——中國光熱發電行業產業鏈專題報道之吸熱器篇
吸熱器——塔式光熱發電站的“心臟”。在塔式光熱電站中,吸熱器將集中起來的太陽照射能量轉化為高溫熱能,承擔著吸收太陽熱能的重要作用。
根據傳熱方式的不同,吸熱器可分為容積式吸熱器與管式吸熱器兩大類。容積式吸熱器中,腔體式吸熱器的窗口朝向一側,只能接收一定范圍內的太陽輻射,定日鏡場的布置受到一定限制。但其管屏布置在空腔內,散熱損失小,熱效率較高;管式吸熱器中吸熱工質的溫度要比管壁溫度低,吸熱工質所能達到的最高溫度受管壁材料的限制,反射、輻射及對流散熱造成的能量損失較大,熱效率相對較低。但其結構簡單,可接收360°范圍內的太陽輻射,有利于鏡場大規模布置,是目前應用最廣泛的吸熱器形式。
圖:管式吸熱器(左)與容積式吸熱器(右)的傳熱原理
但無論哪種吸熱器都有著相似的技術難題。都需要解決熱負荷分布不均勻、熱疲勞等問題,這些問題決定著吸熱器性能的好壞。而性能直接決定了吸熱介質的出口溫度,進而影響到后續熱功轉換效率,它能否安全高效的運行也直接關乎整個光熱電站運行的穩定與否。
下文梳理匯總了CSPPLAZA下設光熱發電供應鏈平臺上的吸熱器廠商及產品信息,以供采購單位和行業參考:
東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司(簡稱東鍋)創建于1966年,隸屬于中國東方電氣集團有限公司(是中央確定的涉及國家安全和國民經濟命脈的53戶國有重要骨干企業之一,屬國務院國資委監管企業),致力于為世界能源及環境保護提供先進裝備和一流服務。
該公司擁有健全的壓力容器設計及制造質量保證體系,具有國際先進水平的科研基地、完善的試驗檢測手段和國際一流的管理水平。已取得壓力容器A1、A2、A3級設計及制造許可證,美國ASME壓力容器U、U2鋼印和相應的授權證書,ISO GB/T9001質量體系認證合格證和中國民用核承壓設備制造許可證等證書。
2018年8月,東方鍋爐和在中國電力工程顧問集團有限公司在北京隆重舉行哈密塔式熔鹽5萬千瓦光熱發電項目聚光集熱系統和蒸汽發生器合同的簽字儀式。哈密項目合同的簽訂,是東方鍋爐太陽能光熱領域市場開拓取得的重大突破。
作為國際著名、國內一流的大型動力主機設備商,東方鍋爐深諳能源轉換之道,自身在太陽能光熱領域更是擁有豐富的技術積累和獨特優勢。在2009年就開始研發太陽能光熱發電關鍵設備和技術,并將太陽能光熱產業作為東方鍋爐的戰略性產業進行重點發展,先后參與了國內多個科研性、示范性項目的研發和供貨,憑借強大的綜合實力和技術優勢,在光熱發電領域形成了獨特優勢。
東鍋吸熱器產品選用高鎳合金材料,耐高溫、腐蝕、滿足溫度應力、熱疲勞,采用無縫管無間距緊密排列,降低溫度應力、熱疲勞的影響。吸熱器表面溫度實時監控,與鏡場多目標點策略相結合,實現吸熱器表面能流密度的均勻化,監控并保證吸熱器的安全。
主要業績:
阿克塞匯東新能源有限公司75萬千瓦“光熱+”示范項目
哈密塔式熔鹽5萬千瓦光熱發電項目
中科院延慶塔式光熱試驗項目水工質腔室直接過熱蒸汽式吸熱器
山西國金350MW超臨界循環流化床火電機組帶1MW光煤互補示范項目
上海鍋爐廠有限公司
