招、那個(gè)招,就是找不到程序如何去處理。所以緊急的情況下常常出現(xiàn)這種情況,這并不是非常有利的?,F(xiàn)在需要一定要BOT的項(xiàng)目管理人員要培養(yǎng),國(guó)內(nèi)剛剛開始,如果不去花力氣培養(yǎng)好的項(xiàng)目管理人員,項(xiàng)目失敗的機(jī)會(huì)也很大,這是我們的經(jīng)驗(yàn)反饋,國(guó)際合作剛剛已經(jīng)講了不想贅述了。


  牛頓說過,如果我比別人看的更遠(yuǎn)一些,那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏?,西北院是巨人我就站在你的肩膀上,?shí)在不行就是阿基米德、林德,你比我強(qiáng)嗎,我看的遠(yuǎn)一些,干嗎學(xué)武大郎呢?這就是現(xiàn)在所做的工作和事情,下面都是集熱管、扭矩管這些很多了,槽式熔鹽在中國(guó)是可行的也是可以大規(guī)模建設(shè)的,安全的風(fēng)險(xiǎn)也是可控的,光伏和風(fēng)電比平準(zhǔn)化來衡量具有較大競(jìng)爭(zhēng)力,降低造價(jià)的可能性大,而且可以調(diào)峰,10到20分鐘內(nèi)可以做到,適宜在荒原戈壁發(fā)展,但是還是需要對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新,提高效率,節(jié)省用水,謝謝!

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