前言
太陽能光熱發電作為一種新興的可再生能源技術,正逐漸成為能源領域的焦點。本系列文章從建設方、咨詢方、總包方三個不同視角,全面深入地探討太陽能光熱發電項目建設的全過程。涵蓋從項目前期的技術準備、立項規劃,到設計、采購、招標、施工、調試等各個階段,再到運營管理、收尾交付等環節。通過對這些關鍵環節的詳細剖析,為推動太陽能光熱發電項目的高效、科學建設提供有力的參考與指導,助力可再生能源產業蓬勃發展。
一、項目前期技術準備階段
(一)主要工作內容
1.光熱發電技術路線選擇和確定
(1)建設規模評估:
對項目的預期發電容量、占地面積、投資規模等進行詳細規劃。
考慮當地的土地資源、電網接入條件以及未來的電力需求增長趨勢,確定合適的建設規模。
例如,在土地資源豐富且電力需求增長潛力較大的地區,可以適當擴大建設規模,以提高項目的經濟效益和社會效益。
(2)建設條件限制分析:
深入研究項目所在地的氣候條件、地理環境、水資源情況以及天然氣資源等因素。
光熱電站的建設需要充足的太陽能資源,因此對項目所在地的太陽直接輻射(DNI)值進行精確測量和評估至關重要。
同時,考慮當地的氣象條件,如環境溫度、風速、云量、降塵及沙塵暴等,這些因素將影響光熱電站的有效發電小時數、發電效率及設備運行可靠性。
此外,還需評估項目所在地的水資源和天然氣資源供應情況,因為水資源是光熱電站運行時消耗的資源之一,主要用于汽輪機蒸汽循環、凝汽器冷卻和鏡面清洗等;天然氣則主要用于汽輪機啟動、冬季供暖和防凝、熔鹽初始融化等。
(3)資金條件限制考量:
對項目的資金來源、預算分配以及融資渠道進行全面分析。
光熱發電項目的初始投資較高,需要確保有穩定的資金支持??梢钥紤]多種融資方式,如銀行貸款、債券發行、股權融資等,同時爭取政府的補貼和優惠政策,以降低項目的資金成本。
此外,還需對項目的運營成本進行估算,包括設備維護、人員管理、能源消耗等方面的費用,以確保項目在運營期間具有良好的經濟效益。
(4)項目技術路線對比(技術和經濟):
▌塔式技術路線:
?技術特點:
塔式光熱發電系統通過大量定日鏡將太陽光反射至塔頂的吸熱器,將太陽能轉化為高溫熱能。
塔式系統的聚光比高,工作溫度也相對較高,能夠實現較高的熱轉換效率。
吸熱器通常采用外置圓柱式或腔體式結構,可使用熔鹽、空氣、二氧化碳等作為傳熱流體。
定日鏡采用雙軸跟蹤系統,能夠精確跟蹤太陽位置,提高聚光效率。
?經濟優勢:
雖然塔式系統的建設成本相對較高,但由于其較高的熱轉換效率和儲能能力,在長期運行中有望降低度電成本。
此外,隨著技術的不斷進步和規模效應的顯現,塔式系統的成本有望進一步降低。
?適用場景:
適用于土地資源相對豐富、太陽能資源較好的地區。
對于大規模的光熱發電項目,塔式系統能夠發揮其高聚光比和高儲能能力的優勢,為電網提供穩定的電力輸出。
▌槽式技術路線:
?技術特點:
槽式光熱發電系統利用拋物面槽式聚光器將太陽光聚焦到位于焦線上的集熱管,加熱管內的傳熱工質。
槽式系統的技術相對成熟,運行穩定。集熱管通常采用真空結構,能夠減少熱量損失。聚光器一般沿南北向布置,跟蹤太陽自東向西轉動。
?經濟優勢:
槽式系統的建設成本相對較低,且產業鏈較為完善,設備供應相對充足。
采用熔鹽作為傳熱介質和儲熱介質時,工藝流程相對簡化,閥門及管路系統簡單,易于運維。
?適用場景:
適用于對土地平整度要求較高、緯度適中的地區。
在一些光熱資源較為豐富但土地資源有限的地區,槽式系統可以通過優化布置方式,提高土地利用率。
▌線性菲涅爾技術路線:
?技術特點:
線性菲涅爾光熱發電系統由平面鏡、吸熱管、二次反射鏡等組成。
平面鏡將太陽光反射至二次反射鏡,再聚焦到吸熱管上。線性菲涅爾系統的結構相對簡單,光電效率及聚光比較低,但光學性能容錯能力較強,技術難度相對較低。
?經濟優勢:
線性菲涅爾系統的建設成本相對較低,尤其在一些對成本敏感的項目中具有一定優勢。
雖然其光電效率較低,但在特定條件下,如低緯度地區或資金有限的情況下,仍可能具有較好的經濟性。
?適用場景:
適用于土地資源豐富、對成本要求較為嚴格的地區。
在一些小型光熱發電項目或偏遠地區的電力供應項目中,線性菲涅爾系統可以作為一種經濟實用的選擇。
(5)項目技術經濟性分析(內部收益率、風險敏感性分析):
內部收益率分析:
通過對項目的投資成本、運營成本、發電量、上網電價等因素進行綜合分析,計算項目的內部收益率(IRR)。
內部收益率是衡量項目盈利能力的重要指標,它反映了項目在整個生命周期內的投資回報率。根據不同的技術路線和建設規模,對項目的內部收益率進行預測和評估,以確定項目的經濟可行性。
通過計算項目的現金流量,確定內部收益率是否滿足建設方的預期要求。
風險敏感性分析:
對項目可能面臨的風險因素進行分析,評估這些風險因素對項目經濟指標的影響程度。
常見的風險因素包括太陽能資源波動、設備故障、政策變化、市場需求變化等。通過敏感性分析,可以確定哪些風險因素對項目的影響最大,從而采取相應的風險應對措施。
例如,假設太陽能資源波動幅度為±10%,分析其對項目發電量和內部收益率的影響;或者考慮政策變化導致上網電價下降一定比例,評估項目的經濟可行性是否受到嚴重影響。
