來源:中國網財經 | 0評論 | 3723查看 | 2016-09-19 10:15:25
中秋節前夕,光熱人收到了一份特別的禮物——中國首批光熱示范項目名單正式公布,名單內容顯示,此次示范電站總量20個,總裝機1.349吉瓦。在這些獲得示范項目的企業中哪些將成為真正的光熱“明星”,在未來引領中國光熱行業健康發展?日前,記者探訪了位于延慶的國家首批光熱項目建設實驗基地,并試圖從這找到上述問題的答案。
穿過居庸關長城,在距離延慶縣城20分鐘車程的山村旁邊,整齊排列的槽式光熱反射鏡場和巨大的集熱塔格外引人關注。這就是國家“十二五”863光熱項目建設實驗基地,在這里不僅有國內首座兆瓦級的塔式光熱試驗電站,同時也有國內首批兆瓦級的槽式光熱試驗電站,其中,槽式光熱試驗電站是由中科院電工所擔任業主,中海陽、中廣核、皇明三家為參建單位。
眾所周知,塔式、槽式、線性菲涅爾和碟式斯特林是光熱電站的四種主要類型。目前,塔式在國內已經逐漸成熟,并有多個案例可以參照;但槽式光熱電站在國內還未有相對成熟的案例可以借鑒。在此背景下,延慶1兆瓦槽式光熱試驗電站也被看作是國內槽式光熱電站的“鼻祖”,成為目前國內已有的槽式光熱電站系統集成水平最高的試驗項目。
通過該項目,業主和三家參建企業不僅積累了槽式光熱電站系統集成的技術經驗,同時將自身的技術優勢得到充分的實踐和認證。對于中廣核、中海陽在內的參建單位而言,在槽式光熱電站系統集成領域成為國產化替代者他們或許已然占得先機。
國內水平最高的槽式光熱電站“試驗田”
在延慶1兆瓦槽式光熱試驗電站入口處,記者注意到,有大型展牌對于該項目進行了概述。“延慶槽式光熱試驗電站集熱系統由3個回路構成,其中2個為軸向東西布置,1個為軸向南北布置。傳熱流體為導熱油,聚光器采光總面積為10000平方米。蒸汽發生系統由預熱、蒸發、過熱三部分構成,該系統可自主運行也可與塔式系統配合運行”。
記者通過與現場工作人員的溝通了解到,目前項目鏡場部分的安裝建設工作已經完成,但為了試驗需要,電站的常規島和鏡場的部分細節還需要進行調試。
據了解,延慶1兆瓦槽式光熱試驗電站項目于2014年7月正式奠基并開工建設。根據規劃,共設計建設三個槽式600米回路。該項目旨在開發用于批量生產的太陽能槽式聚光器的制作技術和關鍵設備,打破國外在太陽能槽式熱發電關鍵器件上的壟斷,建立兆瓦級太陽能槽式熱發電實驗平臺,提出太陽能槽式集熱及其與常規燃煤互補發電的集成設計方法并進行系統試驗示范,為太陽能槽式熱發電站發展提供全套解決方案。
值得注意的是,在2014年之前,國內的槽式光熱試驗項目基本都只有一個回路(600米)或者更小的規模。中海陽高級副總裁兼光熱事業部總經理章顥繽介紹,國內兆瓦級規模并已成型的槽式光熱試驗項目,目前只有中廣核德令哈項目以及延慶863項目。
在此背景下,延慶863項目的各參建單位最先要思考的問題是如何將之前小規模的集熱器回路的系統集成向真正能夠并網發電的槽式光熱試驗電站的系統集成進行技術創新和突破。
據工作人員介紹,在延慶1兆瓦(3個回路1800米)槽式光熱試驗電站中,中海陽在鏡場負責1000米鏡場系統集成、常州龍騰負責300米,皇明負責500米。3個回路的槽式反射鏡均由目前國內槽式反射鏡最大供應商中海陽子公司成都禪德生產并提供,這也是國內目前單個項目使用槽式反射鏡最多的項目。同時,集熱管、集熱器支架分別由常州龍騰、天瑞星、中海陽等企業提供,。
參建企業優勢展現鏡場系統集成創國際一流
既稱之為國內目前水平最高的槽式光熱電站系統集成和核心裝備展示的“試驗田”,延慶1兆瓦槽式光熱試驗電站的參建單位自然是國內該領域的先行者。而在國內沒有豐富槽式光熱電站系統集成經驗的情況下,中廣核、中海陽等參建單位面臨著自然環境和技術的雙重挑戰。
