回转减速机——保障光热电站精准追日的“心脏”
发布者:本网记者Cecilia | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 8142查看 | 2017-09-04 09:35:00    

  CSPPLAZA光热发电网报道:对于光热电站来说,只能利用DNI(法向直接辐射)的特点让跟踪系统变得极其重要,其精度和耐久性会对系统聚光集热效率带来巨大影响,并最终影响电站发电量及投资回报。

 

  跟踪技术的优劣主要取决于控制系统和驱动系统的质量,而作为光热电站尤其是塔式光热电站跟踪系统中最常用的驱动设备,回转减速机可精准可靠地驱动跟踪系统对太阳进行实时跟踪,其回转精度可直接影响反射镜的反射精度,其可靠性则关乎整个镜场能否正常运转。此外,回转减速机还具有自锁,抗风,抗倾翻等重要作用,可谓是保障跟踪系统健康运转的“心脏”。

 

  那么回转减速机在光热电站中的使用量和投资占比情况如何?在日常运行过程中容易出现哪些问题?应如何维护?对项目业主来说,如何采购最适合中国特殊开发环境的回转减速机产品?带着上述问题,CSPPLAZA记者特别征询了部分业内知名回转减速机厂商。

 

  主要用于塔式,采购费用可达亿元级别

 

  就目前槽式和塔式两种主流技术路线来讲,回转减速机更多应用于塔式。考虑到承载力需要,采用开口尺寸小的槽式项目集热器长度相对较短,可以采用回转减速机来驱动,而大型槽式光热电站一般则会采用液压油缸对跟踪系统进行驱动,采用回转减速机的项目较少。

 

  据了解,槽式项目若以回转减速机作为动力驱动单元的话,适合选择单轴俯仰运动式回转减速机,而塔式光热电站普遍适用俯仰和水平运动双轴一体型回转减速机。这是因为槽式电站采用单轴跟踪方式且对跟踪精度的要求略低于塔式电站,反射镜只需通过单轴回转减速机对太阳进行俯仰角追踪即可满足电站要求。塔式光热电站则需要将阳光实时精确地通过镜场反射到吸热器上,因此必须采用双轴回转减速机来兼顾俯仰角与方位角,使镜场中的每个反射镜都可以实现实时精确的阳光追踪,从而提高发电效率。所以,塔式光热电站对于回转减速机的精度与性能要求方面一般要高于槽式电站。


 
图:江阴尚驰生产的回转减速器产品

 

  此外,在回转减速机的使用数量方面,塔式电站也要比槽式电站更多,自然投资也要更高一些。

 

  塔式光热电站所需配置的回转减速机数量与成本跟电站装机量、电站所用反射镜数量、镜面大小、具体工况条件、储热时长等因素有关。若以一个装机容量为50MW、定日镜镜面为20㎡的光热电站为例,其所需回转减速机数量约为2.3万套~2.7万套,总投资约在1亿左右。若槽式电站采用回转减速机来驱动,以一个装机量50MW、使用5.77米开口标准槽的槽式电站为例,所需回转减速机数量约为800台套左右,投资成本约在0.4亿以内。

 

  生产符合中国特殊环境的回转减速机应注意哪些因素?

 

  中国光热示范项目多集中于西北地区,这些地方气候条件相对更加恶劣,风沙较大,温差也较大,光热电站需要在这种环境中运行25年以上,无疑对装备性能要求会更高。

 

  那么如何生产出符合中国光热项目需要的回转减速机呢?CSPPLAZA汇总了供应商的一些建议,具体如下:

 

  首先是选材方面,要重视生产所需部件和材料的材质和寿命,包括基座,回转支承,蜗杆,马达调节块和端盖、油漆等等,要从满足光热电站全生命周期的角度去考虑。

 

  其次是生产过程,要控制好蜗轮蜗杆的加工,只有蜗轮蜗杆的加工精度高,装配的整机回转精度才能更高;另外就是控制装配的一致性,要求使用比较好的设备来加工,重点尺寸必须控制cpk值(Process Capability index 的缩写,是现代企业用于表示制程能力的指标,是一种表示制程水平高低的方便方法,其实质作用是反映制程合格率的高低),这样才能确保出厂的回转减速机齿隙一致。此外有厂商提出要重点控制减速机部件的热处理环节,并认为该工序对精度和寿命的影响非常大。

