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據(ju)CSPPLAZA了解，就槽式集熱器支架來講，目前主要(yao)有扭矩盒（框）式、扭矩管式和空間框架三種結(jie)構。以下表(biao)格詳細統計了三種常見結(jie)構的(de)優缺點。

一般來講，扭矩盒（框(kuang)）式，運(yun)輸費用(yong)低，風險較小，但組裝較費時(shi)且精(jing)度(du)不好控制，典型如(ru)國內外常見的由SBP等公(gong)司(si)開發的EuroTrough集(ji)熱器和(he)UltimateTrough終極槽式集(ji)熱器，阿本(ben)戈公(gong)司(si)開發的Astro集(ji)熱器，西班(ban)牙(ya)某公(gong)司(si)開發的SAMCATrough等。

中(zhong)國(guo)首座大(da)型商業化槽(cao)式光(guang)(guang)熱電站中(zhong)廣核(he)德(de)令哈(ha)50MW光(guang)(guang)熱發電項(xiang)目(mu)當前(qian)正在緊鑼(luo)密鼓(gu)建設中(zhong)，其太陽島的槽(cao)式集熱器(qi)支架就(jiu)采用了扭矩盒式支架，如下圖(tu)：

扭矩管(guan)式(shi)支架的(de)(de)(de)(de)則(ze)組裝時間短(duan)，重量輕，精度高(gao)，但(dan)運輸加工成(cheng)本較高(gao)，典型(xing)如Sener公司開(kai)發的(de)(de)(de)(de)SNT-1，SNT-2（SENERtrough?-1/2）等。在實際的(de)(de)(de)(de)應(ying)用案例中，摩洛(luo)哥NOOR1電(dian)站就采(cai)用了SENERtrough?第一代槽(cao)式(shi)集熱器設(she)計(ji)，而NOOR2電(dian)站則(ze)將采(cai)用SENERtrough?-2第二(er)代大開(kai)口(kou)槽(cao)式(shi)集熱器設(she)計(ji)，這種設(she)計(ji)已經在西班牙(ya)的(de)(de)(de)(de)Valle2光熱電(dian)站上進行了示范應(ying)用，并證明了其可以(yi)帶來成(cheng)本削減(jian)和效率上的(de)(de)(de)(de)提升。

圖：扭矩管式

圖：在NOOR2電(dian)站(zhan)上安裝的SENERtrough?-2集熱(re)器

空(kong)間框架(jia)結(jie)構典型如(ru)Abengoa公司(si)的E2，Gossamer公司(si)的GossamerRP2，RP3以及LAT等。

塔式定日鏡支架

關于塔式定(ding)日鏡支(zhi)架(jia)，成都博昱新能(neng)源(yuan)有(you)限(xian)公司（以下(xia)簡稱(cheng)博昱新能(neng)）總工(gong)程師劉俊介紹道：“定(ding)日鏡支(zhi)架(jia)，按驅動方(fang)式來說，有(you)減速(su)機、液壓、推桿、大(da)齒(chi)輪(lun)或者其中(zhong)兩者組合等方(fang)式，目前(qian)常用的還是雙減速(su)機和減速(su)機+推桿方(fang)案；按鏡架(jia)形(xing)(xing)狀，主要有(you)矩形(xing)(xing)、五邊(bian)形(xing)(xing)和圓形(xing)(xing)等；按定(ding)日鏡大(da)小，主要有(you)平面、旋轉拋物面、球面和輪(lun)胎(tai)面等近(jin)似(si)型面差別；按跟蹤方(fang)式有(you)水平+俯仰、自旋+俯仰等方(fang)式。”

