CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：新能源的新是相對(duì)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(dá)到跟傳統(tǒng)能源發(fā)電，比如煤電，實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)。對(duì)于光熱電站這種新能源發(fā)電形式，其核心部件比如說(shuō)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(guó)國(guó)際光熱電站大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì)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?jiān)诎l(fā)表題為《集熱管的壽命以及品質(zhì)管控對(duì)電站運(yùn)營(yíng)的影響》的演講過(guò)程中如是表示。

　　從業(yè)主的角度來(lái)看，初期的采購(gòu)成本、系統(tǒng)運(yùn)行的成本是關(guān)鍵考量因素。對(duì)此，崔孟龍表示，延長(zhǎng)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(duì)降低電站運(yùn)行成本十分重要。中國(guó)特殊的自然地理環(huán)境對(duì)集熱管的性能提出了更高的要求。崔孟龍表示，“我國(guó)的DNI，相對(duì)于西班牙、摩洛哥、智利、美國(guó)，DNI還是偏低，帶來(lái)的問(wèn)題是光場(chǎng)面積大、管道變長(zhǎng)、熱損偏高，所以我們的發(fā)電成本可能就偏高。對(duì)于集熱管廠商來(lái)講，主要是從集熱管的角度來(lái)降低它的熱量損失?！贬槍?duì)中國(guó)光熱電站所在地的極寒天氣，崔孟龍認(rèn)為，“因?yàn)橄癫凼矫刻於加欣鋯⒑蜔釂⒌倪^(guò)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(duì)由玻璃損壞、真空損失和磨損老化導(dǎo)致的集熱管失效問(wèn)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(jī)會(huì)向各位同行、同仁和各位領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)一下我們現(xiàn)在在集熱管方面一些新的進(jìn)展。

　　我匯報(bào)的內(nèi)容主要分成四個(gè)部分，第一部分就是光熱電站對(duì)集熱管性能的要求，從光熱電站對(duì)集熱管性能要求來(lái)看，我們會(huì)從業(yè)主的角度出發(fā)，和在中國(guó)建設(shè)示范電站的時(shí)候中國(guó)自然條件的角度出發(fā)，從這兩點(diǎn)看我們應(yīng)該要用什么樣的技術(shù)路線去應(yīng)對(duì)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(zhǎng)期穩(wěn)定性如何，壽命怎樣，如何保證產(chǎn)品的壽命，獲得長(zhǎng)期可靠的回報(bào)；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(wàn)五千支到三萬(wàn)支左右，如果每支集熱管要達(dá)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(jiǎn)單介紹一下天瑞星公司。

　　第一部分，還是從業(yè)主的角度來(lái)看。業(yè)主現(xiàn)在的角度還是從示范電站的成本來(lái)看。太陽(yáng)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(duì)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(dá)到跟傳統(tǒng)能源發(fā)電，比如煤電，實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)。對(duì)于光熱電站這種新能源發(fā)電形式，其核心部件比如說(shuō)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(gè)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(gòu)成本以外，還有它的系統(tǒng)運(yùn)行的成本，就像我這個(gè)公式左邊是設(shè)備的采購(gòu)成本，右邊是系統(tǒng)運(yùn)行成本。采購(gòu)成本，基本上就是我們?cè)谏虅?wù)談判的時(shí)候進(jìn)行的，這是一個(gè)市場(chǎng)行為，跟供需還是有很大的關(guān)系。現(xiàn)在來(lái)看，集熱管的售價(jià)已經(jīng)不斷降低。我們也是通過(guò)不斷降低原材料的采購(gòu)成本，并且不斷提升工廠的良率，然后達(dá)到降低初期采購(gòu)成本的要求。

　　我們現(xiàn)在更注重的是第二部分，即運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行成本。假使我們初期采購(gòu)成本比較低，但在運(yùn)行的時(shí)候不能在比較長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間內(nèi)滿足電站的運(yùn)行要求，更換的頻率高，這必然會(huì)增加其電站的發(fā)電成本。所以如果第二部分運(yùn)行成本高的話，它的整個(gè)全壽命期的成本也不一定會(huì)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(gè)主要問(wèn)題，其中SEGS電站集熱管失效有文章和數(shù)據(jù)報(bào)道，基本超過(guò)了4%，2006年新建的槽式電站失效率也是在3.4%左右。這個(gè)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(yè)是從業(yè)主的角度來(lái)看給我們提出一個(gè)問(wèn)題，我們應(yīng)該用什么的辦法去應(yīng)對(duì)。

　　這個(gè)是對(duì)我們國(guó)內(nèi)光熱電站的情況。因?yàn)楣鉄犭娬具€是一個(gè)國(guó)外舶來(lái)品，在美國(guó)、西班牙有比較大的裝機(jī)量，但是在中國(guó)現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)特別成功的商業(yè)化運(yùn)行的電站。所以完全舶來(lái)的東西，是否能夠滿足中國(guó)的條件？所以需要我們?cè)诩夹g(shù)上有更多的考量。