 

  最后是成品的检验和测试。每款产品均需通过倾覆力矩试验和承载力矩试验验证,验证通过后才可发货,可有效防止产品批量质量事故。


图:江阴华方生产的回转减速器产品

 

  此外,针对中国的实际情况,一些厂商也进行了针对性的设计优化以增加产品的抗倾覆能力,抗紫外线,防腐能力等。有的厂商则建议采用双导程蜗轮蜗杆、双包络结构传动或全密封机构等设计,尽可能降低客户的维护成本。

 

  如何做好对运行中回转减速机的维护?

 

  关于回转减速机在正常使用时的维护,运维方一般需注意以下几点:1、及时加注润滑油脂,正常加注油脂的时间约3年一次(也有厂商表示,采用该司精密全齿包络跟踪减速机在电站运营过程中只需要补充1到两次油脂即可);2、需要对回转减速机进行精度校准,检测回转误差并做相应的调整以消除磨损间隙;3、螺钉,螺栓等紧固件需要定期检查它的拧紧力矩。

 

  但是,如果产品质量不过关或设计选型不够合理,在运行过程中则有可能会出现漏水、漏油、油封橡胶开裂、磨损过快、跟踪精度不够、油脂冻住、效率降低等问题,以下处理思路可供参考:

 

  1、出现漏水、漏油、油封橡胶开裂,一般需要更换油封,但更换油封非常麻烦,可操作性不强,因此需要在生产过程中严格控制。

 

  2、发现跟踪精度不够,其实这应该是厂家的加工精度和装配问题,一旦到现场安装好后才发现,只能更换或派专业人士至现场对减速机精度进行调整,这种问题在现场不容易发现。

 

  3、极个别厂家采购的油脂成本比较低或是供应商造假,油脂无法满足低温正常工作,只能更换油脂,而更换油脂也是非常麻烦的事情。

 

  4、效率降低是设计问题,如果没有充足的经验,这个问题只能在使用过程中发现,而使用过程中只能发现现象,用户没有足够的经验分析出原因,通过更换大扭矩电机可以解决这个问题。

 

图:银川威力在CSPPLAZA2017年会上发布的最新机型减速器


  此外,回转减速机在工作的过程中还需要防止一些极端情况的发生。例如没有按照使用说明书的要求去维护,那会造成回转减速机的运转异常;没有在暴风天气把镜面放平,回转减速机可能出现运转不稳定,并造成不同程度的损坏。所以在使用中,最重要的一点就是要按照使用说明书的要求去使用并维护,另外还要有较强的天气预测能力,遇有暴风天气要把镜面放平。

 

  首批示范项目采购建议

 

  从CSPPLAZA掌握信息来看,目前国内外可提供光热电站回转减速机的厂商(文末罗列了参与本文编辑的供应商名单,可参考,如需对接可与CSPPLAZA工作人员联系)较多,绝大多数是从光伏跟踪市场切入到光热领域。

 

  在供货期和产能方面,从供应商提供的数据来看,首批产品供货期为35天至60天不等,月产能为2000套-5000套,个别厂商可以达到月产能10000套以上。

 

  对于首批示范项目的回转减速机采购,有业内厂商提议项目方采购时可选择至少2个品牌以分摊风险,据悉目前已有光热示范项目方采用了此思路并已完成招标。

 

  此外有厂商表示,回转减速机由于应用工况特殊,对于精度、负载、润滑、密封和耐候性的要求非常高,因此在采购过程中,绝对不能采用低价中标的方式,一定要高度重视技术含量和先进性,不能以牺牲性能、效率、质量保障为代价来降低采购成本。

 

  针对业主们比较关心的价格问题,厂商们普遍认为,原材料成本占据了回转减速机总成本的很大一部分,为确保高产品质量,原材料使用方面不可马虎

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