近日,首航高科能源技術股份有限公司100MW級塔式光熱電站吸熱器技術在2020年度中國可再生能源學會科學技術獎評審會上榮獲技術創新類一等獎,并在2020中國可再生能源學術大會上頒獎。此次參加科學技術獎申報的項目共71項,涉及風能、生物質能、太陽能、海洋能、地熱能、氫能、儲能、可再生能源發電并網等領域,經資格審查、專家評審和半個月公示,最終共有7個項目獲得一等獎,9個項目獲得二等獎,16個項目獲得三等獎。
對塔式光(guang)熱(re)發電技(ji)術來說,吸(xi)熱(re)器是的(de)(de)核(he)心(xin)裝備,其承擔著吸(xi)收太陽熱(re)能的(de)(de)重要作(zuo)用,其安全高效的(de)(de)運行(xing)直接影響整個光(guang)熱(re)發電系統(tong)運行(xing)的(de)(de)穩定性,被譽為塔式光(guang)熱(re)發電站(zhan)的(de)(de)“心(xin)臟”。因其正(zheng)常工況暴露于(yu)自然環境中,材(cai)料(liao)上不僅要有耐(nai)高溫特(te)性,同(tong)時具備抗低周(zhou)熱(re)疲勞、抗熔(rong)鹽(yan)腐蝕等特(te)點,整體結構設計(ji)要求高、技(ji)術難點大(da)。評審會上通過(guo)基于(yu)敦(dun)煌項目的(de)(de)熔(rong)鹽(yan)吸(xi)熱(re)器技(ji)術成果的(de)(de)應用,有以下的(de)(de)創新點:
1)技術創新,研發了國內第一臺100MW熔鹽塔式光熱發電項目吸熱器系統技術。
在敦煌100MW熔鹽(yan)塔(ta)式光熱(re)(re)電站建成前,國內尚未有(you)百兆瓦級的吸(xi)熱(re)(re)器使用案例,吸(xi)熱(re)(re)器主要核心技術(shu)基(ji)本由對吸(xi)熱(re)(re)器研(yan)究(jiu)開(kai)始較早的美國、西班牙等國家(jia)掌握。本項目的吸(xi)熱(re)(re)器由首航高科的技術(shu)團隊自(zi)主研(yan)發設(she)計、制造(zao),是(shi)國內第一臺投入運行的100MW級熔鹽(yan)吸(xi)熱(re)(re)器,其正常(chang)投運證明了(le)首航研(yan)發的100MW熔鹽(yan)塔(ta)式光熱(re)(re)發電吸(xi)熱(re)(re)器系統(tong)技術(shu)是(shi)可行的。
2)設計工藝創新,形成了100MW級電站用吸熱器核心工藝設計包。
經(jing)過多年的探(tan)索和實踐(jian),首航(hang)掌握了(le)全(quan)套吸(xi)熱器(qi)(qi)的設(she)計(ji)、生產、安裝、調試技(ji)術的全(quan)部技(ji)術,建立了(le)完整的技(ji)術體系,形成(cheng)了(le)100MW級電站用吸(xi)熱器(qi)(qi)核心(xin)工藝(yi)設(she)計(ji)包。主(zhu)要包括:吸(xi)熱器(qi)(qi)熱負(fu)荷計(ji)算程(cheng)序、吸(xi)熱器(qi)(qi)熱工水(shui)力(li)程(cheng)序、吸(xi)熱器(qi)(qi)效率計(ji)算程(cheng)序、事故安全(quan)計(ji)算程(cheng)序、紅外監(jian)測程(cheng)序等。
3)材料的創新,由于吸熱器吸熱裝置工況的要求,吸熱裝置所用材料需要具備耐高溫、耐高溫疲勞等特性,開發了新型高溫合金SHBG-2。
SHBG-2鎳(nie)基材(cai)料(liao)是寶鋼(gang)特鋼(gang)與首航(hang)高(gao)科合作,突(tu)破(po)了(le)(le)吸熱器高(gao)溫合金材(cai)料(liao)的配方(fang)、冶(ye)煉和(he)制造工藝瓶頸,研發出的新型鎳(nie)基材(cai)料(liao)。經檢驗(yan),材(cai)料(liao)的微(wei)觀(guan)組織、高(gao)溫力學性(xing)能(neng)(neng)(neng)、高(gao)溫熔鹽腐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)等(deng)均滿足用戶要求,其中某些性(xing)能(neng)(neng)(neng)指標超(chao)過國外同類產(chan)(chan)品水平(ping),形成了(le)(le)具有自主知識產(chan)(chan)權(quan)的全流程制造技術。
4)制造工藝創新,吸熱器聯箱采用自主開發的生產工藝,聯箱抗疲勞性能優越。
吸熱器制造工藝(yi)中的(de)(de)難點主要有聯(lian)箱(xiang)接管(guan)(guan)生(sheng)產(chan)工藝(yi)和(he)薄壁金屬(shu)管(guan)(guan)的(de)(de)焊(han)接工藝(yi)。經(jing)過不斷的(de)(de)探索和(he)試驗,突破了聯(lian)箱(xiang)接管(guan)(guan)的(de)(de)生(sheng)產(chan)新工藝(yi),得(de)到(dao)抗疲勞性能優良(liang)的(de)(de)吸熱器聯(lian)箱(xiang),同時確定(ding)了合(he)適的(de)(de)吸熱管(guan)(guan)焊(han)接方案。
5)結構創新,吸熱器及其附屬設備、管道支撐結構采用了合理的布置方式,滿足支撐要求的條件下,節省重量。
本(ben)項目中212米轉換層平臺以上(shang)的(de)設(she)備和鋼結構的(de)重量只有1400多噸,遠遠小于(yu)其他項目2000多噸的(de)載荷(he)。
6)系統布置創新,吸熱器下降管道安裝兩臺熔鹽調節閥,運行時保證下降管熔鹽為滿管流。
另外在下降(jiang)管內裝有孔板,用于(yu)消除熔鹽下降(jiang)產生的重力勢能,防止下降(jiang)管出現振動和閥門“汽蝕”,保證系統運行平穩。
這也是首(shou)航(hang)高科首(shou)次獲得光熱發電領域重量級技(ji)術(shu)(shu)和學術(shu)(shu)獎項,也意(yi)味著(zhu)隨著(zhu)多個光熱項目的(de)成(cheng)功實施(shi)和穩定運行,相關技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)果正在(zai)形成(cheng)并(bing)進入收獲階段,對企業構筑技(ji)術(shu)(shu)壁(bi)壘、鍛(duan)造核心競爭力有十分積極(ji)的(de)意(yi)義(yi)。