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内蒙院王小春详解光热电站基础设计的必要性

2017-9-25 09:25| 发布者: crystal| 查看: 291| 评论: 0|来自: CSPPLAZA光热发电网

  CSPPLAZA光热发电网讯:“对于太阳能光热发电技术,合理选定技术路线、拟定系统形式、优化设备选型至关重要,系统集成设计为其最核心的技术,只有做了基础设计才可以达到更精准的发电量测算、概预算的编制,为设备招标、分岛EPC或者总体EPC招标提供更好的技术支持。”9月22-23日,2017第二届德令哈光热大会在青海省德令哈市举行。内蒙古电力勘测设计院有限责任公司(下文简称内蒙院)专家王小春以《光热电站基础设计研究》为题进行了主旨报告。

  以下是王小春演讲全文:

  一、内蒙院简介

  首先介绍一下我们单位的情况,内蒙古电力勘测设计院有限责任公司始建于1958年,已有59年历史,隶属于内蒙古能源建设投资有限公司,是自治区境内唯一的国家综合甲级电力勘测设计企业,具有国家建设部颁发的综合类甲级工程勘察、甲级电力行业工程设计、甲级工程咨询、甲级工程总承包、甲级建设项目等。


  内蒙院太阳能热发电技术研究的历史:2005年组建新能源工程部,重点关注太阳能热发电技术。当时对技术成熟、商业化较早的槽式太阳能热发电技术进行重点研究和技术储备。2008年公司作为主体设计单位联合中国科学院和德国太阳千年公司共同承担了我国第一个槽式太阳能热发电项目的咨询工作。2011年公司与大唐新能源公司组成联合体,中标我国第一个槽式太阳能热发电特许权项目。技术储备,调研西班牙参观安达索大型槽式太阳能电站、西班牙国家太阳能中心等。

  2011年内蒙院开始做碟式和塔式的技术储备和研究,2012年完成了特许权项目的基础设计和施工图准备工作,当时是澳大利亚沃利帕森公司受亚洲发展银行的委托对成品进行了审查。2013年与中科院合作完成863项目。2013年还做了当时是比较新颖的太阳能热发电供暖示范工程。2016年我们中标第一批示范项目中海阳玉门东镇50MW槽式导热油太阳能热发电示范项目的基础设计总体设计。

      图:内蒙古电力勘测设计院有限责任公司专家王小春作大会报告

  二、基础设计的必要

  基础设计是什么呢?因为现在做行业里面大部分是火电和水电的设计单位。传统火电的设计流程是初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图阶段、司令图阶段、竣工图阶段。新能源发电项目设计流程是项目建议书、可行性研究、基础设计阶段、施工图阶段、竣工图阶段。

  基础设计的重要性。因为这个基础设计包含了司令图阶段,相当比原有火电初步设计深了很多,这样的话它能提供一个更精准的设计方案,同步开展三维模型的设计,完成考核模型的计算依据。在可研里面我们计算年发电量多少,但是是可研的测算,我们要锁定这个模型作为最终发电量考核的依据。完成所有设备的选型工作,具有五通一平、吸热塔和厂房等基础的开挖条件,提供精准的工程量清单。我们能把最后的工程量提供的非常准确,我们到底用多少材料,用多少设备,满足主机设备、导热油泵、熔盐泵、吸收器等设计的招标条件。我们分岛EPC,做完可以招标,但是做完基础设计招EPC把工程量做的更精确,能更精准的控制投资。

  基础设计里面涵盖的内容。基础设计里面我们做完之后涵盖工程的说明书、专题比选报告、设备材料清册、基础设计图纸、基础设计设备规范等等。我以刚刚做完的中海阳玉门东镇情况做一个说明,完成说明书21本,涵盖工艺、电控、土建、化水、系统接入、总图运输、劳动安全、水土保持和环境保护等。完成专题比选报告11本,涵盖导热油防凝专题报告、熔盐系统防凝专题、合理降低废热的专题报告、板式油盐换热器的专题报告。

  先说一下说明书,这个图片是我们内部管理系统的流程,比如说成品涵盖仪表与控制部分说明书。还有环境保护、劳动安全、执业卫生。这是初设说明书,这是说明书里面的内容,涵盖进场的核心东西,太阳能集热系统及辅助设备的选型,传热系统及辅助设备的选择,储热设备及辅助设备的选择。

  基础设计专题比选报告,涵盖了项目厂区的分析条件、项目的防洪标准分析、厂区总投入运输设计,最后一个是结论。其实防洪标准也很重要,因为我们光热电站的占地面积比较大,虽然都在西北地区,我们认为没有洪水的危险,但是在设计的时候要考虑防洪的要求。