上海鍋爐廠有限公司(簡稱上鍋)隸屬于上海電氣集團股份有限公司,是國內外知名的大型電站鍋爐設備設計制造企業。
近年來,上鍋不斷加大在新能源裝備方面的研發力度,充分利用大型火力發電站的技術優勢和工程經驗,并結合上海電氣的產業集群和雄厚的資本優勢,使公司逐步成為太陽能光熱發電系統核心技術研發、系統集成、工程服務以及金融服務的綜合服務提供商。
上鍋設計的MSR由集熱器、集熱塔和熔鹽管道組成,目前集熱塔的高度主要根據發電規模來確定,100MW的集熱塔高度約260m。熔鹽管道將來自冷熔鹽罐的熔鹽輸送至集熱器,然后將吸熱后的高溫熔鹽輸送至熱熔鹽罐。上鍋設計的集熱塔可將來自鏡場的太陽光能高效地轉化為熔鹽的熱能。
主要業績:
迪拜光熱700MW光熱+250MW光伏太陽能電站
哈爾濱鍋爐廠有限責任公司
哈爾濱鍋爐廠有限責任公司創建于1954年,是新中國“一五”計劃156項重點工程中的兩項,是哈電集團重要成員企業。
60多年來,哈鍋高擎自主創新的“火炬”,有的放矢瞄準科技前沿產品,占領行業技術發展的制高點,創造了眾多行業之最,華夏第一,填補了一項項空白,豎起了一座座豐碑。從50MW高壓鍋爐到1000MW超超臨界(二次再熱)鍋爐的70%國產首臺電站鍋爐產品均在這里誕生,幾乎包攬了裝備制造業所有的國家級榮譽。截至2018年末,累計生產電站鍋爐1400余臺/3.55億千瓦,產品產量居全國首位,成為電站鍋爐、石化容器、艦船動力、環保設備、電站輔機、核電產品、海水淡化及水處理設備等產品設計制造及提供系統解決方案的綜合服務商。
作為電力設備行業的“國家隊”,中國電站鍋爐行業的“奠基者”和“排頭兵”,哈鍋牢記央企使命,積極貫徹落實國家新發展理念,投身于國家供給側結構性改革、“一帶一路”等重大戰略落實中,堅持以創新驅動企業持續發展,做精火電主業,緊盯新興產業,擘畫多元化產業布局,著力轉型升級,培育高質量發展新動能,奮力走好新時代央企長征路。
哈鍋依托50MW-1000MW不同容量不同等級的鍋爐設計基礎,已獨立完成太陽能小試試驗吸熱器設計工作,目前正在進行調試工作,試驗數據及調試技術可用于實際工程項目的方案設計指導,該試驗臺極限熱流密度可達1200KW/m2,目前,哈鍋正在進行50MW~200MW等級塔式光熱電站的吸熱器設計開發工作,哈鍋吸熱器配備紅外攝像測溫系統以及背板溫度測量系統,采用自主開發軟件對吸熱器溫差應力進行分析計算,能夠避免局部熱流密度過高導致金屬超溫,損壞吸熱器。
主要業績:
三峽恒基能脈瓜州“光熱儲能+”項目
北京巴布科克·威爾科克斯有限公司
北京巴布科克·威爾科克斯有限公司(簡稱北京巴威公司)是一家擁有世界領先的鍋爐及相關產品技術的高端裝備制造商及整合服務提供商。
北京巴威公司創立于1986年,是大型電站鍋爐領域專業技術和高端服務的先驅者。領先于市場的快速發展和變化,北京巴威公司動態引進美國巴威公司的先進技術,采取合作研發、自主研發等模式,經過30多年的快速發展,現已形成電站鍋爐、工業鍋爐、鍋爐島成套、電站環保、電站高端服務以及可再生能源產品等業務板塊,集產品開發設計、生產制造、試驗檢測、系統集成、售后服務于一體的業務體系。
