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匠心制造——光热电站的必由之路

2017.04.07 来自:CSP Focus


2016年十二月底,首航节能敦煌10兆瓦熔盐塔式太阳能热发电项目并网发电成功,成为亚洲第一座可实现24小时连续发电的熔盐塔式光热发电站,成为我国光热发电产业的发展的商业化发展初期的又一重要里程碑。该项目业主北京首航艾启威节能技术股份有限公司,作为金牌赞助商出席了于3月底北京举办的CSP Focus第七届光热发电中国聚焦大会,黄文博副董事长结合其已并网10MW熔盐塔式项目,以及正在建设的100MW熔盐塔式示范项目经验向在场嘉宾发表演说。
 
以下为现场讨论全文节选:
 
很高兴在春意盎然的季节相聚在北京,参加CSPFocus 2017光热发电中国聚焦大会,感谢主办方给我们创造这次交流的机会。作为本次大会的合作方,我们感谢大家对本次大会的支持,也对大家来到北京表示热烈的欢迎。
 
目前,中国首批发电示范项目如火如荼向前推进,第二批示范项目呼之欲出,无论是光热电站的投资方或者是集成商或者是供应商,都在关注怎么样让光热电站费用更低、使用更可靠。整个光热电站,实际上最敏感的是光场,如何降低它的成本,提高效率,这是大家共同需要推进的。随着首航一期10MW的敦煌首航光热电厂并网一次成功,我们积累了一些经验,在这里与大家一起分享。
 
光热电站的建设过程影响着经济的收益,这里包括团队的经验、技术的研究、中试试验、资金的募集、生产线的建设、商业化的开发几个部分。团队的经验,主要是说能设计出效率更高的光热电站,我们的电站在创新过程中,要做大量的实验,所以很多的中试试验是不可避免的。如何能够募集到更低廉的资金,也是我们整个建设的关键环节。比如说资金可以从银行募集,也可以从上市公司募集,也可以从股市募集,成本是完全不一样的。
 
我们要开发更先进的技术,肯定少不了人才,每个企业都应该有一个引进人才和用好人才的机制。首航公司组建了首航上海设计院、首航天津、首航光热、首航欧洲、工程事业部几个子公司和部门,我们的技术中心是国家级的技术中心。我们的研发团队积累了在国内外超过1GW的经验,这些大量的经验可以为我们的研发、工程建设提供可靠的支撑。
 
我们认为,技术的研发应该受到重视,所以我们组建了企业研发团队,同时投入大量的研发经费,在各个领域进行一些中试试验,做了一些可研的工作。在这个过程中,也取得了一些小小的成就,包括获得国家科技进步二等奖,参与一些国家科技部火炬计划项目,拥有几十项自主核心技术专利,拥有5项软件著作权等,这也是我们引进人才的一个平台。
 
我们从2010年开始进入光热研究,同时开展塔式、槽式、碟式系统的开发,包括光电一体化的研究,建设相关小试、中试平台,经过多年的测试,首航搜集了大量的数据,编制了相关规范,光热技术研究取得了一定的成果。公司开发了1MW槽式中试实验和碟式斯特林项目,在2014年发电,并通过了北京市科委的评审和验收。敦煌10MW项目是作为100MW项目的示范,在去年年底并网发电,这两三个月以来,我们做了大量的测试,测试整个设计、制造过程中的一些数值,然后验证所有的设计软件。
 
目前我们掌握了聚光-吸热系统、换热—发电系统的经验。整个光热发电,实际上是分成两个闭环,一个是聚光-吸热系统,一个是换热-发电系统,前端这个系统的设计和优化直接影响着整个电站的收益,因此在这方面我们做了大量的工作,包括整个镜厂的软件开发,包括定日镜的开发,包括子镜的制造工艺开发,这些都直接影响着镜场的效率,进而影响到整个电站的收益。我们还跟国内一些研究单位和设计院共同对发电系统进行了优化,怎么样保证整个发电系统的效率更高,考虑到它的性价比,怎么样来发挥汽轮机的效率,这些方面我们也做了一些工作。
 
实际上这里面的核心是整个镜场的设计和吸热器的耦合设计,如何进行匹配,不会出现大牛拉小车或者小牛拉大车的现象,资源不会浪费,投资不会出现瓶颈,这些工作在设计阶段就应该完成。
 
在镜场的布局,包括遮光、阴影的优化,都有专业的软件,定日镜怎么样在各种恶劣的环境下发挥更高的效率,子镜怎么样能够使聚光性能更好,我们都开发了专业的软件,来保证设计更加精准。
 
吸热器方面,怎么样跟镜场匹配,除了能流密度之外,还有内部流量分配、外部的流场分配,怎么样保证吸热器的效率最大化,不会出现吸热器的性能不能满足镜场的需要。
 
储热罐呢,作为光热的一个重要的特征,在这方面确实是一个需要我们研发的课题,比如说热罐的温度比较高,内部熔盐的高度也在不断改变,所以整个罐都会经历变形和疲劳作业,我们就需要研究如何让它达到一个比较合理的值,这是需要我们共同做一些更新的课题。
 
我们还开发了由专用软件控制项目设计,请大家观看这个视频,这个是从设计、制造、安装、调试的过程,整个过程是数据流从头到尾进行项目管理,数据流贯穿整个项目的生命周期。
 
刚才讲到镜场是我们投资最敏感的系统,所以从设计开始优化,到整个系统的显形,到整个制造过程的控制,实际上,我们从设计阶段的数据,比如说镜场的每一个坐标,每一个坐标的变形,都是我们的软件自动生成,这个变形来直接指导制造,不需要图纸,直接输入我们的生产设备,由生产设备生产出满足不同坐标的定日镜的变形,以达到聚光效率和精度最高。
 
我们认为整个光热电站的成本控制,基本上是从整个系统的设计,到整体电厂的优化,镜场的优化,最终把聚光效率提到最高,把制造成本降到最低。通过这样的手段,我们能够把定日镜的成本控制到最低,保证投资的回报率能够持续的上升。因为我们作为一次性的自动化的投资,随着我们项目的增加,设备成本会不断的降低,不管是在哪个国家,生产人员都可以借鉴这个经验,在全球各地地方建设的成本就不会增加,希望我们可以和在座的各位共同研究,怎么样把我们的成本进一步的控制好,把效率提到最高,让我们的光热电站能够更好的为人类服务。

本稿为速记现场记录,若有问题,欢迎指正!

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