2.工作成果文件
(1)項目預可研:
在項目前期,進行初步的可行性研究,編制項目預可研報告。
預可研報告主要包括項目概述、建設必要性分析、市場需求分析、技術路線選擇初步方案、建設條件初步評估、投資估算初步分析、經濟效益初步預測等內容。
預可研報告為項目的進一步深入研究提供基礎,幫助建設方初步了解項目的可行性和潛在風險。
(2)項目可研:
在預可研的基礎上,進行詳細的可行性研究,編制項目可研報告。
可研報告應包括項目的詳細技術方案、建設規模和布局、設備選型和配置、工程建設方案、環境保護措施、勞動安全衛生措施、項目組織管理和實施進度計劃、投資估算和資金籌措方案、經濟效益和社會效益分析等內容。
可研報告是項目決策的重要依據,需要對項目的各個方面進行深入分析和論證,確保項目的可行性和經濟合理性。
(3)技術路線對比方案或報告:
對不同的光熱發電技術路線進行詳細對比,編制技術路線對比方案或報告。
該報告應包括塔式、槽式、線性菲涅爾三種技術路線的技術特點、經濟優勢、適用場景、風險因素等方面的對比分析,為建設方選擇合適的技術路線提供參考依據。
同時,報告還應結合項目的具體情況,提出推薦的技術路線,并對其可行性和經濟合理性進行詳細論證。
(二)重點關注內容
1.光熱發電技術路線的可行性、穩定性、經濟性
(1)可行性評估:
對不同技術路線在項目所在地的可行性進行全面評估??紤]當地的太陽能資源、土地資源、氣候條件、水資源和天然氣資源等因素,分析每種技術路線是否能夠適應當地的建設條件。
例如,在太陽能資源豐富但土地資源有限的地區,塔式技術路線可能需要更多的土地來布置定日鏡場,而槽式或線性菲涅爾技術路線可能更適合這種情況。
同時,還需考慮技術路線的成熟度和可靠性,選擇經過實際項目驗證、技術相對成熟的技術路線,以降低項目的技術風險。
(2)穩定性分析:
光熱發電系統需要長期穩定運行,因此對技術路線的穩定性進行分析至關重要。
考慮設備的可靠性、系統的抗干擾能力、運行維護的難易程度等因素。
例如,塔式系統的定日鏡需要精確跟蹤太陽位置,對控制系統的要求較高;槽式系統的集熱管需要承受高溫和壓力,對材料的性能要求較高。
通過對不同技術路線的穩定性進行分析,選擇能夠長期穩定運行的技術路線,以確保項目的可靠供電。
(3)經濟性考量:
對不同技術路線的建設成本、運營成本和度電成本進行詳細分析。
建設成本包括設備采購、工程建設、土地征用等方面的費用;
運營成本包括設備維護、人員管理、能源消耗等方面的費用;
度電成本是衡量項目經濟效益的重要指標,它反映了項目每發一度電所需的成本。
通過對不同技術路線的經濟性進行分析,選擇成本較低、經濟效益較好的技術路線,以提高項目的投資回報率。
2.和風光一體化大基地整體技術經濟性核算
(1)風光熱互補優勢分析:
在風光一體化大基地中,光熱發電可以與風電、光伏發電形成互補。
光熱發電具有儲能功能,可以在夜間或陰天等光伏發電不足時提供穩定的電力輸出;風電和光伏發電則可以在白天為光熱發電提供部分電力,減少光熱發電的啟動能耗。
此外,風光熱一體化大基地可以共享基礎設施,如輸電線路、變電站等,降低項目的建設成本。通過分析風光熱互補的優勢,確定光熱發電在大基地中的作用和價值。
(2)整體技術經濟性核算方法:
采用綜合評估的方法,對風光一體化大基地的整體技術經濟性進行核算。
考慮項目的投資成本、運營成本、發電量、上網電價等因素,計算大基地的內部收益率、投資回收期等經濟指標。
同時,還需考慮大基地的環境效益和社會效益,如減少碳排放、促進當地經濟發展等。
通過整體技術經濟性核算,確定光熱發電在大基地中的合理規模和配置比例,以實現大基地的最優經濟效益和社會效益。
(3)符合建設方對工程的內部收益率要求:
根據建設方的投資目標和預期收益,確定光熱發電項目在風光一體化大基地中的內部收益率要求。
通過對不同技術路線和配置方案的分析和比較,選擇能夠滿足建設方內部收益率要求的方案。
同時,還需考慮項目的風險因素和不確定性,為建設方提供合理的風險評估和應對建議,以確保項目的投資安全。
3.光熱發電項目單獨的度電成本測算及綜合測算工程技術經濟性
(1)光熱發電項目單獨的度電成本測算:
對光熱發電項目單獨進行度電成本測算,考慮項目的建設成本、運營成本、發電量、儲能時長等因素。
建設成本包括集熱系統、傳熱儲熱系統、常規發電系統等方面的設備采購和工程建設費用;
運營成本包括設備維護、人員管理、能源消耗等方面的費用;
發電量取決于項目的技術路線、建設規模和太陽能資源等因素;儲能時長則影響項目的儲能能力和電力輸出穩定性。
通過對這些因素進行綜合分析,計算光熱發電項目的度電成本。
通過計算項目的總投資和年運營費用,以及年發電量和儲能時長對電力輸出的影響,確定項目的度電成本。
(2)放入風光一體化大基地中綜合測算工程技術經濟性:
將光熱發電項目放入風光一體化大基地中,綜合測算工程的技術經濟性。
考慮光熱發電與風電、光伏發電的互補作用,以及大基地的整體建設成本、運營成本、發電量、上網電價等因素。通過綜合測算,確定大基地的整體技術經濟性指標,如內部收益率、投資回收期等。