2009年美國B&W公司向eSolar公司的加利福尼亞州西拉(Sierra)塔式太陽能示范電站交付了10MWt的快裝式水/汽太陽能吸熱器,該吸熱器具有良好的設計、制造和運行業績。美國B&W公司通過該吸熱器的設計、制造和成功運行,掌握了塔式太陽能吸熱器的核心技術,并在總結汽水吸熱器成功經驗的基礎上,完成了熔鹽吸熱器的技術設計,現在美國B&W公司已向北京巴威公司轉讓了全套吸熱器設計技術。
主要業績:
美國Sierra 電站
龍巖智康光熱項目
西子清潔能源裝備制造股份有限公司
西子清潔能源裝備制造股份有限公司成立于1955年,前身為中國余熱鍋爐領軍企業杭州鍋爐集團股份有限公司,隸屬于中國企業500強西子聯合控股,致力于成為全球領先的清潔能源裝備及解決方案供應商。
公司始終貫徹“以客戶為中心“的核心價值觀,為客戶提供全生命周期能源解決方案與智能化能源裝備和服務。主營業務涉及余熱鍋爐、生物質鍋爐、循環流化床鍋爐、燃氣鍋爐、盾構機等新裝備的咨詢、研發、生產、銷售、安裝,以及EPC、鍋爐維修、升級改造、智慧鍋爐等新服務。同時提供新能源領域全生命周期的智慧服務,并將業務鏈延伸至新能源投資運營。現已成功打造以新能源技術為核心的中國首個航空零碳工廠;投資參建中國首座規模化運行光熱儲能電站,所應用的儲能技術入圍國家2021年度能源領域首臺(套)重大技術裝備項目;旗下電極鍋爐技術榮獲歐盟及中國核電標準認可。公司積極參與“一帶一路“建設,業務遍及世界100多個國家及地區。
西子潔能在10余年光熱研發的基礎上,積累了豐富的吸熱器系統、蒸汽發生系統設計經驗,已在10MW、50MW光熱項目上積累了豐富的業績。
主要業績:
中電建青海共和50MW塔式光熱發電項目
中控德令哈10MW塔式光熱發電項目
中控德令哈50MW塔式光熱發電項目
首航高科能源技術股份有限公司
首航高科能源技術股份有限公司(原北京首航艾啟威節能技術股份有限公司)創建于2001年,是深交所A股上市公司(股票代碼002665),首航高科以“清潔能源和節能環保”為企業發展戰略,從事光熱利用系統、電站空冷系統、余熱利用系統、水資源利用系統及熱電冷三聯供系統的研發、設計、制造、建設、運維,項目投資及項目總承包等服務的高新技術型企業。
經過多年的探索和實踐,首航高科掌握了全套吸熱器的設計、生產、安裝、調試技術,建立了完整的技術體系,形成了100MW級電站用吸熱器核心工藝設計包。
首航研發團隊采用數值模擬的方法獲得吸熱管溫度分布及熱應力狀況,從而保證吸熱器在材料許可的溫度和應力范圍下運行。同時為保證吸熱器流動特性達到最優效果,不斷優化吸熱器結構。
首航高科根據吸熱器吸熱裝置工況的要求,與寶鋼合作開發了國產鎳基合金材料SHBG-2。經過研發團隊的不懈努力,攻克了SHBG-2難變形等工藝難關,目前已在首航建設的兩個光熱電站中成功使用。
首航高科光熱電站吸熱器研制過程中突破了較多的技術難關,實現了重大技術突破,且擁有自主知識產權。首航高科自主研發設計的“100MW熔鹽塔式光熱電站吸熱器“榮獲中國可再生能源學會科學技術獎技術創新類一等獎,并被評定為能源領域首臺(套)重大技術裝備。
主要業績:
首航敦煌10MW熔鹽塔式項目
首航敦煌100MW塔式光熱發電項目
江蘇鑫晨光熱技術有限公司
