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CSPPLAZA光熱發電網訊：“玉門鑫能50MW二次反射塔式光熱發電項目采用模塊化設計，具有靈活投資、占地率低、可分步建設、并行調試、分組投運及單獨維修等多項優勢。隨著液態金屬、氣體及固體顆粒等作為傳儲熱介質可達到更高溫度的光熱技術的不斷成熟，塔式和二次反射技術必然成為未來的大趨勢，我們也致力于推動二次反射塔式光熱發電技術走向商業化。”近日，在第六屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會上，江蘇鑫晨光熱技術有限公司（簡稱“鑫晨光熱”）總工程師游思梁先生如是表示。

圖：游思梁在大(da)會上(shang)發(fa)言(yan)

據游思梁介(jie)紹，2019年6月16日(ri)，玉門鑫(xin)能50MW塔式光(guang)熱(re)發(fa)電項(xiang)目一號模塊進行了(le)約3小時的(de)滿(man)功(gong)率測試和聯調(diao)，總共投入(ru)了(le)2595臺定日(ri)鏡。這(zhe)三個小時平均DNI是791W/㎡，最高(gao)(gao)時達(da)到(dao)(dao)1000W/㎡，吸(xi)(xi)熱(re)器出口溫度最高(gao)(gao)達(da)到(dao)(dao)570℃，熔鹽(yan)平均流量為90.7m3/s，吸(xi)(xi)熱(re)器平均輸出熱(re)功(gong)率達(da)16.21MWth，最初的(de)設計點是17MWth，這(zhe)是在DNI沒有達(da)到(dao)(dao)900W/㎡的(de)情(qing)況(kuang)下測得的(de)。可以預知，如果DNI達(da)到(dao)(dao)900W/㎡，單模塊的(de)熱(re)輸出功(gong)率可以達(da)到(dao)(dao)18.44MWth，這(zhe)將超出最初的(de)設計值。

圖：玉(yu)門鑫(xin)能(neng)50MW塔式光熱發電(dian)項目#1模(mo)塊(kuai)

游思梁認為(wei)，采用模塊化設計的(de)優點(dian)主(zhu)要(yao)在于如下幾大方面：實現占地(di)率(lv)更(geng)低、效率(lv)更(geng)高；可以分(fen)(fen)步建設、并(bing)行(xing)調試；投(tou)資靈(ling)活、風險可控，投(tou)資商樂于接(jie)受；可以分(fen)(fen)組投(tou)運(yun)、提前(qian)發電(建設五個(ge)模塊就(jiu)可以發電)；單個(ge)模塊發生(sheng)故障可以單獨維(wei)修，不(bu)需(xu)要(yao)全場進(jin)行(xing)停(ting)機維(wei)修。

“二次反射(she)技(ji)術是延(yan)續效率最(zui)高、最(zui)有潛力的(de)塔式(shi)路線；選用(yong)(yong)低(di)風(feng)險(xian)(xian)、高效率的(de)地面容(rong)積(ji)式(shi)吸熱(re)器(qi)，將外部(bu)管排式(shi)吸熱(re)器(qi)的(de)一些(xie)風(feng)險(xian)(xian)盡量降低(di)，特別(bie)是凍(dong)堵及管道的(de)熱(re)疲勞等問題得到了很好的(de)解決；采用(yong)(yong)成熟且中國(guo)儲(chu)(chu)量較大的(de)熔鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re),降低(di)了儲(chu)(chu)熱(re)系統成本(ben)；推廣建設(she)和(he)投資更靈活的(de)模(mo)塊(kuai)化集熱(re)場，可(ke)以為后續模(mo)塊(kuai)建設(she)和(he)運行(xing)提供借(jie)鑒和(he)經驗；采用(yong)(yong)智能視覺校正技(ji)術，大大縮短調試時(shi)間(jian)。最(zui)終，通過這些(xie)技(ji)術革新與(yu)改進,二次反射(she)技(ji)術在(zai)玉門(men)鑫能50MW塔式(shi)光熱(re)發電(dian)項目一號模(mo)塊(kuai)得到了成功的(de)應(ying)用(yong)(yong)。”游(you)思(si)梁(liang)總結到。