同時,還需分析光熱發電在大基地中的貢獻和價值,為建設方提供決策依據。例如,在一個風光一體化大基地中,假設光熱發電項目的建設成本為A億元,風電項目的建設成本為B億元,光伏發電項目的建設成本為C億元,大基地的總建設成本為D億元。通過計算大基地的年發電量、運營成本和上網電價,確定大基地的內部收益率和投資回收期。
同時,分析光熱發電項目在大基地中的作用和價值,如提高大基地的電力輸出穩定性、減少棄風棄光等。
二、項目分包策劃階段
(一)分包模式選擇
1.EPC總包商、集熱系統設計供貨商、施工總承包商分別與建設方簽訂合同:
這種分包模式下,建設方分別與EPC總包商、集熱系統設計供貨商和施工總承包商簽訂合同,各方之間的責任和義務明確,界面清晰。
建設方可以直接對各個分包商進行管理和協調,對項目的整體把控能力較強。
但這種模式需要建設方具備較強的工程管理能力和專業技術水平,能夠有效地協調各個分包商之間的工作,確保項目的順利進行。
2.EPC總包商、集熱系統設計供貨商、施工總承包商形成聯合體,再與建設方簽訂EPC總承包合同:
在這種分包模式下,EPC總包商、集熱系統設計供貨商和施工總承包商組成聯合體,共同承擔項目的設計、采購、施工等工作。
聯合體內部各成員之間通過協議明確各自的責任和義務,共同對建設方負責。這種模式可以減少建設方的界面協調管理工作,降低建設方的管理難度。
但由于聯合體內部各成員之間的利益關系較為復雜,可能會影響項目的整體把控能力。
建設方需要加強對聯合體的監督和管理,確保聯合體能夠按照合同要求履行各自的職責。
(二)重點關注內容
1.界面協調管理:
無論采用哪種分包模式,界面協調管理都是項目分包策劃階段需要重點關注的內容。
界面協調管理包括各個分包商之間的工作界面劃分、工作流程銜接、信息溝通機制等方面。
建設方需要明確各個分包商的工作范圍和責任,建立有效的溝通協調機制,確保項目各環節的順利進行。
例如,在集熱系統設計與施工過程中,需要明確集熱系統設計供貨商與施工總承包商之間的界面,包括設計文件的交付時間、施工圖紙的審核流程、設備材料的采購與供應等方面。
同時,還需建立信息溝通平臺,及時解決各分包商之間的問題和矛盾。
2.建設方對工程項目整體把控要求:
建設方在項目分包策劃階段需要明確對工程項目的整體把控要求,包括項目的質量、進度、成本、安全等方面。
建設方可以通過制定項目管理目標、建立項目管理體系、加強對分包商的監督和考核等方式,實現對工程項目的整體把控。
例如,建設方可以制定詳細的質量控制標準和驗收程序,要求各分包商嚴格按照標準進行施工和驗收;建立進度管理計劃,定期對項目進度進行檢查和評估,確保項目按時完成;制定成本控制措施,對項目的投資進行嚴格管理,避免超預算情況的發生;加強安全管理,建立健全安全管理制度和應急預案,確保項目施工過程中的安全。
三、項目設計階段
(一)設計內容
1.全場總體設計:
由EPC總承包單位負責全場工藝設計,包括項目的整體布局、工藝流程設計、設備選型和配置等方面。
全場總體設計需要考慮項目的建設規模、技術路線、建設條件等因素,確保項目的整體合理性和可行性。
例如,在塔式光熱發電項目中,全場總體設計需要確定定日鏡場的布置方式、吸熱塔的位置和高度、儲熱系統的容量和布局、常規發電系統的配置等方面。
2.集熱系統設計:
由集熱系統設計供貨商負責設計,包括定日鏡(塔式)或SCE(槽式、線性菲涅爾)的設計、吸熱器的設計、跟蹤系統的設計等方面。
集熱系統設計需要考慮太陽能資源的分布情況、聚光比的要求、光學效率的提高等因素,確保集熱系統能夠高效地收集太陽能并轉化為熱能。
例如,在槽式光熱發電項目中,集熱系統設計需要確定拋物面槽式聚光器設計參數。
(二)重點關注內容
1.設計綜合管理
(1)建設方自主管理:
建設方可以自行對設計進行綜合管理,包括制定設計管理計劃、確定設計標準和規范、組織設計審查和評審等。
建設方需要具備一定的專業技術能力和項目管理經驗,能夠有效地協調各方資源,確保設計工作的順利進行。
例如,建設方可以成立設計管理團隊,負責對設計進度、質量、成本等方面進行監督和控制;定期組織設計審查會議,邀請專家和相關部門對設計方案進行評審,及時發現和解決設計中存在的問題。
(2)委托業主工程師(OA)或設計監理管理:
如果建設方自身的管理能力有限,也可以考慮委托業主工程師(OA)或設計監理來實施設計管理。
業主工程師(OA)通常具有豐富的項目管理經驗和專業技術知識,能夠代表建設方對設計工作進行全面管理和監督。
設計監理則主要負責對設計成果進行審查和監督,確保設計符合相關標準和規范。
例如,建設方可以與業主工程師(OA)簽訂合同,明確其職責和權限,委托其對設計進度、質量、成本等方面進行管理;或者聘請設計監理單位,對設計文件進行審查,提出審查意見和建議,督促設計單位進行整改。
2.初步設計與詳細工程設計的對接:
確保初步設計與詳細工程設計的無縫對接是設計階段的關鍵環節。
在初步設計階段,應明確詳細工程設計的技術要求和設計深度,為后續設計工作提供指導。
在詳細工程設計過程中,應充分考慮初步設計的成果和要求,對初步設計進行細化和完善。