但綜合來講，定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)支架最(zui)大的(de)(de)差異仍集中在(zai)定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)面(mian)積(ji)大小上，主(zhu)要有CSRIO為(wei)(wei)代(dai)表的(de)(de)10平(ping)米(mi)以下定(ding)(ding)日(ri)鏡(jing)，采用簡(jian)單鋼(gang)(gang)(gang)結構型式，如圖(tu)1；BrightSource為(wei)(wei)代(dai)表的(de)(de)面(mian)積(ji)在(zai)20-40平(ping)米(mi)，主(zhu)軸為(wei)(wei)焊接鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)，縱向(xiang)為(wei)(wei)角鋼(gang)(gang)(gang)或(huo)扁鋼(gang)(gang)(gang)結構，如圖(tu)2；還有140平(ping)米(mi)及(ji)以上的(de)(de)，采用沖壓件背板，支撐部分依靠(kao)檁條或(huo)方鋼(gang)(gang)(gang)，主(zhu)軸為(wei)(wei)焊接鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)，如圖(tu)3。

圖1

圖2

圖3

支架的質量和精度控制非常重要

在光(guang)熱(re)電(dian)站的建設(she)(she)過程中，開發商可(ke)根(gen)據(ju)自己的實際需求和成(cheng)本來選擇(ze)支(zhi)架(jia)結構(gou)，而(er)在確定結構(gou)之后，其質(zhi)量(liang)的優劣就馬(ma)上會成(cheng)為主(zhu)要關(guan)注點，對于集熱(re)器這種高精(jing)度(du)太陽(yang)島設(she)(she)備(bei)，支(zhi)架(jia)質(zhi)量(liang)導致的毫米級(ji)偏差就意味著聚(ju)光(guang)性無法(fa)保證(zheng)。

博昱新(xin)能(neng)作為自主(zhu)化槽式集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)支(zhi)(zhi)架(jia)的(de)(de)代表(biao)性廠商，在集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)支(zhi)(zhi)架(jia)設計上(shang)歷經(jing)多年積淀，經(jing)過(guo)(guo)了多代產品(pin)的(de)(de)更迭，才(cai)真正掌(zhang)握了扭(niu)矩(ju)盒式支(zhi)(zhi)架(jia)的(de)(de)設計和(he)制造技術。劉(liu)俊此(ci)前曾表(biao)示(shi)：集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)是大型、全天候(hou)、高精度(du)的(de)(de)光(guang)(guang)學儀器(qi)。以(yi)博昱TRP-B型集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)的(de)(de)為例(li)，全天候(hou)的(de)(de)暴露在惡劣的(de)(de)自然(ran)環(huan)境下，經(jing)受大風(feng)、紫(zi)外線、雨雪等的(de)(de)考(kao)驗(yan)，還要持續保持高精度(du)和(he)穩定性，回路(lu)截斷率高于(yu)97%、98%以(yi)上(shang)，這件(jian)(jian)事(shi)情(qing)相當不(bu)簡單(dan)。可能(neng)有些人會認為集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)支(zhi)(zhi)架(jia)是光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)站(zhan)中無足輕重的(de)(de)部件(jian)(jian)，但事(shi)實并非(fei)如此(ci)。集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)支(zhi)(zhi)架(jia)的(de)(de)精度(du)決定著光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)站(zhan)效(xiao)率，要求扭(niu)矩(ju)盒扭(niu)轉變形不(bu)超(chao)(chao)過(guo)(guo)1mrad，反射鏡支(zhi)(zhi)架(jia)安裝誤差(cha)不(bu)超(chao)(chao)過(guo)(guo)3mm，集(ji)(ji)熱(re)(re)管支(zhi)(zhi)架(jia)安裝誤差(cha)不(bu)超(chao)(chao)過(guo)(guo)3mm，同(tong)一(yi)反射鏡安裝的(de)(de)軸向(xiang)誤差(cha)不(bu)超(chao)(chao)過(guo)(guo)3mm，平衡扭(niu)矩(ju)測試(shi)時允許不(bu)平衡偏差(cha)不(bu)超(chao)(chao)過(guo)(guo)200Nm。