施工條件方面,雖然延慶要比西北地區好,但延慶當地天氣的多變性仍然給施工人員帶來不少麻煩。作為典型的溫帶季風氣候,延慶夏天高溫,冬季嚴寒;同時,由于處于風口位置,當地出現大風天氣的頻率和次數相對較多。有項目施工人員直言,由于反射鏡對于太陽光反射,夏季施工的工作人員不能長時間站在反射鏡前,不然會出現眩暈狀況。而到了秋、冬季節,大風天氣讓工作人員無法正常工作,施工也變得更加困難。另外,反射鏡到了冬季會出現結冰的現象,影響鏡場正常效率,這也困擾各參建單位技術研發人員很長一段時間。
在技術層面,槽式光熱電站核心的鏡場系統集成成為參建企業技術突破和創新的“試驗田”。在槽式光熱電站的系統組成中,與傳統火力發電最大的不同就在于槽式光熱電站擁有的鏡場(火力發電是通過鍋爐燃煤提供能量),據了解,包括鏡場在內的太陽島總投資占整個槽式光熱電站的60%。
另外,光熱電站的鏡場建設與目前已經有較大規模的光伏鏡場建設存在較大差異,光熱鏡場不僅要找配合太陽光反射的最佳角度,同時,還要根據當地的日照時間情況,來設計超過180度的旋轉角度,這不僅對技術人員有高要求,同時對于實際施工人員的準確施工提出標準。
以該項目參建工作量最大的企業中海陽為例,章顥繽向記者透露,目前國內參與槽式光熱電站系統集成累計量最多的就是中海陽,已超過1300米。“槽式光熱電站的鏡場是由一個個集熱器回路組成,是可復制化的。在延慶1兆瓦的槽式光熱試驗電站中,我們做了近2個回路,已通過了國外專業檢測團隊與業主的雙重檢測,并得到了一致認可。我們所做的鏡場攔截因子能夠達到98%,這意味著該項目未來并網發電的鏡場轉化率將達到70%以上。此外,針對于冬季槽式反射鏡結冰的問題,我們成都禪德的反射鏡技術研發人員已經找到相關方案;其他還會有很多復雜情況問題,是國外沒有的,在中國環境下特殊的情況,中海陽將致力于解決這些問題。”章顥繽坦言。
德國宇航局專家團隊的檢測結果顯示,“通過帶有鏡片的產品模塊的幾何參數檢測,中海陽相比其他歐槽的參數來說其性能足夠好”。而據中廣核德令哈50兆瓦光熱電站的公開招標書內容顯示,該項目對于鏡場攔截因子的最低達標率為92%;同時,目前國際對于槽式鏡場攔截因子的達標率為95%以上,對于光熱發電的轉化最低是在65%以上。這也意味著中海陽在延慶槽式光熱電站鏡場的系統集成已達到國際一流水平。
而在鏡場系統集成多項指標高于國際水平的背后,中海陽相關工作人員向記者透露,公司目前形成了80多項光熱專利,并著重透露了兩件“武器”-----自成一派的集熱器支架組合工裝以及自主研發的集熱器三維坐標攝影測量系統。“不要小看這兩項,它們可以讓反射鏡安裝的角度、鏡場系統集成的各項數據更加精確,將實際操作與前期設計的誤差控制在0.1mm之內。”上述工作人員表示,“我們在施工現場會設置多個工裝工作區,在工作區當中,按照既定參數,批量將各核心零部件設備進行集成,完成后再整體移動到原定設備區域,雖然一開始確實很費功夫,但這樣后期基本不會調整,保證攔截因子和轉化率的高值。與此同時,場地設計、支架安裝、回路優化,我們都已三維模擬軟件進行測量,保障各項數據的準確性。這些在實踐中積累的經驗,讓我們形成了一套從項目初設到HSE(施工安全與人員安全)完整、標準的施工手冊”。
此外,記者了解到,不僅是中海陽通過實踐擁有獨特成熟且高質量的系統集成手段,常州龍騰、天瑞星等也有自己研發的一些手段;以常州龍騰為例,該公司生產研發的高溫真空集熱管已經能夠達到國際一流水平。
光熱產業良性發展國產化替代將成主流
據了解,國內光熱市場在“十三五”期間的市場規模將達到1500億以上,這對于國外從事光熱的企業而言也是“大蛋糕”。其中,西班牙與北美的光熱產業已經完全成熟,不少當地企業擁有完整的系統集成技術和設計方案。
對此,章顥繽表示,國內光熱企業在系統集成方面并不會比國外企業差,從中海陽的角度而言,中海陽將致力成為槽式光熱電站核心設備以及系統集成的國產化替代者,達到國際頂尖水平。
“首先,雖然國外企業一直在關注中國市場,但在中國的實踐經驗方面國外企業做得并不多,如