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盧智恒:槽式光熱儲能電站在大規模調峰場景下的設計方案與技術創新降本路徑
發布者:admin | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 5976查看 | 2022-09-06 20:28:50    

日前,在由中國電力工(gong)程顧問集團西北電力設計(ji)院有(you)限(xian)公(gong)(gong)司(si)、國家太陽能光(guang)熱產業技(ji)(ji)術創新(xin)(xin)戰略聯盟(meng)、CSPPLAZA光(guang)熱發電平臺共同(tong)主(zhu)辦(ban)(ban)、首航高科能源技(ji)(ji)術股份有(you)限(xian)公(gong)(gong)司(si)聯合主(zhu)辦(ban)(ban)的2022中國風光(guang)熱互補新(xin)(xin)能源基地開發大會上(shang),常(chang)州龍騰光(guang)熱科技(ji)(ji)股份有(you)限(xian)公(gong)(gong)司(si)技(ji)(ji)術總監盧智恒就(jiu)《槽式(shi)光(guang)熱儲能電站在大規模(mo)調峰場景下的設計(ji)方(fang)案(an)與技(ji)(ji)術創新(xin)(xin)降(jiang)本路徑(jing)》作(zuo)了主(zhu)題報告。


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圖:盧智恒作主題發言


盧智(zhi)恒表示,槽(cao)式光(guang)(guang)熱(re)技術(shu)(shu)是(shi)(shi)全球范圍內最成(cheng)熟(shu)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)技術(shu)(shu)。首先美國已(yi)有運(yun)行(xing)30多年的(de)(de)(de)(de)槽(cao)式電(dian)站,積累了(le)非(fei)常(chang)豐富的(de)(de)(de)(de)長期(qi)運(yun)行(xing)經(jing)驗;其次(ci)它的(de)(de)(de)(de)占(zhan)比(bi)很高——目前全世(shi)界(jie)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)裝(zhuang)機里面有3/4都是(shi)(shi)槽(cao)式的(de)(de)(de)(de);另(ling)外槽(cao)式集熱(re)器模(mo)(mo)(mo)塊設(she)計(ji)非(fei)常(chang)適(shi)(shi)合規模(mo)(mo)(mo)化生產,因(yin)為是(shi)(shi)標準化設(she)計(ji),規模(mo)(mo)(mo)化裝(zhuang)配,特別適(shi)(shi)合大規模(mo)(mo)(mo)部署;此外,槽(cao)式光(guang)(guang)熱(re)技術(shu)(shu)成(cheng)本(ben)下(xia)降的(de)(de)(de)(de)技術(shu)(shu)路徑非(fei)常(chang)清晰,目前都是(shi)(shi)朝著大開口的(de)(de)(de)(de)方向去做(zuo),同時工質的(de)(de)(de)(de)溫度進(jin)一步提高,包括(kuo)430℃以上的(de)(de)(de)(de)硅油或者565℃的(de)(de)(de)(de)熔鹽。


此間,盧(lu)智恒還指出了業(ye)界針對槽(cao)式(shi)光熱技術的認識存在三大(da)(da)誤區:1、槽(cao)式(shi)不適合高緯度地區;2、槽(cao)式(shi)發電量季節(jie)性差(cha)異非常(chang)大(da)(da);3、槽(cao)式(shi)對于地形的要求很高,并結合自(zi)身的技術研(yan)究(jiu)成果和實際項目運行表現就上(shang)述誤區進行了一一解釋(shi)說明。


關于槽式光熱技術的(de)成本下降(jiang)空(kong)間,盧智(zhi)恒認(ren)為,通過(guo)規模化、經(jing)驗積累和技術進步(bu)三條(tiao)路徑(jing)后,光熱電(dian)站的(de)電(dian)價能夠接近(jin)于調峰火電(dian)電(dian)力的(de)平(ping)價價格(ge)。


更多精彩內容,請閱讀下面刊出的盧智恒的演講全文:


盧智恒:各位參會代表,各位同行,大(da)家下(xia)午(wu)好!


我(wo)是盧智恒(heng),今天跟大(da)家一(yi)起(qi)分享一(yi)下槽式光(guang)熱儲能電站在大(da)規模調峰場景下的設計方案與產(chan)業化降(jiang)本路徑。


前面(mian)很多同(tong)行更多在講塔式(shi),但(dan)是我可(ke)以告訴大家,在全球已建成光熱電站中槽式(shi)占很大的比重,而且(qie)它的技術發展方向(xiang)是非常清(qing)晰(xi)的。


接下(xia)來分享(xiang)下(xia)大家比較關心的中核(he)龍(long)騰(teng)烏拉特100MW槽式項目的運行情(qing)況(kuang)。


該項(xiang)目(mu)(mu)屬于國家(jia)第一批示范項(xiang)目(mu)(mu),采用龍騰光熱核心技術和集熱場集成裝備,實(shi)現(xian)了中國槽式光熱電(dian)站領域的首次國產(chan)化替代,性能指標達到國際先(xian)進水平,也成為國內(nei)同緯度下(xia)第一個滿負荷發電(dian)的光熱項(xiang)目(mu)(mu)。圓滿完成了國家(jia)主管部門的示范目(mu)(mu)標。