  这是太阳能热发电防凝系统的应用研究,有槽式太阳能,还有熔盐罐的防凝措施。设备材料清册,主要涵盖设备和阀门的清册。比如说我这个截图是熔盐阀,储能系统的熔盐阀部分的清单,这里面对每个阀门的型号,阀门的工程压力、工程直径、设计温度、设计压力和所在位置,驱动方式都有明确的要求。

  基础设计图纸部分是一个很深的设计,一共完成了图纸18件,涵盖了刚才说的工艺、电控、土建、化水、系统、接入、总图运输等,累计完成261张,折合标准图大概是605张,做基础设计是非常有必要的。

  这是储能系统的图纸,这是高温储罐,这是低温储罐,这是换热系统,大概是六组油盐换热器。这是整个镜场图纸,当时设计的间距是按17.1米,包括四个集热器组合(SCA),每个SCE开口宽度5.77米。

  基础设计还涵盖设备的规范书及分岛ECP招标的规范书。我们完成了52本基础规范书的编制,主要是工艺和电控和热器,这里面有一部分截图汽轮机规范书、熔盐泵规范书、除氧器技术规范书、高压加热器组件规范书。这蒸汽发生系统招标规范书,在日间正常发电模式,在正常工况参数下的要求,比如说预热器、蒸汽发生器,对油侧、水侧、流量、温度都有要求。还有一个储热发电模式蒸汽发生系统主要的参数,因为要满足系统的稳定运行。

  三、外方审查

  因为现在很多单位都希望外方来介入,依靠他们的经验来完成我们的基础设计。外方审查的方式主要是通过邮件和电话交流,完成主要工艺系统的设计、布置和计算的审查,在审查过程中未发现原则性错误。因此太阳能热发电的基础设计,国内设计单位是有能力独立完成的,这是我在会上希望呼吁的一件事情。因为我们做了两次的基础设计,都经过了外方审查。第一次是沃利帕森,第二次是西班牙的一个项目,他们对我们有修改意见的只有一条,大概就是这个水平。

  这是熔盐储罐控制系统PID图纸,这是外方的审查记录,全在图上体现了。我们之后逐条进行修改,这是储能系统的平剖面布置图,这是它的审查记录,一共提了大概七八条意见。除了外方审查以外,我们还有太阳能热发电工程的内部评审记录,太阳能热发电是国内新型的发电工艺在基础设计过程当中会遇到各种问题,只有你做深了才能遇到很多细节的问题,我们要组织内部的评审工作,一共组织了五次专业内部评审,包括电气的主接线等等。到公司内部评审有十次,基本上都是在总平面布置、主厂房布置、电气主接线评审等等,我们要做一个配合的工作。

  四、总体的情况介绍

  大型的太阳能热发电工程,我指的大型是具有商业化的太阳能热发电基础设计,累计投入了设计人员将近100人,我们认为一个合理的工期应该是两到三个月完成一个基础设计。合计文本文件完成了100本左右,图纸近300张,折合标准是600张,设计评审20余次,与外方来往邮件和电话沟通100余次,我们通过两个大型的太阳能热发电基础设计积累了大量的设计经验,这里面一个是内蒙古50MW槽式太阳能热发电特许权示范项目,还有一个玉门中尚明德光热发电工程有限公司玉门东镇导热油槽式5万千瓦的项目,这是外方出示的基础设施的审查意见。

  经过多年的太阳能热发电工程国产化设计的研究,特别是基础设计得到国外设计公司的认可,到目前为止,我们认为国内的设计公司是具有独立完成太阳能热发电工程的全过程设计。我们也希望在设备的国产化,包括设计的国产化和工程管理的国产化、调试运维的国产化既可以降低工程成本,也可以促进中国太阳能热发电工程的进程。

  五、主流的太阳能热发电工程系统流程

  下面有几个简单的,我们认为是我们院在研究和认为主流的太阳能热发电工程系统流程,这是最传统的槽式导热油太阳能热发电系统,这是商业化最成熟的。这是塔式太阳能热发电系统,我们认为这是最有市场前景的技术路线。菲涅尔太阳能热发电系统,这是示范项目里面有核准项目的。碟式太阳能热发电系统,其实它是有别于前三个路线的,我们认为碟式更接近于光伏的设计理念,相对来说对于设备制造的要求更高,对设计的要求相对来说更少一点。

  六、太阳能热发电工程开发技术模式

  对于太阳能光热发电技术,合理选定技术路线、拟定系统形式、优化设备选型至关重要,系统集成设计为其最核心的技术,只有做了基础设计才可以达到更精准的发电量测算、概预算的编制,为设备招标、分岛EPC或者总体EPC招标提供更好的技术支持。

  我建议模式是:一是项目选址和外部条件基本落实。二是可行性研究报告编制和审查。三是项目报批或者示范项目申报。四是基础设计和总体设计院招标。五是工程设计实施阶段。六是项目投产及验收,基本上是一个技术的开发模式,不含融资和其他东西。

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