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近期，中國電力(li)工程顧(gu)問集團西(xi)北電力(li)設計院有限公司(si)推(tui)出兩(liang)期榮獲2019年度(du)電力(li)行業優秀(xiu)工程設計一等獎的光熱(re)(re)項目(mu)(mu)系列介紹，本(ben)文介紹了駐扎在“金色世(shi)界”德(de)令哈的中控50MW太陽能熱(re)(re)發電項目(mu)(mu)。

青海中控德(de)(de)令(ling)哈太(tai)陽能熱發電項(xiang)目位于青海省(sheng)海西(xi)州德(de)(de)令(ling)哈市西(xi)出(chu)口(kou)太(tai)陽能工業園(yuan)區(qu)。

該(gai)項目分(fen)兩(liang)期建設：一(yi)期為青海中控10MW塔(ta)式太陽能熱(re)發電站，也是(shi)亞洲(zhou)首個投(tou)入商業(ye)運行(xing)的光熱(re)項目

2013年，電(dian)站(zhan)一期項目并網(wang)發(fa)電(dian)，標志著我國自主研(yan)發(fa)的太陽(yang)能光(guang)熱發(fa)電(dian)技術(shu)向商業化運行邁出了堅實步伐，為(wei)我國建設并發(fa)展大規模應用的商業化太陽(yang)能熱發(fa)電(dian)站(zhan)提(ti)供(gong)了強力的技術(shu)支撐。

2016年8月26日，該電站(zhan)經過熔鹽(yan)吸熱儲(chu)熱技術(shu)改造后成功投(tou)(tou)運(yun)，成為我國首座(zuo)成功投(tou)(tou)運(yun)的(de)規(gui)模(mo)化儲(chu)能光(guang)熱電站(zhan)，全球第三座(zuo)投(tou)(tou)運(yun)的(de)具(ju)備規(gui)模(mo)化儲(chu)能的(de)塔式光(guang)熱電站(zhan)。

二(er)期(qi)項目青海中控50MW塔式太(tai)陽能熱(re)發電站是我(wo)國完全(quan)自主化開發的光熱(re)電站。

該項目(mu)是國(guo)家(jia)首批(pi)光熱(re)發電示范項目(mu)之(zhi)一，也是國(guo)內光熱(re)電站核(he)心技(ji)術(shu)全(quan)部采用國(guo)產技(ji)術(shu)的(de)典型。項目(mu)配置7小時(shi)(shi)熔鹽儲能系統(tong)，設(she)計年發電量1.46億千瓦時(shi)(shi)，等效滿負荷發電利用小時(shi)(shi)數(shu)2920小時(shi)(shi)。2018年12月(yue)30日順利并網發電，2019年4月(yue)17日實現滿負荷運行。

作為(wei)我(wo)國(guo)完全自主(zhu)化(hua)開(kai)發的(de)(de)光(guang)熱電(dian)站，該項目的(de)(de)運行(xing)表現充分驗(yan)證了(le)我(wo)國(guo)自主(zhu)研發的(de)(de)光(guang)熱發電(dian)技術的(de)(de)先進性(xing)以(yi)及(ji)國(guo)產化(hua)裝(zhuang)備的(de)(de)可(ke)靠性(xing)，標志著我(wo)國(guo)自主(zhu)研發的(de)(de)塔式太陽能光(guang)熱發電(dian)技術邁向新臺階。

一、設計創新點

1.高溫、高效、大容量儲熱熔鹽系統

圖：項目全景圖

項目采用完全(quan)擁有自主(zhu)知識產(chan)權的塔式(shi)熔鹽(yan)儲能(neng)光(guang)熱發電技術，相(xiang)比國(guo)內建成(cheng)的同類光(guang)熱項目，本(ben)工程的技術路線、性能(neng)及(ji)可靠性均(jun)保持(chi)領先，95%以(yi)上的設備實(shi)現了國(guo)產(chan)化(hua)。

電站配置7小時(shi)熔鹽儲熱系統(tong)，已(yi)實現(xian)超過24小時(shi)連續穩定發(fa)電，2019年(nian)8月13日至16日已(yi)實現(xian)最(zui)高75小時(shi)連續發(fa)電，單次不(bu)停(ting)機累(lei)計發(fa)電量達(da)240.7萬度(du)，等效(xiao)滿負荷連續發(fa)電小時(shi)數超48小時(shi)。