例如,初步設計中確定的工藝流程、設備選型等應在詳細工程設計中得到具體落實;同時,詳細工程設計中發現的問題和優化建議應及時反饋到初步設計中進行調整。
3.設計整體的時間計劃安排:
制定合理的設計時間計劃,確保設計工作按時完成。
設計時間計劃應考慮項目的整體進度要求、設計工作量、設計難度等因素。
同時,應建立有效的進度監控機制,及時發現和解決設計進度滯后的問題。
例如,根據項目的建設周期,確定設計各個階段的時間節點,明確各階段的設計任務和交付成果;定期對設計進度進行檢查和評估,采取相應的措施加快設計進度,確保項目按時開工。
4.集熱系統的技術參數和項目性能保證指標確認:
集熱系統是光熱發電項目的核心部分,其技術參數和性能保證指標直接關系到項目的發電效率和經濟效益。
建設方應與設計單位、集熱系統設計供貨商等共同確認集熱系統的技術參數和性能保證指標,確保其符合項目的要求。
例如,確定定日鏡的反射率、跟蹤精度、聚光比等技術參數,以及集熱系統的年發電量、熱效率等性能保證指標。
5.各項設計成果的審查:
對設計成果進行嚴格審查,確保設計符合相關標準和規范,滿足項目的技術要求和建設目標。
設計審查應包括技術審查、經濟審查、安全審查等方面。
例如,組織專家對設計文件進行技術審查,檢查設計方案的合理性、可行性和先進性;對設計預算進行經濟審查,確保設計成本控制在合理范圍內;對設計中的安全措施進行審查,確保項目施工和運行過程中的安全。
6.設計成果質量把控:
建立健全設計質量管理體系,加強對設計成果質量的把控。
設計質量管理應貫穿設計的全過程,從設計方案的制定、設計文件的編制到設計審查和評審等環節,都應嚴格按照質量管理體系的要求進行。
例如,制定設計質量控制標準和驗收程序,要求設計單位嚴格按照標準進行設計;加強對設計人員的培訓和管理,提高設計人員的專業素質和質量意識;建立設計質量反饋機制,及時收集和處理設計過程中出現的質量問題。
(三)不同分包模式下的設計管理
1.EPC總包商、集熱系統設計供貨商、施工總承包商分別與建設方簽訂合同:
在這種分包模式下,設計界面協調管理主要由建設方負責。
建設方需要明確各設計單位的工作范圍和職責,建立有效的溝通協調機制,確保設計工作的順利進行。
例如,建設方可以組織各設計單位召開設計協調會議,及時解決設計過程中出現的問題和矛盾;制定設計文件交付計劃,明確各設計單位的交付時間和內容,確保設計文件的及時流轉和共享。
2.EPC總包商、集熱系統設計供貨商、施工總承包商形成聯合體模式:
在聯合體模式下,聯合體牽頭單位負責整體的設計管理工作。
建設方可以委托設計監理對設計成果進行審查,跟蹤和監督設計質量、進度、成本、安全等。
例如,建設方與設計監理單位簽訂合同,明確其職責和權限,委托其對聯合體的設計工作進行監督和管理;設計監理單位定期向建設方匯報設計進展情況,提出審查意見和建議,督促聯合體進行整改。
四、項目采購階段
(一)采購分工
1.建設方采購的長周期、關鍵、核心設備:
建設方可以根據自身的采購策略,選擇直接采購和管理長周期、關鍵、核心設備,或者采取建設方指定品牌(包括性能參數、保證指標),由EPC承包商采購、建設方簽訂采購合同轉交EPC承包商管理的模式。
長周期設備通常包括大型的集熱設備、儲熱設備、發電設備等,這些設備的采購周期較長,需要提前規劃和安排。
關鍵、核心設備則對項目的性能和可靠性起著至關重要的作用,如塔式光熱發電項目中的定日鏡、吸熱器、熔鹽泵等。
2.各EPC分包商采購的設備和材料:
各EPC分包商(集熱系統、儲熱換熱、常規島)根據項目的設計要求和施工進度,負責采購相應的設備和材料。
EPC分包商應按照建設方的要求,制定詳細的采購計劃,確保設備和材料的質量、數量和交貨時間滿足項目的需求。
例如,集熱系統分包商負責采購定日鏡、跟蹤系統等設備;儲熱換熱分包商負責采購熔鹽儲罐、熔鹽泵、換熱器等設備;常規島分包商負責采購汽輪機、發電機、電氣設備等設備。
(二)建設方關注要點
1.符合設計要求:
建設方應關注各EPC承包商采購的設備和材料是否符合初步設計、詳細工程設計的要求。
在設備和材料招標過程中,建設方應明確技術規格和性能指標,要求供應商提供詳細的技術方案和產品說明書。
同時,建設方可以委托業主工程師、工程監理對設備和材料的技術參數進行審查,確保其滿足項目的設計要求。
例如,在集熱系統設備采購中,建設方應檢查定日鏡的反射率、跟蹤精度、聚光比等技術參數是否符合設計要求;在儲熱換熱系統設備采購中,應檢查熔鹽儲罐的容量、耐壓性能、保溫性能等是否符合設計要求。
2.招標管理:
加強設備和材料招標管理,確保招標過程的公平、公正、公開。
建設方應制定詳細的招標方案,明確招標范圍、招標方式、評標標準等。
同時,建設方可以委托專業的招標代理機構進行招標,提高招標的效率和質量。
例如,建設方可以通過公開招標的方式,邀請多家供應商參與投標,根據技術方案、價格、售后服務等因素進行綜合評標,選擇最優的供應商。
3.技術協議書簽訂:
在設備和材料采購過程中,建設方應與供應商簽訂詳細的技術協議書,明確設備和材料的技術規格、性能指標、質量保證、交貨時間、售后服務等內容。
技術協議書是設備和材料采購的重要依據,雙方應嚴格按照協議書的要求履行各自的義務。