在(zai)本次發言中，游思(si)梁還就玉門鑫能50MW塔式光熱(re)(re)發電項目(mu)定(ding)日(ri)鏡、控(kong)制系統、吸熱(re)(re)器、熔(rong)鹽罐及調(diao)試等關鍵設備及環節進行(xing)了詳細介紹。

定日鏡。定日(ri)鏡(jing)外形尺寸(cun)為4.4m×4.0m×2.3m，鏡(jing)面反(fan)射率93%，工(gong)作風(feng)速(su)17m/s，生(sheng)存風(feng)速(su)25m/s，工(gong)作環境溫度-40-65℃；二次反(fan)射鏡(jing)的(de)(de)面型精度是1.4mrad；二次網架直徑60米(mi)，鏡(jing)盤直徑是60米(mi)，塔(ta)架升(sheng)頂(ding)后(hou)水平位移精度要控(kong)制在5mm以內。隨后(hou)，通過(guo)光學級的(de)(de)檢(jian)測工(gong)程(cheng)保(bao)證其精度后(hou)，二次反(fan)射塔(ta)網架結(jie)構(gou)以及主結(jie)構(gou)在地面完(wan)成拼裝(zhuang)，通過(guo)頂(ding)升(sheng)的(de)(de)方式穩步地從低空上升(sheng)到高(gao)空，在保(bao)證施工(gong)安全的(de)(de)同時(shi)也保(bao)證如此高(gao)光學精度的(de)(de)設備在吊裝(zhuang)過(guo)程(cheng)中(zhong)不被破壞(huai)。

游思梁強調：“二(er)次反射鏡對鏡面材(cai)料(liao)有特(te)殊(shu)要(yao)求。我們(men)選(xuan)取(qu)了(le)一(yi)種定制的(de)(de)帶膜層(ceng)的(de)(de)高(gao)反射鋁鏡，它采用一(yi)層(ceng)二(er)氧化硅的(de)(de)保(bao)護層(ceng)、一(yi)層(ceng)二(er)氧化鈦的(de)(de)反射層(ceng)及耐(nai)候保(bao)護層(ceng)，可以耐(nai)受200℃的(de)(de)高(gao)溫。為(wei)保(bao)證(zheng)這一(yi)材(cai)料(liao)的(de)(de)安全性，我們(men)委托西班牙相關研究機構對其進行長時(shi)間高(gao)倍(bei)照射耐(nai)受性的(de)(de)驗證(zheng)，結果(guo)顯示其反射率衰減度(du)可以達到我們(men)的(de)(de)設計要(yao)求。”

“我們在玉(yu)門項目地擁(yong)有一(yi)條一(yi)萬平米(mi)定(ding)日鏡(jing)(jing)(jing)(jing)自動(dong)生(sheng)(sheng)產線，采用自動(dong)化生(sheng)(sheng)產方式保證(zheng)大批量(liang)定(ding)日鏡(jing)(jing)(jing)(jing)面(mian)型(xing)精度(du)的(de)一(yi)致(zhi)性。每(mei)臺(tai)定(ding)日鏡(jing)(jing)(jing)(jing)由(you)16片(pian)1㎡的(de)小鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)組成，每(mei)片(pian)子鏡(jing)(jing)(jing)(jing)之(zhi)間有角度(du)差，通過自動(dong)化角度(du)調節(jie)工裝來(lai)進行鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)角度(du)調節(jie)，然后實現自動(dong)粘膠(jiao)，最后運往現場。”游思梁提到。