據CSPPLAZA記者(zhe)了解，支(zhi)架(jia)質量(liang)的優劣主要由其材料(liao)性(xing)能，支(zhi)架(jia)設(she)計(ji)強度(du)(du)，設(she)計(ji)精(jing)(jing)度(du)(du)，加(jia)工精(jing)(jing)度(du)(du)，安(an)裝(zhuang)(zhuang)精(jing)(jing)度(du)(du)及成本決(jue)定(ding)。其中，支(zhi)架(jia)的設(she)計(ji)強度(du)(du)和材料(liao)性(xing)能決(jue)定(ding)了集熱(re)器的使用壽命和在風載較大情況下的聚(ju)光精(jing)(jing)度(du)(du)；安(an)裝(zhuang)(zhuang)精(jing)(jing)度(du)(du)則(ze)取決(jue)于(yu)設(she)計(ji)精(jing)(jing)度(du)(du)、加(jia)工精(jing)(jing)度(du)(du)和人(ren)的因素(su)，它(ta)往(wang)往(wang)決(jue)定(ding)了其集熱(re)器的聚(ju)光精(jing)(jing)度(du)(du)，毫(hao)米級的誤差都有可能使集熱(re)器無法將捕獲的陽光聚(ju)集到集熱(re)管上。

博昱新能董事(shi)長張生(sheng)華(hua)曾說道：“支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)的(de)(de)精度(du)決定了集(ji)熱(re)(re)器的(de)(de)聚光精度(du)，千(qian)萬不(bu)要(yao)小(xiao)瞧了集(ji)熱(re)(re)器支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)難度(du)，博昱新能這么多年來，潛心于(yu)集(ji)熱(re)(re)器支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)，走了不(bu)少(shao)(shao)彎路，也吸(xi)取了不(bu)少(shao)(shao)經驗和教訓，才得以完全掌握集(ji)熱(re)(re)器的(de)(de)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)設(she)計(ji)(ji)和生(sheng)產工藝。我們通過(guo)對各個零(ling)配件(jian)(jian)的(de)(de)強度(du)和剛度(du)、應變應力測(ce)量及振(zhen)動模態等全面而反復的(de)(de)測(ce)試，嚴格把(ba)控每個零(ling)部件(jian)(jian)的(de)(de)生(sheng)產，使得我們目前(qian)的(de)(de)槽式集(ji)熱(re)(re)器支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)上千(qian)個安裝(zhuang)點的(de)(de)累計(ji)(ji)誤差小(xiao)于(yu)2毫米。”

常(chang)州龍騰光熱科技股份(fen)有限公司（以下(xia)簡(jian)稱常(chang)州龍騰）EPC中心主任(ren)胡(hu)橋補充道：“優秀(xiu)的支架(jia)必然光學效率高(gao)以及在有載(zai)荷情況下(xia)光學效率參(can)數穩(wen)定(ding)，在同等材料重量下(xia)抗風載(zai)、雪載(zai)、地(di)震(zhen)等外部(bu)載(zai)荷能力強，防腐(fu)性能優秀(xiu)且工藝易(yi)(yi)于(yu)實現(xian)，原材料成(cheng)本低(di)(di)且易(yi)(yi)于(yu)獲得；結構型式簡(jian)單(dan)，制造簡(jian)便(bian)，易(yi)(yi)于(yu)控制，加工成(cheng)本低(di)(di)；易(yi)(yi)于(yu)包(bao)裝運輸，運輸裝載(zai)率高(gao)，包(bao)裝成(cheng)本低(di)(di)；安(an)裝調試簡(jian)便(bian)，安(an)裝效率高(gao)，成(cheng)本低(di)(di)。”

圖：博(bo)昱(yu)新能槽式集熱器支(zhi)架精度檢測

據(ju)了解，支(zhi)架(jia)生(sheng)(sheng)產過程中的(de)技術難點會根(gen)據(ju)不同的(de)支(zhi)架(jia)結構有(you)所差異，主要有(you)以下三個關鍵點：1.集熱器零部件加(jia)工的(de)精度控制與最終組裝的(de)精度控制；2.焊接(jie)與鍍鋅熱變形問題；3.規(gui)模化生(sheng)(sheng)產效(xiao)率(lv)和良品率(lv)的(de)控制。