例如,在簽訂定日鏡采購技術協議書時,應明確定日鏡的反射率、跟蹤精度、使用壽命等技術指標,以及供應商的質量保證措施和售后服務承諾。
4.技術參數審查:
對設備和材料的技術參數進行嚴格審查,確保其符合項目的要求。
建設方可以委托專業的技術機構或專家對設備和材料的技術參數進行評估和審查,提出審查意見和建議。
例如,對熔鹽泵的流量、揚程、工作溫度、耐腐蝕性能等技術參數進行審查,確保其能夠滿足熔鹽儲熱系統的運行要求。
5.進度計劃:
關注設備和材料的采購進度計劃,確保其與項目的施工進度相匹配。
建設方應要求EPC承包商制定詳細的采購進度計劃,并定期對采購進度進行檢查和評估。
如果發現采購進度滯后,應及時采取措施加快采購進度,避免影響項目的整體進度。
例如,根據項目的施工進度計劃,確定熔鹽儲罐的交貨時間,要求供應商按時交付設備,確保儲熱換熱系統的施工能夠順利進行。
6.質量控制點(ITP)設立:
設立質量控制點(ITP),對設備和材料的生產制造過程進行質量控制。
建設方可以與供應商共同確定質量控制點,如原材料檢驗、生產過程檢驗、出廠檢驗等,并要求供應商在每個質量控制點進行檢驗和記錄。
同時,建設方可以委托第三方檢驗機構對質量控制點進行監督和檢查,確保設備和材料的質量符合要求。
例如,在定日鏡生產過程中,設立原材料檢驗、鏡片加工檢驗、組裝檢驗等質量控制點,對定日鏡的生產質量進行全程監控。
7.設備監造:
實施設備監造,確保設備的制造質量符合要求。
建設方可以委托專業的監造機構對設備的制造過程進行監督和檢查,及時發現和解決制造過程中出現的問題。
監造機構應根據設備的技術要求和制造標準,制定詳細的監造計劃,對設備的原材料、加工工藝、裝配調試等環節進行嚴格檢查。
例如,在汽輪機制造過程中,監造機構應檢查汽輪機的葉片加工精度、轉子平衡性能、汽封密封性等關鍵技術指標,確保汽輪機的質量和性能。
8.出廠檢驗:
要求供應商對設備進行嚴格的出廠檢驗,確保設備符合質量標準和技術要求。
出廠檢驗應包括外觀檢查、性能測試、功能試驗等內容,檢驗結果應形成書面報告。
建設方可以委托第三方檢驗機構對設備的出廠檢驗進行監督和復查,確保檢驗結果的真實性和可靠性。
例如,在熔鹽泵出廠前,供應商應進行性能測試和密封試驗,檢驗泵的流量、揚程、工作溫度、密封性能等指標是否符合要求;建設方可以委托專業的檢驗機構對出廠檢驗進行復查,確保熔鹽泵的質量符合項目要求。
9.包裝運輸:
關注設備和材料的包裝和運輸環節,確保其在運輸過程中不受損壞。
建設方應要求供應商制定合理的包裝方案,采用合適的包裝材料和包裝方式,對設備和材料進行妥善包裝。
同時,建設方應選擇可靠的運輸方式和運輸公司,確保設備和材料能夠安全、及時地運送到施工現場。
例如,對于大型的集熱設備和儲熱設備,應采用專業的運輸車輛和吊裝設備進行運輸,確保設備在運輸過程中不受損壞;對于精密的電氣設備,應采用防震、防潮的包裝材料進行包裝,確保設備的性能不受影響。
五、項目施工安裝階段
1.三大系統綜合管理
(1)集熱系統施工安裝管理:
?立柱基礎施工:
立柱基礎是定日鏡(塔式)或SCE(槽式、線性菲涅爾)的支撐結構,其施工質量直接影響集熱系統的穩定性和安全性。
在立柱基礎施工過程中,應嚴格按照設計要求進行施工,確?;A的尺寸、強度、平整度等符合要求。
例如,對立柱基礎的混凝土澆筑過程進行嚴格控制,保證混凝土的配合比、澆筑質量和養護時間,提高基礎的強度和耐久性。
?立柱安裝與找正:
立柱的安裝精度直接影響定日鏡(塔式)或SCE(槽式、線性菲涅爾)的安裝質量和聚光效果。
在立柱安裝過程中,應采用高精度的測量儀器和安裝設備,確保立柱的垂直度、水平度和間距等符合設計要求。
例如,使用全站儀對立柱的位置和垂直度進行測量和調整,確保立柱的安裝精度在允許范圍內。
?吸熱塔基礎施工:
吸熱塔是塔式光熱發電系統的核心設備之一,其基礎施工要求較高。
吸熱塔基礎應具備足夠的承載能力和穩定性,能夠承受吸熱塔的重量和風力等外力作用。
在吸熱塔基礎施工過程中,應采用合適的施工方法和技術,確保基礎的質量和安全性。
例如,采用大體積混凝土施工技術,對混凝土的溫度控制、澆筑順序、振搗密實等進行嚴格管理,防止基礎出現裂縫和變形。
?定日鏡(塔式)或SCE(槽式、線性菲涅爾)車間組裝:
定日鏡或SCE在車間進行組裝時,應嚴格按照組裝工藝和質量標準進行操作,確保組裝質量和精度。
例如,對定日鏡的鏡片進行清潔和檢查,確保鏡片無劃痕、無破損;對SCE的集熱管進行焊接和檢測,確保焊接質量和密封性。
?定日鏡(塔式)或SCE(槽式、線性菲涅爾)安裝與找正:
定日鏡或SCE在現場安裝時,應根據設計要求進行安裝和找正,確保其位置和角度準確無誤。
例如,使用激光跟蹤儀對定日鏡的位置和角度進行測量和調整,確保定日鏡能夠準確地將太陽光反射到吸熱器上;對SCE的安裝位置和角度進行調整,確保集熱管能夠充分吸收太陽光。
?電氣安裝:
集熱系統的電氣安裝包括定日鏡(塔式)或SCE(槽式、線性菲涅爾)的跟蹤控制系統、鏡場的照明系統、電氣線路的敷設等。
在電氣安裝過程中,應嚴格按照電氣施工規范進行操作,確保電氣系統的安全可靠運行。