　　集熱管是在高強(qiáng)度聚光環(huán)境下工作的，集熱管是光場(chǎng)的核心部件，它主要負(fù)責(zé)把匯聚的光線通過(guò)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(lái)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(duì)它膜層的考量是比較關(guān)鍵的指標(biāo)。第二個(gè)是我國(guó)的DNI，相對(duì)于西班牙、摩洛哥、智利、美國(guó)，DNI還是偏低，帶來(lái)的問(wèn)題是光場(chǎng)面積變大、管道變長(zhǎng)、熱損偏高，所以我們的發(fā)電成本可能就偏高。對(duì)于集熱管廠商來(lái)講，主要是從集熱管的角度來(lái)降低它的熱量損失。第三個(gè)是極寒天氣，因?yàn)橄癫凼矫刻於加欣鋯⒑蜔釂⒌倪^(guò)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(gè)是玻璃，一個(gè)是金屬，必然有玻璃和金屬連接的地方，這個(gè)地方是比較薄弱的地方。薄弱的地方可能變成漏點(diǎn)，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(gè)是嚴(yán)重風(fēng)砂，它對(duì)集熱管表面膜層的會(huì)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(diǎn)。

　　所以從這兩點(diǎn)，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(gè)圖也分上下部分，上面是剛剛出廠的時(shí)候的初始性能，下面是長(zhǎng)期使用性能，目的是使集熱管在長(zhǎng)期使用也能達(dá)到要求。

　　接下來(lái)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(duì)這個(gè)問(wèn)題。這一塊是我們主要通過(guò)國(guó)外電站的一些參數(shù)、數(shù)據(jù)和我們的軟件進(jìn)行一些模擬的計(jì)算，現(xiàn)在的集熱管的重點(diǎn)是光學(xué)性能提升，多提升一點(diǎn)，它的發(fā)電量就會(huì)多一點(diǎn)，另外是熱量損失再少一些。這里面的重點(diǎn)其實(shí)還是兩個(gè)，第一是膜層的初始性能和長(zhǎng)期的老化現(xiàn)象，第二個(gè)是熱損量不斷降低。

　　我們對(duì)膜層的應(yīng)對(duì)也有一個(gè)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(guò)這種吸熱膜層。后來(lái)發(fā)現(xiàn)在這個(gè)過(guò)程中初始狀況可以，但是長(zhǎng)期用起來(lái)會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)榻饘贂?huì)在陶瓷里面進(jìn)行滲透，因?yàn)榻饘偈切☆w粒原子，它高溫的時(shí)候會(huì)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(gè)圖的中間的地方，就會(huì)看到這種析晶，它會(huì)影響膜層的穩(wěn)定性，并對(duì)膜層的光學(xué)性能有很大的影響。所以我們?cè)?007年和2008年，改變了這個(gè)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(lái)的金屬變成陶瓷。這樣從我們的應(yīng)用來(lái)看，高溫情況下，陶瓷分子更加穩(wěn)定，也不會(huì)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(gè)路線不斷發(fā)展。

　　這個(gè)是我們關(guān)于膜層壽命方面的工作，這個(gè)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(shí)候，看它的膜層壽命怎么樣。我們很難把膜層實(shí)驗(yàn)持續(xù)做到二十幾年，因此通過(guò)過(guò)熱加速老化的實(shí)驗(yàn)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(yàn)，我們也通過(guò)阿倫尼烏斯公式進(jìn)行預(yù)測(cè)，這個(gè)工作也是我們跟國(guó)內(nèi)的科研院所一塊合作，現(xiàn)在這個(gè)合作也正在進(jìn)行?；旧显?50度是上面這個(gè)藍(lán)色的這個(gè)曲線，我們看是比較樂(lè)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(shí)候，這個(gè)膜層可能就完全暴露在空氣中，這個(gè)時(shí)候膜層能用多長(zhǎng)時(shí)間？這是我們做的試驗(yàn)的初始情況，還是這個(gè)膜層，但是沒(méi)有玻璃管，初始的時(shí)候它吸收率是94左右，發(fā)射率是7左右。因?yàn)槌跏记闆r相對(duì)不穩(wěn)定，高溫加熱一段時(shí)間以后膜層結(jié)構(gòu)就達(dá)到一個(gè)從無(wú)序到有序的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，所以每隔72小時(shí)，我們會(huì)測(cè)它的吸收率和發(fā)射率，現(xiàn)在來(lái)看還是比較穩(wěn)定，這個(gè)過(guò)程中數(shù)據(jù)還是不斷