圖：玉門一萬平米定日鏡(jing)自動生產線(xian)細(xi)節

控制系統。該項目定日鏡總體(ti)布(bu)局面積達到(dao)3.4平(ping)方(fang)公里，有(you)78090個控(kong)制(zhi)(zhi)節(jie)點，如果發生(sheng)斷(duan)電(dian)，未歸位的(de)高倍(bei)聚光反射鏡可(ke)能會照射到(dao)地面的(de)熱工裝置(zhi)，造成非常大的(de)安全(quan)(quan)隱患。為規(gui)避這一(yi)風險，我們采用上(shang)海晶電(dian)的(de)一(yi)套專有(you)技術，類似于動力線載(zai)波(bo)原(yuan)理，并進行一(yi)些創新和改(gai)進，取消大量的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)纜(lan)布(bu)置(zhi)，用供電(dian)電(dian)纜(lan)協(xie)同進行控(kong)制(zhi)(zhi)，同時(shi)在(zai)這套系統中增加(jia)一(yi)種分(fen)布(bu)式的(de)儲電(dian)電(dian)池(chi)，并放置(zhi)在(zai)合適的(de)位置(zhi)，保(bao)證在(zai)全(quan)(quan)場(chang)失(shi)電(dian)后半小(xiao)時(shi)之內使所有(you)定日鏡可(ke)以完全(quan)(quan)復位，避免事故的(de)發生(sheng)。

吸熱器。玉門項目(mu)采(cai)用(yong)容積式直(zhi)接吸熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)，其主要特點包含：1）無(wu)熔鹽(yan)(yan)凍堵風險，熔鹽(yan)(yan)直(zhi)接吸收太陽能輻(fu)射，從(cong)根(gen)本上(shang)消除(chu)了熔鹽(yan)(yan)在吸熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)中的(de)凍堵風險，保(bao)證了電(dian)站(zhan)運行(xing)(xing)中的(de)穩定(ding)性；2）較高的(de)熱(re)(re)(re)(re)效率(lv)，吸熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)散熱(re)(re)(re)(re)面小(xiao)(xiao)、零熱(re)(re)(re)(re)阻(zu)、光吸收率(lv)可達99%，理論研究(jiu)表明光熱(re)(re)(re)(re)轉換效率(lv)可達90%以上(shang)；3）設(she)備造價低(di)，吸熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)本體為不銹(xiu)鋼316鋼殼結(jie)構，采(cai)用(yong)流量(liang)調節閥控制進出口流量(liang)，技術成熟，設(she)備完全國(guo)產(chan)化；4）自用(yong)電(dian)比例低(di)，使(shi)用(yong)低(di)揚程(cheng)兩臺熔鹽(yan)(yan)泵(beng)（一(yi)(yi)用(yong)一(yi)(yi)備）向吸熱(re)(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)供(gong)冷熔鹽(yan)(yan)，熔鹽(yan)(yan)泵(beng)峰(feng)值功率(lv)僅(jin)為6KW；5）運行(xing)(xing)難度系數低(di)，保(bao)溫(wen)(wen)蓋板快速開合(he)可應對復雜(za)的(de)來云工況，在無(wu)功率(lv)輸入(ru)情(qing)況下，300℃以上(shang)的(de)熱(re)(re)(re)(re)熔鹽(yan)(yan)在有保(bao)溫(wen)(wen)措施(shi)的(de)吸熱(re)(re)(re)(re)腔內可存放8個小(xiao)(xiao)時無(wu)凝結(jie)現(xian)象。

圖：直接式(shi)熔鹽(yan)吸熱器(qi)

熔鹽罐。玉門(men)鑫能(neng)項目熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)罐(guan)(guan)選擇(ze)了雙(shuang)層高溫(wen)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)罐(guan)(guan)方(fang)案，其容(rong)積(ji)遠(yuan)遠(yuan)大于(yu)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)儲罐(guan)(guan)的(de)(de)容(rong)積(ji)。其穹頂固定(ding)在外(wai)(wai)(wai)罐(guan)(guan)上，內(nei)(nei)外(wai)(wai)(wai)罐(guan)(guan)分離(li)，穹頂通過一個(ge)吊頂在內(nei)(nei)罐(guan)(guan)形成保(bao)溫(wen)層，這樣外(wai)(wai)(wai)罐(guan)(guan)的(de)(de)每次熱(re)脹冷縮不會傳遞到(dao)內(nei)(nei)罐(guan)(guan)的(de)(de)焊接(jie)處，同時在內(nei)(nei)外(wai)(wai)(wai)罐(guan)(guan)之間(jian)有空氣夾層，這樣可(ke)以大大節省(sheng)保(bao)溫(wen)材料的(de)(de)用量。