例如,對電氣線路進行合理規劃和敷設,避免線路交叉和干擾;對跟蹤控制系統進行調試和優化,提高定日鏡或SCE的跟蹤精度和穩定性。
?鏡場開通:
鏡場開通是集熱系統施工安裝的重要環節,標志著集熱系統開始投入運行。
在鏡場開通前,應進行全面的檢查和測試,確保集熱系統的設備和設施安裝完好、性能穩定。
例如,對定日鏡或SCE的跟蹤系統進行聯動測試,檢查鏡場的通信系統、控制系統是否正常運行;對集熱管進行預熱和試壓,確保集熱管無泄漏和損壞。
?鏡場校正:
鏡場校正主要是對定日鏡或SCE的位置和角度進行微調,以提高集熱系統的聚光效率和發電性能。
鏡場校正需要使用專業的測量儀器和調整設備,對定日鏡或SCE的位置和角度進行精確測量和調整。
例如,使用全站儀和激光跟蹤儀對定日鏡的位置和角度進行測量,根據測量結果對定日鏡的跟蹤控制系統進行調整,使定日鏡能夠準確地將太陽光反射到吸熱器上。
?吸熱器吊裝與安裝:
吸熱器是光熱發電系統的核心設備之一,其吊裝和安裝要求較高。
在吸熱器吊裝過程中,應采用大型起重設備和專業的吊裝方案,確保吸熱器的安全吊裝。
在吸熱器安裝過程中,應嚴格按照安裝工藝和質量標準進行操作,確保吸熱器的安裝位置和角度準確無誤。
例如,對吸熱器的安裝基礎進行檢查和調整,確?;A的平整度和水平度符合要求;對吸熱器的管道連接進行焊接和檢測,確保焊接質量和密封性。
?集熱管(HCE)安裝:
集熱管是槽式或線性菲涅爾光熱發電系統的重要組成部分,其安裝質量直接影響集熱系統的性能和效率。
在集熱管安裝過程中,應嚴格按照安裝工藝和質量標準進行操作,確保集熱管的安裝位置和角度準確無誤。
例如,對集熱管的支架進行安裝和調整,確保集熱管的安裝高度和角度符合設計要求;對集熱管的連接部位進行密封處理,防止集熱管泄漏。
?擋風墻施工:
擋風墻是集熱系統的輔助設施之一,其主要作用是減少風對集熱系統的影響,提高集熱系統的穩定性和安全性。
在擋風墻施工過程中,應根據當地的風向和風速等因素進行設計和施工,確保擋風墻的高度和強度符合要求。
例如,采用鋼筋混凝土結構或鋼結構等高強度材料進行擋風墻的施工,提高擋風墻的抗風能力。
(2)傳熱儲熱系統施工安裝管理:
?熔鹽儲罐系統基礎施工:
熔鹽儲罐是傳熱儲熱系統的核心設備之一,其基礎施工要求較高。
熔鹽儲罐基礎應具備足夠的承載能力和穩定性,能夠承受熔鹽儲罐的重量和熔鹽的壓力。
在熔鹽儲罐系統基礎施工過程中,應采用合適的施工方法和技術,確保基礎的質量和安全性。
例如,采用大體積混凝土施工技術,對混凝土的溫度控制、澆筑順序、振搗密實等進行嚴格管理,防止基礎出現裂縫和變形;對基礎的防腐處理進行嚴格控制,確保基礎的耐久性。
?換熱系統基礎施工:
換熱系統是傳熱儲熱系統的重要組成部分,其基礎施工要求較高。
換熱系統基礎應具備足夠的承載能力和穩定性,能夠承受換熱設備的重量和壓力。
在換熱系統基礎施工過程中,應嚴格按照設計要求進行施工,確保基礎的尺寸、強度、平整度等符合要求。例如,對換熱設備的基礎進行地腳螺栓預埋,確保地腳螺栓的位置和精度符合要求;對基礎的混凝土澆筑過程進行嚴格控制,保證混凝土的配合比、澆筑質量和養護時間,提高基礎的強度和耐久性。
?儲罐安裝:
熔鹽儲罐的安裝是傳熱儲熱系統施工安裝的重要環節之一。
在儲罐安裝過程中,應采用大型起重設備和專業的安裝方案,確保儲罐的安全安裝。
例如,對儲罐的吊裝過程進行嚴格控制,確保儲罐的平穩吊裝;對儲罐的安裝位置和垂直度進行調整,確保儲罐的安裝精度符合要求。
同時,還應注意儲罐的防腐處理和保溫措施,確保儲罐的使用壽命和安全性。
?熔鹽泵安裝:
熔鹽泵是傳熱儲熱系統的關鍵設備之一,其安裝質量直接影響系統的運行效率和安全性。
在熔鹽泵安裝過程中應嚴格按照安裝工藝和質量標準進行操作,確保熔鹽泵的安裝位置和角度準確無誤。
例如,對熔鹽泵的基礎進行檢查和調整,確?;A的平整度和水平度符合要求;對熔鹽泵的進出口管道連接進行焊接和檢測,確保焊接質量和密封性。
同時,還應注意熔鹽泵的密封和冷卻系統的安裝,確保熔鹽泵的正常運行。
?附屬管道安裝:
傳熱儲熱系統的附屬管道包括熔鹽管道、蒸汽管道、給水管道等,其安裝質量直接影響系統的運行效率和安全性。
在附屬管道安裝過程中,應嚴格按照管道施工規范進行操作,確保管道的安裝質量和密封性。
例如,對管道的焊接質量進行嚴格控制,采用無損檢測技術對焊縫進行檢測,確保焊縫無缺陷;對管道的防腐處理進行嚴格控制,采用合適的防腐材料和防腐工藝,確保管道的耐久性。
?蒸汽發生系統安裝:
蒸汽發生系統是傳熱儲熱系統與常規島系統的連接部分,其安裝質量直接影響系統的整體性能和效率。
在蒸汽發生系統安裝過程中,應嚴格按照設計要求和安裝工藝進行操作,確保蒸汽發生系統的安裝質量和性能穩定。
例如,對蒸汽發生器的安裝位置和水平度進行調整,確保蒸汽發生器的安裝精度符合要求;對蒸汽管道的連接進行焊接和檢測,確保蒸汽管道的密封性和安全性。
(3)常規島系統施工安裝管理:
?汽輪機安裝:
汽輪機是常規島系統的核心設備之一,其安裝質量直接影響系統的發電效率和安全性。
在汽輪機安裝過程中,應嚴格按照安裝工藝和質量標準進行操作,確保汽輪機的安裝位置和精度準確無誤。