江蘇鑫晨光熱技術有限公司(簡稱鑫晨光熱)致力于清潔能源的研究與開發,是國內最早從事太陽能光熱發電領域商業探索與技術發展的廠商之一。公司主要從事光熱電廠項目開發、工程總包、電廠設計、系統研發、產品開發制造、系統集成、運營維護等在內的全價值產業鏈業務,涉及土木工程、機械設計、電信、管道、軟件、電子、電控、電氣、熱控、光學、機器視覺、數學等十多個專業技術學科的交叉與集成。
公司擁有國內資深的光熱發電領域專家團隊,領先的技術研發、產品開發設計團隊,專業的供應鏈管理、質量管理、營銷管理、項目管理團隊,高效的技術服務和售后運維團隊。公司實行集團化運營,下設技術研發中心、工程管理公司、產品制造公司、項目開發公司等,現有核心技術和管理人員200余名,其中博士、碩士人才占比達20%左右。
鑫晨光熱始終堅持自主研發、自主創新,走具有獨立自主知識產權的技術道路,目前持有各項技術專利42項,其中核心發明專利11項,榮獲高新技術企業稱號。公司擁有兩大核心系統--二次反射鏡場集熱系統、分布式熔鹽儲能系統,兩個大型工廠--定日鏡工廠、二次塔次結構工廠,成為光熱電站二次反射商業化應用的先行者之一,是全球唯一的二次反射光熱發電系統集成商。
公司秉承“技術領先化、設計流程化、產品工廠化、工程標準化”管理理念,持續為光熱發電行業的規模化、低成本、高效率提供更優的解決方案,通過推廣熔鹽蓄熱二次反射塔式光熱發電項目,追逐和趕超世界光熱領域技術先驅,努力成為科技創新與產業發展的的領跑者。
鑫晨光熱生產的直接式熔鹽吸熱器利用二次反射技術,使高倍輻射流投射于吸熱器內對介質進行加熱。相較于常規塔式結構,吸熱、儲熱更加安全高效。吸熱器位于二次反射鏡下方,呈圓形敞開式結構。主要由吸熱器筒體、冷熔鹽進口上升管、吸熱器下腔室、下腔室封頭、熔鹽流量分配器、熱熔鹽導流槽、熱熔鹽出口下降管、隔熱防護蓋、CPC 聚光板構成。
主要業績:
玉門鑫能50MW塔式光熱發電項目
藍星(北京)化工機械有限公司
藍星(北京)化工機械有限公司于1966年建廠,是中國化工集團公司旗下中國藍星(集團)股份有限公司全資子公司,是一家以氯堿成套裝置和電解節能改造技術為核心,為用戶提供氯堿工廠及上下游一體化解決方案和EPC總承包的國際化工程公司。世界四大離子膜電解槽技術供應商之一,具有年產300萬噸燒堿裝置和500萬噸電極生產能力;藍星北化機是中國氯堿協會常任理事單位,歐洲氯協會、俄羅斯氯堿協會、北美氯堿協會和印度氯堿協會會員,產品出口亞洲、歐洲、北美洲、南美洲和非洲等國家。
藍星北化機具有A2級特種設備制造許可證和A1、A2級特種設備設計許可證,產品獲得美國ASME認證、歐洲CE認證以及俄羅斯GOST認證;具有專業的無損檢測能力,取得計量、測量管理體系3A級證書,是北京市企業技術中心和氯堿裝備工程技術研究中心及北京市特種設備焊接培訓中心,擁有專業資質及安裝維修服務團隊。
藍星北化機積累了大量熔鹽儲換熱設備及腔式吸熱器、二次反射吸熱器等設備的設計和制造經驗,經過多年全力研發,推出了自主知識產權的塔式吸熱器。吸熱器采用模塊化設計,包括吸熱部分、保溫部分、傳輸管道、安全組件及自動化控制系統等。
主要業績:
玉門鑫能50MW二次反射塔式光熱發電項目