同時(shi)，支(zhi)架的單(dan)片在制作好運輸到現(xian)場以后，需要(yao)(yao)現(xian)場做一(yi)個(ge)一(yi)個(ge)單(dan)元的組裝，生產和安裝的全流程起承轉合，共同對(dui)日后集(ji)熱器的精度和效(xiao)率發揮重要(yao)(yao)影響(xiang)，嚴格的質量標準也(ye)因此需要(yao)(yao)細化到每一(yi)個(ge)步驟里。那么，支(zhi)架在安裝該過程中有(you)哪些注意事項呢？

首先(xian)，支(zhi)架在運輸過程中(zhong)要(yao)做好防(fang)震工作，防(fang)止變形；其次，要(yao)謹(jin)記安(an)全永遠第一位，支(zhi)架在運輸，吊裝等過程中(zhong)需按規范操作，運輸工件固定完善(shan)，風速較大時應停止吊裝等高空作業等。除(chu)此之(zhi)外，最(zui)關鍵的注意事項則是安(an)裝的精(jing)度問題。

胡橋對此(ci)強調稱(cheng)，“支(zhi)架(jia)安(an)裝(zhuang)精度要(yao)(yao)(yao)求較高(gao)(gao)，往往達(da)到毫米級的(de)精度要(yao)(yao)(yao)求，為了達(da)到此(ci)種精度，需要(yao)(yao)(yao)專業、高(gao)(gao)精度工裝(zhuang)，需要(yao)(yao)(yao)操作人員嚴格(ge)按照作業指導書、現場技術人員的(de)要(yao)(yao)(yao)求進行(xing)施(shi)工，且(qie)定期對組裝(zhuang)工裝(zhuang)的(de)精度進行(xing)檢(jian)測(ce)；安(an)裝(zhuang)完成之后(hou)需要(yao)(yao)(yao)對安(an)裝(zhuang)質量進行(xing)復檢(jian)，保障安(an)裝(zhuang)工作有(you)效性。”

眾所周(zhou)知，我國(guo)大(da)部分光(guang)熱電站都建在氣候環境惡劣的西北(bei)地區，風(feng)沙大(da)，溫差大(da)，那么(me)，需(xu)要做(zuo)哪(na)些維(wei)護來保持支(zhi)架使(shi)用過程(cheng)中的精度和使(shi)用壽命(ming)呢？據CSPPLAZA多方了解，大(da)家均認為正常情況(kuang)下支(zhi)架無(wu)需(xu)做(zuo)過多的維(wei)護，日常巡檢(jian)即可；再者就是給易磨損(sun)部位定(ding)期上油，注意表面防腐，定(ding)期檢(jian)查螺(luo)栓的松緊度以及(ji)定(ding)期觀測(ce)基(ji)礎沉降并對其進行調(diao)整(zheng)。

國產支架產品的實際應用案例

隨著光熱(re)電站在中國的(de)首次商業(ye)化推進，光熱(re)發電行業(ye)在國內的(de)熱(re)度日漸(jian)升溫，不少產(chan)品(pin)供應商開始積極投入其中。針對(dui)光熱(re)支架(jia)產(chan)品(pin)，CSPPLAZA記者近日專門咨詢了(le)數家國內供應商，并(bing)對(dui)他們(men)生(sheng)產(chan)的(de)支架(jia)產(chan)品(pin)和(he)實(shi)際應用案例做了(le)整理(li)。

據了解，支架作為(wei)集(ji)熱器的(de)(de)關鍵(jian)組成部分，占其總成本約40%~50%左(zuo)右，而占電站總投資的(de)(de)比重(zhong)則在(zai)13%左(zuo)右。未來隨著供應鏈體系(xi)的(de)(de)成熟(shu)，光熱市場容量(liang)的(de)(de)發展，集(ji)熱器會傾向大尺寸設計，人工智能加工，以及耐候鋼等新材料的(de)(de)應用(yong)，這將會打開更大的(de)(de)成本下(xia)降空(kong)間(jian)，下(xia)降比例大概(gai)在(zai)10%~20%之間(jian)。