范多旺介绍大成敦煌100MW熔盐菲涅尔示范电站最新进展
发布者:CSPPLAZA | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 2765查看 | 2015-06-27 11:45:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道:“我们的目标是建设最具性价比的光热电站。”兰州大成科技股份有限公司董事长范多旺日前在出席2016中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会时作出如上表示,并向与会者介绍了国内首个10兆瓦熔盐菲涅尔光热电站的建设情况,该项目是规划的大成敦煌110MW光热发电项目的一期工程,预计年内即可建成投运。

  下面刊出的是范多旺的发言全文。(根据速记和视频资料整理)

  范多旺:大家下午好!下面由我来跟大家分享我们光热项目基本的情况,我们去年也申请了国家示范项目,10+2×50这样来申请的。分以下几个方面,一个是项目大概的情况,二是场址,第三重点介绍分享技术方案以及工程的进展,最后简要汇报一下兰州大成光热业务的开展情况。


  这个项目总规模是110MW,一期做10MW,二期是2×50MW。申请示范项目加起来10+2×50MW,地点在甘肃敦煌的光电产业园,跟前面首航的项目挨着。技术方案按照我们多年研发、试验和积累,我们采用了线性菲涅尔式的集热技术,传热我们采用熔盐来做传热、换热和储热统一的工质,目标是要实现高温高压的参数,采用通用的高温高压汽轮机组,同时通过增加储热的时长来实现24小时能够连续运行。

  一期的10MW和二期100MW都已经取得了政府主管部门备案的文件,有区别的是一期10MW项目是在2014年由省发改委备案,二期2×50MW是由酒泉市能源局备案,2015年8月份备案体制改革以后,下放到市一级。

  项目的场址所在地的基本情况以及光照资源,水资源,在西北水资源是特别重要的,还有其他的一些条件,我简要介绍一下。

  图上看到的是敦煌市七里镇光电产业园的照片。左手边有一个区域是我们国家规划的第一个百万KW光电产业园区,颜色稍微深一点是750的通道,通道以东是光伏产业园,以西是规划的光热产业园。敦煌市很多同仁旅游可能去过,它是归酒泉市来管辖,大部分属于温带大陆型气候,明显的特点是气候干燥、降雨量少、蒸发量大、昼夜温差大、日照时间比较长。

  敦煌项目地辐射条件,红颜色的是总辐射量,蓝颜色是直接辐射。直接辐射在8月份的时候值是最高的,2月份的时候值是最低的,年总DNI的值是1786.96kWh/m2。所以这个值不算特别好,但是也还可以。

  场址的地貌特点是在戈壁地带,敦煌这个地方总体上应该是很缺水,所以我们在进行项目前期工作的时候重点就是要比较早的一定要取得水资源论证的批复文件。这一点在敦煌可能比在其他地方显得更加重要。

  下面简单讨论一下项目技术方案的选型。根据我们多年的经验,其实我们最早做的是槽式,也做了线性菲涅尔,也做了组合的碟式,我一直说各种方案各有优缺点,不好评价,但是根据我们自己的实际情况,我们最终主推的是具有自主知识产权的线性菲涅尔。在这个项目上我们主推熔盐的线性菲涅尔聚光集热技术。熔盐统一作为传热、换热和储热的统一工质,采用高温高压参数的汽轮机组。

  在设计方案的原则上,我们认为紧紧围绕两个重点,一个是提高发电效率,二是降低发电成本。也就是说光热发电也好,任何新能源也好,你用什么技术不是最主要的,最主要的就是性价比,用户不会因为你技术先进为这一度电多付钱,关键是提高发电效率,降低成本。

  通过更高的集热温度可以提高发电效率,这是路线之一。第二,我们认为应该减少光热机组的启停次数,也可以提高综合的发电效率。传统的光热电站每天都要启停,损失其实是比较大的,发电成本可以有很多因素来影响。其中如果采用熔盐作为集热、换热、储热的统一工质的话,从两个点上可以降低成本,一个是减少了换热的环节,二是简化了系统。当然熔盐的工质本身就比导热油的工质还要便宜一些。

  第二方面降低成本的方式,可以精确更容易调试的集热系统,通过采用这样的技术后可以缩短系统调试的时间,使电站更快达到设计指标,建设工期缩短、调试工期缩短、达标的时间缩短,也是综合降低发电成本的一个方面。

