奚正稳解析光煤互补技术的特点和发展潜力
发布者:CSPPLAZA | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 5945查看 | 2016-06-27 16:49:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道“随着技术的发展,光热发电和传统火电肯定有很多更经济、更有应用价值的示范和推广”,东方锅炉股份有限公司新产品开发部主任奚正稳日前在2016中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会上如是表示,他重点结合山西国金光煤互补示范项目详细介绍了光煤互补技术的特点及发展潜力。

  奚正稳认为,光煤互补可以将太阳能光热和燃煤电站的常规岛实现共用,另外还可以利用常规岛的高效特性,不用储热也能够保证太阳能热发电具有可调峰和持续发电的能力。


  奚正稳还提到,光煤互补技术可以为燃煤电站带来碳排放的下降,同时,适合建光热电站的地方一般也适合建燃煤机组,西北地区煤炭多,这些地方光热条件也比较好,有互补的资源条件。此外,光煤两者互补可以共用发电岛降低成本,与纯光热电站相比可以节省一部分投资。燃煤发电机组容量大,有良好的输电、配电等基础设施,光热发电与超超临界机组可以互补,太阳能热转换效率可以得到显著提高。

下面刊出的是奚正稳的发言全文。(根据速记和视频资料整理)

  各位同仁大家下午好,今天我把东锅在光煤互补方面做的技术研究和项目应用示范给大家做一个简单的汇报。汇报的内容主要分以下三个方面,第一个是项目开发的背景,第二个是项目方案的设计,第三个是光煤互补项目应用的价值。

  因为太阳能不稳定,我们通常会通过储能来解决它的不连续、不稳定的问题,我们在技术开发过程中可不可以通过化石燃料机组把储能给减掉,这也是利用太阳能发电一种连续性的方式。另外一种就是现在光热发电总体的汽机效率和参数做得比较低,所以循环效率相对火电厂通常采用的超临界、超超临界采用的系数要低一些,从这个角度,我们想把光热电站参数做一个高效率的汽机。

  基于以上两个方面的原因,我们做了光煤互补技术的开发,主要做的工作第一个是技术研发,第二个是在山西国金一个电厂做了一个示范项目。通过技术研发我们对太阳能燃煤锅炉接入位置、接入容量,还有接入参数,以及不同的光热比例,它对锅炉的影响、对汽机的影响做了一些综合的分析,针对每一种工况下对锅炉的适应性,对炉内燃烧的改变,对原来燃煤电站效率的影响,还有壁温的安全、水动力、热负荷的安全做了比较系统性的论证和计算。

  在这个基础上,为了保证我们项目能够成功,所以最开始就采用了一种比较简单的接入锅炉抽汽,抽汽的过程它可能会降低一些锅炉的负荷,蒸汽侧引入光岛,对蒸汽参数也是有一些要求的。通过对各种接入方案的对比,我们把它的优劣性、对锅炉效率的影响,对光场加热系统的接入方式,还有热利用的方式做了一个对比,由于时间的关系这儿就不做详细介绍,大家有兴趣可以拷PPT。

  我们示范项目研究的对象,第一个就是山西国金电厂2×350MW超临界CFB机组,利用太阳能集热系统为机组提供部分热量,达到降低电厂煤耗、提高电厂经济性和减少大气污染的目的。超临界机组汽机效率可以达到42%以上。

  方案的拟定包括以下几个方面,第一个是集热场与加热器水侧并联,第二个是塔式集热方式直接加热凝结水,第三个就是在不同的工况下被加热水的额定容量做了一些比较。由于受到场地条件的限制,因为山西国金电厂是处于文水经济开发区,场地比较受限,我们只能在建筑物的顶部,锅炉顶部,每节车间顶部安装一些定日镜。我们从锅炉的烟气调节特性、燃料消耗及效率、水动力安全性、气温做了一些基础的技术对比工作,还对锅炉负荷变化率做了一些研究。包括对汽机效率的影响、对汽机本体安全性的影响、对汽机进汽量的要求及限制、汽机的辅机、水的温度等各方面影响进行了研究。这个就是我们在国金示范项目的原理图,通过塔式太阳能定日镜反射太阳光到吸热器上面,通过热转换以后把凝结水加热到一定的温度。这是实物的现场示意图,定日镜是布置在不同的方位角度,不同的标高,像每节棚标高是14米,每节车箱标高是27米、锅炉的标高是85米,各个区域的镜场和集热器的方位都差的比较多,定日镜总的数量是950台。这是镜场的示意图,分了三个区域,这是吸热器一些主要参数和设计条件;这是我们现场一些安装照片,就是我们那个设备安装以后,它也经历了一些下雪、大风的考验,我们的设备也经历了一些恶劣气象的检验。我们在吸热器上面也做了很多一些壁温测点,对我们镜场传过来的热量分布进行一个监测,还有对吸热器本身的性能做一个验证。

  另外光的互补,太阳能这块跟原来的燃煤电站之间有一个协调控制方面的问题,我们也做了一个DCS耦合,还有一些逻辑条件、保护条件做了一个设计,这是一个对定日镜进行自动除雪的现场照片;这是在调试中我们定日镜反射到吸热器表面上的一些光斑示意图和定日镜的运行图。

  项目运营的价值先说两个方面,第一个就是可以将太阳能光热和燃煤电站的常规岛进行共用,另外可以利用常规岛的高效特性,还有一个它可以不用储热也能够保证太阳能热发电具有可调节性和持续发电的能力。

  另外,它可以给燃煤电站带来厂用电以及碳排放的下降,可以对一些老旧电厂做一些改造。

  技术经济性的分析主要是以下几个方面,我们国家煤炭还是很丰富,在可以预见的时间内,煤电肯定还是发电的主力。第二个方面是我们国家广阔的土地上有很多太阳能资源丰富的地区,这些地区土地成本也比较低,适合建光热电站的地方也适合建燃煤机组,而且燃煤机组跟光热机组基本上在同一个区域,比如说像西北地区煤炭多,这些地方光热条件也比较好,所以它有互补的资源条件。第三个就是这两者互补可以共用发电岛降低成本,简化一些系统。采用塔式技术,它对热导的系统可以简化,镜场可以随意布置,对厂地的要求比较低。第四个就是光煤互补可以克服光热发电不连续、不稳定的劣势。第五个就是燃煤发电机组容量大,有良好的输电、配电等设施,光热电站的建设条件也比较好。第六个光热与超临界CFB机组互补,与纯光热电站相比一是节省投资,二是显著提高了太阳能的热电转换效率(纯光热电站目前最多达到超高压参数)。

  这是根据我们的理解,随着技术的发展,光热和燃煤电站肯定有很多更经济、更有应用价值的示范和推广,我们东锅只是做了一点前期的探索,给大家一些启示。谢谢大家! 
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