2.節約用地、緊湊模塊化發電區布置

圖：圓形場地

電(dian)站發(fa)(fa)電(dian)區用(yong)(yong)地多(duo)為圓形，盡可能將定(ding)日鏡靠近集熱(re)塔布(bu)置，發(fa)(fa)電(dian)區場(chang)地利用(yong)(yong)率達到了70%以上。本項目熔鹽(yan)發(fa)(fa)電(dian)區占(zhan)地直徑(jing)為190米(mi)，占(zhan)地3.14公頃，中心(xin)發(fa)(fa)電(dian)區用(yong)(yong)地縮小較(jiao)多(duo)。

模塊化(hua)布(bu)置主要體現在(zai)汽輪發電(dian)機(ji)組布(bu)置在(zai)汽機(ji)房(fang)，蒸汽發生(sheng)器布(bu)置在(zai)儲換熱(re)區域，塔內布(bu)置上下塔高溫管道及空壓機(ji)房(fang)，其他工藝設(she)備(bei)獨立布(bu)置，儲換熱(re)配電(dian)區獨立布(bu)置。同時，本工程(cheng)盡量合(he)并與毗連(lian)輔助(zhu)廠(chang)房(fang)及附屬建筑。

圖(tu)：高(gao)達(da)200米的吸熱器(qi)

壓縮空氣(qi)機房布置在吸熱(re)塔內，節(jie)約項(xiang)目(mu)用(yong)地。220米(mi)高吸熱(re)塔管(guan)道支撐內搭采用(yong)獨(du)立鋼結構(gou)，外塔為(wei)混凝土結構(gou)，最大程(cheng)度控制(zhi)了施工(gong)進(jin)度，間接(jie)節(jie)約工(gong)程(cheng)費用(yong)。這一理念為(wei)國內外同類(lei)項(xiang)目(mu)首例。

3.運行模式多樣，熱力系統復雜

圖：電(dian)力穩定連(lian)續輸出(chu)

項目(mu)采用低(di)負荷階段將(jiang)末級高加汽(qi)源切換至汽(qi)輪機高壓缸本體(ti)更(geng)高一(yi)級壓力位置，當系統(tong)參數進一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)時(shi)再投運額(e)外的低(di)負荷預熱(re)器，相對于傳統(tong)的采用主蒸汽(qi)作為(wei)加熱(re)汽(qi)源，提高了熱(re)力系統(tong)綜合效率以及(ji)電站經(jing)濟(ji)性(xing)。

設計了(le)完備(bei)的啟動和停運(yun)輔(fu)助蒸(zheng)汽系(xi)(xi)統，在(zai)機(ji)組夜間短期停機(ji)階(jie)段，蒸(zheng)汽發生系(xi)(xi)統產(chan)生輔(fu)助汽源。這些(xie)熱力系(xi)(xi)統設計，可以(yi)實現(xian)在(zai)熱備(bei)用模式(shi)下熱力系(xi)(xi)統停運(yun)數月的功能。

4.熔鹽系統設計創新

圖：全自動無人駕駛清(qing)洗車(che)

考(kao)慮到本(ben)工程電站(zhan)寒冷、風沙大等因素，蒸汽發生(sheng)器系(xi)(xi)統布(bu)置在簡易廠房內部(bu)，并采用熔鹽罐坑的(de)布(bu)置方式，所(suo)有熔鹽管道及設備都設置完備的(de)電伴熱，可以實現(xian)系(xi)(xi)統啟動前的(de)預熱和(he)運(yun)行(xing)中(zhong)的(de)防(fang)凝。

熔(rong)鹽(yan)(yan)管(guan)道彈簧等支吊(diao)(diao)架設計考(kao)慮特殊工況(kuang)，給出合理的支吊(diao)(diao)架選型，確保(bao)熔(rong)鹽(yan)(yan)管(guan)道的安(an)全可(ke)靠，確保(bao)在管(guan)道冷態(tai)(tai)、熱態(tai)(tai)及(ji)系統熱態(tai)(tai)備用(yong)(yong)狀態(tai)(tai)管(guan)道的坡度能夠(gou)安(an)全疏放(fang)參與熔(rong)鹽(yan)(yan)的要求，避免特殊情況(kuang)下彈簧反(fan)作用(yong)(yong)力過大，長(chang)期運行或可(ke)造(zao)成高溫奧(ao)氏(shi)體不銹鋼焊縫失效(xiao)等問題。