例如,對汽輪機的基礎進行檢查和調整,確?;A的平整度和水平度符合要求;對汽輪機的轉子進行動平衡調試,確保轉子的運轉平穩;對汽輪機的汽封進行安裝和調整,確保汽封的密封性良好。
?發電機安裝:
發電機是常規島系統的重要設備之一,其安裝質量直接影響系統的發電效率和穩定性。
在發電機安裝過程中,應嚴格按照安裝工藝和質量標準進行操作,確保發電機的安裝位置和精度準確無誤。
例如,對發電機的基礎進行檢查和調整,確保基礎的平整度和水平度符合要求;對發電機的定子和轉子進行安裝和調試,確保定子和轉子的間隙均勻、磁場分布合理;對發電機的冷卻系統進行安裝和調試,確保冷卻系統的運行可靠。
?電氣設備安裝:
常規島系統的電氣設備包括變壓器、開關柜、控制柜等,其安裝質量直接影響系統的電力輸出和控制性能。
在電氣設備安裝過程中,應嚴格按照電氣施工規范進行操作,確保電氣設備的安裝質量和安全性。
例如,對電氣設備的基礎進行檢查和調整,確保基礎的平整度和水平度符合要求;對電氣設備的接線進行正確連接,確保電氣設備的正常運行;對電氣設備的接地系統進行安裝和調試,確保電氣設備的接地可靠。
?DCS控制系統安裝:
DCS控制系統是常規島系統的核心控制設備,其安裝質量直接影響系統的自動化控制水平和運行穩定性。
在DCS控制系統安裝過程中,應嚴格按照控制系統安裝規范進行操作,確保DCS控制系統的安裝質量和性能穩定。
例如,對DCS控制系統的硬件設備進行安裝和調試,確保硬件設備的正常運行;對DCS控制系統的軟件進行安裝和配置,確保軟件的功能滿足系統的控制要求;對DCS控制系統的通信網絡進行安裝和調試,確保通信網絡的暢通無阻。
2.界面協調:
在項目施工安裝階段,三大系統之間存在著復雜的界面關系,需要進行有效的界面協調管理,以確保項目的順利進行。
例如,集熱系統與傳熱儲熱系統之間需要進行熱量傳遞和介質循環,需要協調好集熱管與熔鹽儲罐、熔鹽泵等設備的連接和接口問題;
傳熱儲熱系統與常規島系統之間需要進行蒸汽供應和能量轉換,需要協調好蒸汽發生系統與汽輪機、發電機等設備的連接和接口問題。
同時,還需要協調好三大系統之間的施工進度和交叉作業問題,避免出現施工沖突和延誤。
3.施工交叉:
由于光熱發電項目的施工內容復雜,三大系統之間存在著較多的施工交叉作業情況,需要進行合理的施工交叉管理,以確保施工安全和質量。
例如,在集熱系統的定日鏡安裝過程中,可能會與吸熱塔的施工交叉進行,需要協調好兩者之間的施工順序和安全距離;在傳熱儲熱系統的熔鹽儲罐系統施工過程中,可能會與常規島系統的汽輪機安裝交叉進行,需要協調好兩者之間的施工進度和場地占用問題。
同時,還需要加強對施工交叉作業區域的安全管理,設置明顯的安全警示標志,確保施工人員的安全。
4.進度計劃:
制定詳細的施工進度計劃,對三大系統的施工進度進行嚴格控制,確保項目按時完成。
施工進度計劃應考慮項目的整體工期要求、施工難度、資源配置等因素,合理安排各系統的施工順序和時間節點。
同時,應建立有效的進度監控機制,及時發現和解決施工進度滯后的問題。
例如,根據項目的建設周期,確定三大系統的關鍵施工節點,如集熱系統的鏡場開通時間、傳熱儲熱系統的儲罐安裝完成時間、常規島系統的汽輪機調試時間等;
定期對施工進度進行檢查和評估,采取相應的措施加快施工進度,如增加施工人員、優化施工方案、加強施工協調等。
5.施工現場質量安全管理:
加強施工現場的質量安全管理,確保施工質量和施工安全。
在質量方面,應建立健全質量管理制度,加強對施工過程的質量控制,嚴格執行質量檢驗標準和驗收程序。
例如,對施工材料進行嚴格檢驗,確保材料的質量符合要求;對施工工藝進行嚴格控制,確保施工質量符合設計標準;
對施工過程進行旁站監理,及時發現和解決施工質量問題。
在安全方面,應建立健全安全管理制度,加強對施工現場的安全管理,嚴格執行安全操作規程和安全防護措施。
例如,對施工現場進行安全隱患排查,及時消除安全隱患;對施工人員進行安全教育培訓,提高施工人員的安全意識和安全技能;對施工現場進行安全警示標識設置,提醒施工人員注意安全。
六、項目調試階段
(一)調試階段劃分
1.單體調試:
單體調試是對光熱發電項目各個設備和系統進行單獨調試的階段。
集熱系統單體調試包括定日鏡開通(塔式)、定日鏡校正(塔式)、鏡場整體聯調(塔式)、集熱回路冷態測試(槽式、線性菲涅爾)、集熱回路熱態測試(槽式、線性菲涅爾)、主廠房和中央控制室開通等。
在單體調試過程中,應逐個對設備和系統進行調試,檢查其性能和功能是否符合設計要求。
例如,對定日鏡的跟蹤系統進行調試,檢查定日鏡是否能夠準確跟蹤太陽位置;對集熱管進行壓力測試,檢查集熱管的密封性和耐壓性能。
2.系統調試:
系統調試是在單體調試完成后,對光熱發電項目的各個系統進行聯合調試的階段。
系統調試包括預交接測試、基礎調試、冷態調試、熱態調試、優化性調試等。
在系統調試過程中,應逐步將各個系統連接起來,進行整體調試,檢查系統之間的協調性和穩定性。
例如,進行預交接測試,檢查設備和系統的安裝質量和性能是否符合要求;進行基礎調試,對控制系統進行初步調試,確??刂葡到y能夠正常運行;進行冷態調試,對系統進行不帶熱介質的調試,檢查系統的機械性能和電氣性能;進行熱態調試,對系統進行帶熱介質的調試,檢查系統的熱性能和能量轉換效率;進行優化性調試,對系統進行性能優化和調整,提高系統的運行效率和穩定性。
