2018年11月15日,中船重工第七〇三研究所(簡稱“中船重工703所”)烏拉特100MW槽式光熱發電項目就地控制器(LOC)供貨項目組在重慶參加了“LOC首件鑒定及液壓系統與LOC聯合評審暨轉階段生產”聯合評審會議。最終與會專家一致認為:“就地控制器的設計資料完整,設計方案合理,且相關測試記錄完整,生產控制符合質量管理要求,同意通過本次首件鑒定并可以轉入生產階段。”這次會議的結論,標志著中船重工703所向烏拉特100MW槽式光熱發電項目提供的就地控制器(LOC)工作正式從研發設計階段轉為批量生產階段,取得了突破性的階段成果。
烏拉特中旗導熱油槽式100MW光熱發電項目作為國家能源局第一批太陽能熱發電示范項目,也是首批光熱示范項目中裝機規模最大的槽式光熱發電項目。該項目建設地點為內蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗海流圖鎮,項目總投資約29億元,占地約7500畝,共安裝375條槽式集熱回路,一套滿足10小時發電儲能裝置,一套蒸汽發生系統和一臺汽輪發電機組,年發電量3.5億度。其中由中船重工703所承接的就地控制器供貨項目業主是常州龍騰光熱科技股份有限公司,常州龍騰公司是國內最早進入光熱領域的行業開拓者之一,始終致力于光熱發電及分布式太陽能熱利用領域的研發創新和產業推廣。與龍騰公司達成項目合作,也體現了其對中船重工703所技術能力和產品質量的認可和信任。
本項目在合同簽訂之初就得到了所內各級領導的高度重視,作為項目執行部門,蒸汽動力事業部更是在軍民品任務極其飽滿,人力資源極其緊張的狀態下抽調技術專家和骨干人員組成項目組,經過充分的調研論證,最終確定了與西門子公司合作,七〇三所依托完善的軍工產品質量保證體系和軍工項目保障能力,西門子公司則憑借其性能優良的工控產品,雙方強強聯合,優勢互補,共同推進該項目的后續實施。
作為中船重工703所在光熱領域第一個控制板塊的供貨合同,對其整個產品研發生產過程也是一次全新的挑戰。在產品設計過程中,保證鏡場精確地追日角度是整個控制系統的核心部分,項目組通過對控制程序不斷的試驗優化并結合西門子公司的最新追日算法,最終使得追日角度誤差范圍達到業主要求,同時在鏡場運動控制方面,項目組將設備分為追日模式、回歸模式、避光模式等不同的工作狀態,綜合液壓系統沖力及鏡面重量等數據,設置了不同的角度變化速度,保證性能的前提下確保設備運轉安全,另外在設備的可靠性方面,以軍品設計思路開展了一系列的可靠性試驗,包括IP66防護等級試驗、中性鹽霧測試、箱體老化測試及電磁兼容檢測等型式試驗,就地控制器在上述試驗中均一次性通過檢測,保證了其在長時間極端環境下的可靠運行,最終在施工現場與液壓系統及鏡架結構的聯合調試中,就地控制器的追日精度等參數均達到項目策劃中所要求的各項技術指標。
在完成就地控制器供貨項目加工生產的同時,中船重工703所同時還在開展與光熱發電相關科技創新課題的研究。2016年我所根據集團公司在光熱產業的發展規劃及布局,啟動了所內創新項目《塔式光熱電站追日系統研制》,依據課題的研究成果與實施經驗承擔了集團2018年科技創新課題《定日鏡控制及鏡場控制技術研究》。
目前試驗場地已搭建完成,包括四面定日鏡及其配套控制器和驅動裝置以及一面固定接光板(如圖2所示),已實現對定日鏡的追日運行控制,并通過糾偏系統的光學照相機對定日鏡打在接光板上的光斑進行拍照和測量工作,進而計算出光斑相對于理想位置的偏移量,通過試驗數據的積累,項目組將在軟件模擬糾偏模式的基礎上,進行光學糾偏系統的研發工作,進而完成鏡場控制系統的軟件研發工作。現階段已取得定日鏡控制系統的軟件著作權(如圖3所示),并已完成一控三定日鏡控制系統專利申請的申報工作。今后項目組將在試驗中繼續進行數據分析,從而對軟件進行迭代優化,縮小偏移誤差,進而形成一套完整成熟的鏡場控制系統,最終能夠將其實際應用到塔式光熱電站。
圖:塔式光熱鏡場控制課題試驗現場
圖:定日鏡追日控制軟件著作權證書
烏拉特100MW槽式光熱發電項目就地控制器研制順利通過首件鑒定評審以及科技創新課題《定日鏡控制及鏡場控制技術研究》的順利推進,標志著中船重工703所在光熱發電鏡場控制方向邁出了扎實的第一步,為今后該公司在光熱發電領域的市場發展奠定了堅實的基礎。
注:本文轉自中船重工第七〇三研究所。