5.控制系統、運行模式探索

工程采用由鏡場(chang)控制系統(tong)(SCS)、分散(san)控制系統(tong)（DCS）組(zu)成的自動化網絡，實現控制功能分散(san)，信息(xi)集中管理的設計原則。

圖：集控室

運(yun)行人(ren)員(yuan)在(zai)集中控制室內通過LCD操作員(yuan)站(zhan)與大尺(chi)寸LCD顯示器、在(zai)就地巡(xun)檢人(ren)員(yuan)的(de)配合下(xia)，實現(xian)以LCD/鍵盤為(wei)中心的(de)集中監視(shi)和(he)控制，在(zai)值班(ban)人(ren)員(yuan)少量(liang)干(gan)預下(xia)自(zi)動完成機組的(de)啟動、停止，正(zheng)常運(yun)行的(de)監視(shi)控制和(he)異常工況處理。

6.核心技術達國際領先水平

圖：吸熱塔頂

據此前公開(kai)報道，國(guo)外塔式熔鹽光熱電(dian)(dian)(dian)(dian)站首年發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)成(cheng)率一(yi)般都在(zai)50%左右(you)，三四年后達(da)(da)(da)到90%左右(you)。本項目在(zai)2019年7月(yue)(yue)(yue)17日至(zhi)8月(yue)(yue)(yue)16日一(yi)個(ge)月(yue)(yue)(yue)內(nei)，電(dian)(dian)(dian)(dian)站累計發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)1258.23萬度，同期(qi)理(li)論發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)為1386.35萬度，月(yue)(yue)(yue)發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)成(cheng)率為90.76%，其中(zhong)8月(yue)(yue)(yue)9日至(zhi)8月(yue)(yue)(yue)15日一(yi)周的(de)平均發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)成(cheng)率達(da)(da)(da)97.65%。電(dian)(dian)(dian)(dian)站在(zai)實現滿負荷運行3個(ge)月(yue)(yue)(yue)后就實現了月(yue)(yue)(yue)度發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)成(cheng)率超過90%，足(zu)以驗證項目的(de)核(he)心技術能力及運維(wei)技術已達(da)(da)(da)到國(guo)際領先水平。

二、良好的經濟和社會效益

1.設計質量優良，運行指標先進

2019年10月-2020年2月，本(ben)項目累(lei)積發電(dian)(dian)(dian)量(liang)6185.62萬(wan)千(qian)瓦時，上網電(dian)(dian)(dian)量(liang)5545.19萬(wan)千(qian)瓦時，月度(du)發電(dian)(dian)(dian)量(liang)達成(cheng)率(lv)快速提升，平均發電(dian)(dian)(dian)量(liang)達成(cheng)率(lv)96.41%，在2020年初的(de)兩個(ge)月更是連續超過100%，刷新全(quan)球同(tong)類型電(dian)(dian)(dian)站投運后同(tong)期的(de)最高記錄，達到設計預(yu)期。

2.綠色節能環保，經濟社會效益雙贏

本工程年發電量保(bao)守(shou)計算(suan)約(yue)(yue)(yue)1.46億千瓦時，根據初步推算(suan)，每(mei)年將替代燃(ran)煤(mei)約(yue)(yue)(yue)4.6萬(wan)噸(dun)(dun)，減少(shao)SO2排(pai)放(fang)量約(yue)(yue)(yue)43噸(dun)(dun)、NOx排(pai)放(fang)量約(yue)(yue)(yue)43噸(dun)(dun)、減少(shao)煙塵排(pai)放(fang)量約(yue)(yue)(yue)13噸(dun)(dun)，減排(pai)CO2約(yue)(yue)(yue)12.1萬(wan)噸(dun)(dun)。此外，還(huan)減少(shao)了(le)燃(ran)煤(mei)電廠(chang)產生(sheng)(sheng)的噪聲(sheng)及燃(ran)料、灰渣運(yun)輸處置(zhi)帶(dai)來的環境和生(sheng)(sheng)態影響(xiang)。同(tong)時，本項目將原有戈壁荒地(di)變為工業生(sheng)(sheng)產用地(di)，變廢為寶，給當地(di)帶(dai)來了(le)可觀的經(jing)濟及社會效益。

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