  技术方案的关键点分享四点。一是通过更高的温度,做到多少?我们现在的技术跟塔式熔盐很接近,集热场的集热温度做到550℃,换热以后产生的蒸汽就是535℃,10兆帕或者13.2兆帕,通常是10万火电机组汽轮机组的参数。

  第二是通过增大储热具备24小时正常天气连续运行的能力可以大幅度减少机组启停的次数,机组频繁的启停还要配辅助的燃料,损失会比较大。

  采用熔盐工质以后节省了换热的环节,也降低了介质的成本。当然这只是说的好的方面,也有带来负面的影响。另外,缩短建设和调试的周期也是非常重要的,点聚焦有点聚焦的难处,线聚焦有线聚焦的难点,我个人认为不好轻易下结论,四种集热方式哪一种最好不好说。但是线聚焦,尤其是线性菲涅尔的优点之一是多回路并联,所以可以多个回路同时安装和调试,互相之间影响非常小。所以可以大幅度缩短调试的时间,也就有可能缩短达标发电的时间。

  四种方式里边,上面的照片是我们自己做的第一代的,最右边是我们自己做的槽式,左边上面是我们做的第一代线性菲涅尔的集热器。线性菲涅尔技术的特点,第一点是灵活的集热设计,适合于不同场合、不同场地、不同需求的集热器,这样就比较灵活,也就具备了系统的适应性比较良好。跟其他的方案相比,优点之一是结构固定,吸热管是固定的,传动跟踪比较低,所以结构上比较稳定,同时带来的在我们国家西北地区抗风能力会好一些。敦煌的风力好一点,但像青海德令哈、格尔木等地区风是很大的一个因素。

  关于技术的自主知识产权线性菲涅尔聚光集热器,上午也有提到一个问题,我也回答了。没有止境,没有最优,要不断的优化各个环节来提高它的性能。我们从结构、系统上获得了一系列的知识产权。另外,我们针对熔盐工质,前面第一代、第二代达不到那么高的温度,所以针对这个项目熔盐的需求,我们大幅度提高了聚光比新的结构来实现。

  左面的照片是我们第三代线性菲涅尔熔盐系统的集热器。上面是我们第一代集热器,比较适合于中温热利用,导热油320℃这样的导热系统。那张照片说的是屋顶式线性菲涅尔集热器,受钢结构各方面的限制,所以聚光倍数系统要重新来设计。反过来说适合不同场景、不同场地需求可以比较灵活的来做。

  我们在熔盐项目上要用的集热器聚光倍数接近120倍,这个倍数符合熔盐项目的需求,但也不是特别高。如果再提高聚光倍数能够达到,但是高度可能会更高,更高以后的优点是聚光倍数能提高,但是抗风、结构等方面的支出有可能会提高一些。

  我们现在集热的效果在实际测试当中表现还是很好的,单管式高温熔盐真空集热管针对的是裸管的方案,实际上我们第一代开发的方案我们就用的是内管直径90mm的真空集热管,没有试过排管、裸管,只不过我们现在做的90管适合在580℃左右高温下使用,实际用在550℃。这里边很关键的一点是集热管的膜系性能,能够适合高温使用,吸收率要好,这只是一个方面。膜系的稳定性和管子的发射率要低,这是在高温系统中集热管比较重要的一些问题。这样的管子我们在研发过程当中特别关注它的热损。在高温下如果是其他的方式可能有转动的环节高温工况下会有一些问题,线性菲涅尔高温系统没有转动会好一些。我们镜场的布置是模块化的结构来组成,一个回路的长短是根据光资源,根据热力系统来设计的。不同的场合很灵活。

  下面简单汇报一下我们的真空集热管,我们的管是90管,熔盐从70增加到90以后截面流量会增加将近一倍,所以同等的情况下压力下传热量就大,再加上聚光倍数加大,所以某种程度上就可以克服线聚焦的管路的长度,比用70管的聚光器有明显的好处。针对熔盐高温特点,内管的材质要重新来考虑。再一个我们前面做的是适合于导热油项目用的集热管,针对这样的项目我们做了将近2年的高温的选择性吸收膜。我们的强项是我们有一个国家镀膜的工程中心,在这儿展示的是样片580℃处理288个小时以后的性能,所以看出来它的吸收率和发射率还是很稳定的。

  这里向各位展示的是
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