3.整套啟動調試:
整套啟動調試是在系統調試完成后,對光熱發電項目進行整體啟動和試運行的階段。
整套啟動調試包括空負荷試驗、帶負荷試驗、滿負荷試驗(機組72+24小時或者168小時試運)等。
在整套啟動調試過程中,應逐步增加機組的負荷,對機組的性能和穩定性進行全面測試。
例如,進行空負荷試驗,檢查機組在無負荷情況下的運行情況;進行帶負荷試驗,逐步增加機組的負荷,檢查機組在不同負荷下的運行情況;進行滿負荷試驗,讓機組在滿負荷情況下連續運行72+24小時或者168小時,檢查機組的穩定性和可靠性。
(二)建設方關注要點
1.調試各階段實驗數據和設計參數的符合性:
在調試過程中,建設方應密切關注各階段的實驗數據,與設計參數進行對比,確保設備和系統的性能符合設計要求。
例如,在熱態調試階段,關注集熱系統的熱效率、傳熱儲熱系統的儲熱能力、常規島系統的發電效率等實驗數據,與設計參數進行對比分析,及時發現和解決性能不達標的問題。
如果發現實驗數據與設計參數存在較大偏差,應組織相關技術人員進行分析和排查,找出問題的根源,并采取相應的措施進行調整和優化。
2.調試進度偏差:
建設方應關注調試進度是否符合計劃安排,及時發現和解決調試進度滯后的問題。
在調試過程中,可能會遇到各種技術難題和意外情況,導致調試進度延遲。
建設方應建立有效的進度監控機制,定期對調試進度進行檢查和評估,及時調整調試計劃和資源配置,確保調試工作按時完成。
例如,如果發現某個系統的調試進度滯后,可以增加調試人員和設備投入,優化調試方案,加快調試進度。
3.單體調試階段集熱系統、傳熱儲熱系統、常規島系統之間的界面協調:
在單體調試階段,集熱系統、傳熱儲熱系統、常規島系統之間可能會存在一些接口問題和協調需求。
建設方應關注這些界面協調問題,確保各個系統之間能夠順利連接和協同工作。
例如,在集熱系統的定日鏡調試過程中,可能需要與傳熱儲熱系統的熔鹽泵進行聯動調試,以確保熔鹽能夠順利地從集熱系統輸送到傳熱儲熱系統;在傳熱儲熱系統的蒸汽發生系統調試過程中,可能需要與常規島系統的汽輪機進行聯動調試,以確保蒸汽能夠順利地從傳熱儲熱系統輸送到常規島系統。
建設方應組織相關技術人員進行協調和溝通,制定合理的調試方案,確保各個系統之間的界面協調順暢。
4.整套啟動試運組織的建立和協調:
整套啟動試運是光熱發電項目調試的關鍵階段,需要建立完善的試運組織和協調機制。
建設方應牽頭成立試運指揮部,明確各參與方的職責和分工,制定詳細的試運計劃和應急預案。
在試運過程中,建設方應加強對試運工作的組織和協調,及時解決試運中出現的問題和故障。
例如,當機組出現故障時,試運指揮部應迅速組織相關技術人員進行故障排查和處理,確保機組能夠盡快恢復運行;同時,建設方應與電網調度部門保持密切溝通,協調好機組的并網和發電計劃,確保機組能夠順利地接入電網并穩定運行。
七、總結與展望
太陽能光熱發電項目建設是一個復雜而系統的工程,涉及多個階段和眾多專業領域。
在項目前期技術準備階段,建設方需深入研究不同技術路線的可行性、穩定性和經濟性,結合風光一體化大基地的整體規劃,進行準確的度電成本測算和技術經濟性分析,為項目的成功實施奠定堅實基礎。
項目分包策劃階段,建設方應根據自身的工程管理能力選擇合適的分包模式,充分考慮界面協調管理和對工程項目的整體把控要求,確保項目實施過程中的高效協作和有序推進。
在項目設計階段,設計內容涵蓋全場總體設計、集熱系統設計、傳熱儲熱島設計和常規島設計等多個方面。建設方應重點關注設計綜合管理,確保初步設計與詳細工程設計的有效銜接,明確集熱系統的技術參數和性能保證指標,嚴格審查設計成果質量,以實現項目的優化設計和高效運行。
項目采購階段,建設方需合理分工采購任務,關注長周期、關鍵、核心設備的采購管理,同時加強對各EPC承包商采購設備和材料的監督,從招標管理、技術協議書簽訂、技術參數審查、進度計劃、質量控制點設立、設備監造、出廠檢驗和包裝運輸等多個環節進行全面把控,確保設備和材料符合項目要求。
項目施工安裝階段,建設方應重點關注三大系統的綜合管理,包括集熱系統、傳熱儲熱系統和常規島系統的施工安裝質量、界面協調、施工交叉、進度計劃和施工現場質量安全管理。通過科學合理的施工組織和嚴格的質量安全控制,確保項目建設的順利進行。
項目調試階段,建設方應密切關注調試各階段實驗數據與設計參數的符合性、調試進度偏差,以及單體調試階段各系統之間的界面協調和整套啟動試運組織的建立和協調。通過精心組織和嚴格管理,確保項目調試工作的順利完成,為項目的正式投產運行做好充分準備。
隨著可再生能源的快速發展和技術的不斷進步,太陽能光熱發電項目在未來具有廣闊的發展前景。建設方應不斷總結項目建設經驗,持續關注行業技術動態,積極引入先進的技術和管理理念,提高項目的建設質量和運行效率。
太陽能光熱發電項目建設需要建設方在各個階段精心策劃、嚴格管理、科學決策,充分發揮各參與方的優勢,共同努力打造高質量、高效益的光熱發電項目。