比利時Cockerill集團(原CMI SOLAR)
JOHN COCKERILL SOLAR(原CMI太陽能公司)成立于2008年,至今已經有十年之久的歷史。
JOHN COCKERILL SOLAR公司吸熱器的主要特點:
1.多達十年之久的設計經驗,豐富的項目設計和執行經驗;
2.采用專利的護板設計,護板采用預制加工,減少現場工作量;
3.所有結構采用螺栓結構,現場無焊接;
4.采用塑性有限元分析以及產品生命周期模型,論證吸熱器的使用壽命;
5.采用專利的天車系統,避免吸熱器維護的拆卸,可以實現高空作業維護保養;
6.采用專業配置的紅外攝像系統以及自行開發的軟件系統,保障吸熱器的安全運行;
7.采用分片式或者整體化的吊裝解決方案,吊裝方案靈活多變。
主要業績:
魯能海西格爾木50MW塔式光熱發電項目
迪拜100MW塔式光熱發電項目
南非裝機50MW的Khi Solar One塔式光熱發電項目
智利裝機110MW的Atacama1塔式光熱發電項目
上海電氣亮源光熱工程有限公司
上海電氣亮源光熱工程有限公司由上海電氣和美國亮源(BrightSource)合資成立,致力于太陽能光熱發電技術的研發和應用,光熱項目的開發、建設、調試、運行,以及核心光熱設備的研發、生產和供應。
上海電氣亮源光熱工程有限公司憑借母公司資質和實力可獨立承接光熱電站EPC總承包,聚光集熱系統EPC、儲換熱系統EPC、常規島系統EPC、技術支持、電站運行維護以及成套設備供應,包括:定日鏡、吸熱器、儲罐、換熱器、蒸汽發生器、汽輪機、發電機、空冷設備等。
上海電氣亮源光熱工程有限公司依托美國亮源全球領先的光熱技術及其商業化電站實際運行經驗,在吸熱器設計、制造、運行、維護等方面具有先進設計技術和寶貴經驗,能夠根據需求設計生產出不同等級的水工質和熔鹽工質吸熱器。
若同時結合上海電氣亮源先進的鏡場控制技術和卓越的全廠整合能力,能將塔式吸熱器與鏡場實現完美融合,確保吸熱器能安全穩定運行,實現吸熱器性能和鏡場效率的最優化。
主要業績:
Coalinga科林加光熱蒸汽驅油項目
Ivanpah塔式光熱項目
Ashalim塔式光熱項目
迪拜100MW塔式光熱項目
南通萬達能源動力科技有限公司
南通萬達能源動力科技有限公司(原南通萬達鍋爐有限公司)是中國建材集團有限公司(世界500強企業)旗下企業,創立于一九五八年,坐落于長三角經濟帶北翼、中國近代第一城——江蘇南通。
公司以國家能源環保政策為導向,致力于環保鍋爐核心技術攻關及市場應用,開發了城市生活垃圾焚燒發電鍋爐、生物質焚燒發電鍋爐、余熱發電鍋爐、水煤漿鍋爐、大型集中供熱鍋爐、循環流化床鍋爐等一系列具有國內領先水平的特色產品,主要為發電、工業用蒸汽、供熱以及節能減排、環境治理等行業和領域提供產品設計制造及工程服務。
南通萬達能源動力科技有限公司長期專注于節能環保能源設備開發,為用戶提供質量可靠太陽能塔式吸熱器(熔鹽、空氣等介質)。目前公司研發的太陽能空氣吸熱器已交付使用,通過布雷頓循環將太陽能轉換為電力,系統簡單,電站建設成本低。
注:2023版《中國光熱電站開發供應鏈指南》目前已啟動編輯,現面向光熱全產業鏈廠商免費錄入【聯系小編:18515082346(微信同號)】。