瓜州一陣風,從春吹到冬。西北一望無際的戈壁灘,同樣也是“風”“光”“熱”能源充足的西北倉。
初冬時節,瓜州縣布隆吉鄉,三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目施工現場,73臺風機、304000塊光伏板支架基樁、26964根定日鏡樁的安裝正在有序施工,東西距離1公里的兩座吸熱塔拔地而起、比肩而立,被譽為全球首個“雙塔一機”風光熱儲一體化項目在1萬畝的戈壁灘上已初現雛形。
三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目是國家發改委、國家能源局批復的第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型基地建設項目之一,也是全球首個實際投入建設的“雙塔一機”儲熱型光熱發電項目。項目建成投產后,年發電量可達19億度,可節約標準煤58.5萬噸,減排二氧化碳160.76萬噸、氮氧化物295.1噸、煙塵42.71噸。
“光熱儲能+”創造能源新價值
三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目由三峽恒基能脈(酒泉)新能源發電有限公司開發建設,中國葛洲壩集團電力有限責任公司(聯合體牽頭)、甘肅建投安裝公司和恒基能脈新能源科技有限公司聯合體總承包建設。該項目為探索推動光熱發電與光伏發電、風電互補調節等多種能源聯合調度模式提供經驗支持。
甘肅建投安裝公司承建的10萬千瓦光熱發電部分采用的“雙塔一機”設計方案,引領了實現單機更大功率的“多塔一機”發展方向。“雙塔一機”方案是指在光熱電站設置兩個相鄰的吸熱塔,兩個吸熱塔上的吸熱器各自吸收定日鏡反射的太陽光,并將吸熱器內的介質加熱至設計溫度,繼而利用高溫介質直接或間接通過熱力循環推動發電機發電。
相對于“單塔一機”式光熱項目而言,全球首個“雙塔一機”光熱項目采用小面積的定日鏡及雙塔雙鏡場設計,能有效提高光的利用率,從而提高發電效率。橢圓形鏡場設計及兩塔中間鏡場交集區,可提升吸熱塔光熱利用率。經過大量的技術研究和效率演算,“雙塔一機”在同等邊界條件下可提升約23.94%的鏡場效率。
逆風而上打造能源項目新高地
瓜州地區素有“世界風場”之說,大風天氣以及高溫環境給三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目的總體施工帶來了不小的挑戰,也嚴重制約了光熱發電核心區域的推進速度。
三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目光熱發電工程造價22億元,裝機規模為10萬千瓦,配套兩座200米高吸熱塔,一臺額定功率為100MW的汽輪發電機組,高、低溫熔鹽儲罐置各1臺,選用29.7平方米的矩形定日鏡26964面。在占地301公頃的建設場地上,兼具建筑、結構、熱機、電氣、自動化、供水、化水及暖通等12個專業施工,設計圖紙共443卷冊之多。
面對如此龐大的工程,甘肅建投安裝公司充分發揮自身專業施工優勢,堅持一切圍著項目轉、一切盯著項目干的高效聯動工作格局。項目部詳細制定目標、策略、操作規程、時間表,強化物資、設備和人力資源的管理和調配,將精細化管理落實到每一節點、每一任務、每一崗位、每一天中,確保施工按時推進,高質量完成。
吸熱塔被譽為整個光熱電站的“心臟”,是工程中至關重要的組成部分。負責施工任務的甘肅建投安裝公司項目管理團隊選擇從工藝工法上下手,以“快”破局,在塔筒施工中應用速度快、質量好、機具結構簡單、提升平穩、工藝成熟、質量可靠和安全防護好的“專用施工升降機+三角架支撐體系+三層翻模施工工藝”,有效消除了滑模和提模施工帶來的扭轉、拉痕、漂移等質量通病。雙塔建設需澆筑16000余立方混凝土,對混凝土質量的管控是確保施工質量的重要一環,項目部嚴格制定混凝土配合比和質量標準,做好原材料的檢驗、生產過程的監督和混凝土強度的測試,確保混凝土具備所需的強度、流動性和耐久性,進而提高項目的可靠性和持久性。施工班組實行日夜“兩班倒”制度,以兩天三板的速度推動東、西雙塔向天空延伸。
雙塔雙鏡場設計及采用小面積定日鏡是項目的兩大特點,位于雙鏡場中間區域的定日鏡可服務于任一吸熱塔,始終保持高效率運行,能夠有效提高光熱利用率,從而提高發電效率。定日鏡系統施工量大面廣,精度要求高,每根預制管樁垂直度偏差須小于3毫米,中心點坐標偏差控制在5毫米以下。項目部堅持“磨刀不誤砍柴工”,在預制管樁試驗樁施工時大膽創新,通過試驗反復改進施工工藝及裝置,在正式施工前研發出一套能夠將垂直度偏差和中心點偏差控制在設計誤差范圍內的工裝,大幅提升了施工速度和精度,以一天300根的進度在296公頃的定日鏡場加速鋪開作業。
現場施工負責人劉宏斌介紹,該項目計劃于2024年9月完成主體建設并實現并網,投用后將克服光照強度影響,把太陽光的熱能儲存在熔鹽中,持續穩定生產電能。截至目前,東西塔均已封頂,主廠房施工至17.5米,已完成空冷島、化水車間主體施工,熔鹽儲罐冷罐和熱罐的罐體焊接,以及鏡場定日鏡管樁施工,現已安裝定日鏡100余面。
項目部加速推進整體施工進度,全力保障并網目標順利實現,助力瓜州縣進一步推進綜合能源基地源網荷儲一體化,風光儲、風光火儲一體化建設。劉宏斌表示。
在“雙碳”目標驅動下,我國新能源將更加快速發展,系統調峰能力日益緊張,對調峰電源需求加快增長。三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目作為自帶儲熱型新能源電站,其調峰能力發揮對于促進新能源消納意義深遠,為推動光熱技術進步做出有益探索。