圖：雙層熔鹽儲罐

在(zai)施工(gong)過程中，先完成外罐(guan)施工(gong)，然后在(zai)外罐(guan)內部焊接內罐(guan)（正(zheng)因如此才得以在(zai)玉門寒冷(leng)的(de)冬(dong)季工(gong)況(kuang)下(xia)開展(zhan)內罐(guan)施工(gong)，同時(shi)在(zai)外罐(guan)內部進行人工(gong)加熱(re)，保證(zheng)罐(guan)內溫度，在(zai)內罐(guan)進行焊接完全沒有問題(ti)）；外罐(guan)的(de)承載力基礎單獨(du)設(she)計，與(yu)內罐(guan)的(de)隔熱(re)基礎彼此隔離(li)，這(zhe)樣大(da)大(da)地(di)降低防熱(re)基礎的(de)設(she)計和施工(gong)難度，節省了施工(gong)時(shi)間。

鏡面清洗。與(yu)供應(ying)商開(kai)(kai)發無水負(fu)壓清(qing)(qing)(qing)洗車，先(xian)用毛刷將(jiang)定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)灰塵刷松，再(zai)用負(fu)壓將(jiang)所(suo)有(you)散(san)開(kai)(kai)的(de)(de)(de)灰塵吸到車體內(nei)部，然后再(zai)處理(li)掉(diao)。目前(qian)，每(mei)個(ge)模塊鏡(jing)(jing)面清(qing)(qing)(qing)洗的(de)(de)(de)頻率是7天一次，每(mei)臺清(qing)(qing)(qing)洗車每(mei)天清(qing)(qing)(qing)洗186臺定(ding)日鏡(jing)(jing)，平均每(mei)分(fen)鐘(zhong)清(qing)(qing)(qing)洗面積達5㎡。同(tong)時，鏡(jing)(jing)場要做一些(xie)配合，比(bi)如(ru)，當清(qing)(qing)(qing)洗車開(kai)(kai)過來的(de)(de)(de)時候，工作中(zhong)的(de)(de)(de)定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)俯(fu)仰角保(bao)(bao)持不變，便于清(qing)(qing)(qing)洗車進行清(qing)(qing)(qing)洗；若(ruo)清(qing)(qing)(qing)洗車沒有(you)得到額外(wai)的(de)(de)(de)指(zhi)令清(qing)(qing)(qing)洗，則其它定(ding)日鏡(jing)(jing)保(bao)(bao)持原地等待，否(fou)則可能碰撞(zhuang)到正在追日的(de)(de)(de)定(ding)日鏡(jing)(jing)。

調試。采用(yong)巧妙的(de)(de)仿生(sheng)學原(yuan)理，為每臺(tai)定日(ri)鏡(jing)以(yi)及二(er)次(ci)塔架安裝(zhuang)“眼睛(jing)”，雙方可以(yi)通(tong)過通(tong)信精準地(di)定位對方的(de)(de)位置(zhi)，同時(shi)計算(suan)出所有(you)未知參數。運(yun)用(yong)這種方法，花(hua)費9天的(de)(de)時(shi)間即可完(wan)成246臺(tai)定日(ri)鏡(jing)調試；理論上來講，如(ru)果為每臺(tai)定日(ri)鏡(jing)都安裝(zhuang)“眼睛(jing)”，只需10天就可以(yi)完(wan)成對單模(mo)塊的(de)(de)調試。

圖：系統聯調