該(gai)項目也是全球緯度最(zui)高(北緯46°)的槽式項目,2020年(nian)1月(yue)首(shou)次實(shi)現并網發(fa)電(dian),2020年(nian)12月(yue)底實(shi)現滿負(fu)荷(he)發(fa)電(dian),2021年(nian)8月(yue)份儲熱系統全部(bu)投產,一(yi)直運行到現在(zai)。


目(mu)(mu)前項目(mu)(mu)從投產到今(jin)年(nian)(nian)(nian)7月(yue)底(di)的累(lei)計(ji)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)已(yi)達(da)4.3億度(du)(du),2021年(nian)(nian)(nian)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)是2.1億度(du)(du),今(jin)年(nian)(nian)(nian)上半年(nian)(nian)(nian)發(fa)(fa)了1.8億度(du)(du)電(dian)。2022年(nian)(nian)(nian)1月(yue)份,烏拉特電(dian)站停(ting)機檢修并進行了消缺改造,今(jin)年(nian)(nian)(nian)第(di)二(er)季(ji)度(du)(du)利(li)用小時數(shu)超過(guo)1200小時,6月(yue)5日達(da)到了單日最高發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)2192MWh,期(qi)間天氣(qi)較好的6月(yue)5日-6月(yue)14日的連(lian)續不停(ting)機發(fa)(fa)電(dian)期(qi)間10天累(lei)計(ji)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)(liang)達(da)到19464MWh,充分展現了槽式光熱(re)電(dian)站連(lian)續高負荷(he)的運行能力。


接下(xia)來分(fen)享下(xia)槽式技(ji)術針對大規模調峰(feng)場景的優化設計。


槽(cao)式(shi)光熱(re)技術在全世(shi)界已有30多年(nian)的(de)(de)發展歷史,它(ta)是線(xian)聚焦技術,工作原(yuan)理就是把槽(cao)式(shi)集(ji)熱(re)器(qi)進(jin)行南北向(xiang)布置,跟蹤太陽由東到西,這(zhe)是常規的(de)(de)做法;然后(hou)用導(dao)熱(re)油收集(ji)到的(de)(de)熱(re)量一部分會進(jin)汽輪(lun)機,另一部分進(jin)儲能熔鹽罐(guan)。但是槽(cao)式(shi)的(de)(de)核心部件——集(ji)熱(re)器(qi),真空管(guan)和反(fan)射(she)鏡(jing)是固定裝配好的(de)(de),而且光程(cheng)很短,反(fan)射(she)鏡(jing)面(mian)離(li)吸熱(re)管(guan)的(de)(de)長度(du)平均只有2米左右,不會受到大氣通透度(du)的(de)(de)影響。


目(mu)前塔式電站上的(de)很多(duo),但是塔式電站有(you)一(yi)個很大(da)的(de)問題(ti),即針對反射鏡面到吸熱(re)器之間遠距離光程(cheng)的(de)衰減問題(ti),目(mu)前沒有(you)太好(hao)的(de)手段;我(wo)知道迪拜項(xiang)目(mu)委托西班(ban)牙的(de)一(yi)家企業在提供一(yi)套設備,就是為了實時現場測(ce)量大(da)氣通透(tou)度,在陰(yin)霾天氣、浮塵天氣和晴天光經過大(da)氣的(de)衰減是不一(yi)樣的(de),所(suo)以這種(zhong)衰減也(ye)會(hui)影響電站運營(ying),并(bing)會(hui)提升系統運行(xing)的(de)復雜(za)度。


而槽(cao)式光(guang)熱(re)系統光(guang)程很短,所以(yi)槽(cao)式是以(yi)管程來換光(guang)程的(de)(de)(de)(de)一種設計理念。槽(cao)式有(you)很多優點,首先它是全(quan)球范圍內(nei)最成熟的(de)(de)(de)(de)光(guang)熱(re)發電(dian)技術,比如美國已(yi)有(you)運行(xing)30多年的(de)(de)(de)(de)槽(cao)式電(dian)站,槽(cao)式電(dian)站的(de)(de)(de)(de)長期(qi)運行(xing)經驗積(ji)累的(de)(de)(de)(de)非常豐富;其(qi)次它的(de)(de)(de)(de)占比很高——目前全(quan)世界的(de)(de)(de)(de)光(guang)熱(re)發電(dian)裝機(ji)里面有(you)3/4都(dou)是槽(cao)式的(de)(de)(de)(de),國內(nei)的(de)(de)(de)(de)情況可能反過來。


第二個優點,就是(shi)槽式集熱(re)器(qi)模(mo)塊設(she)計非(fei)常適合規(gui)模(mo)化(hua)生產,因為(wei)是(shi)標準化(hua)設(she)計,規(gui)模(mo)化(hua)裝配,特別適合大規(gui)模(mo)部署。


還有(you)一個優點,就是成本(ben)下降(jiang)的(de)(de)技(ji)術(shu)路徑(jing)非常(chang)清晰,目前都是朝著大開口集(ji)熱(re)器的(de)(de)方向去做,同時工質的(de)(de)溫(wen)度進一步提高,包(bao)括430℃以上的(de)(de)硅油或(huo)者565℃的(de)(de)熔(rong)鹽,常(chang)規島可以實現200MW以上的(de)(de)單機大容(rong)量。槽(cao)式(shi)光熱(re)技(ji)術(shu)路線(xian)綜合集(ji)熱(re)島、儲熱(re)島、常(chang)規島的(de)(de)分塊降(jiang)本(ben),通(tong)過兩三輪技(ji)術(shu)迭代能較快(kuai)實現調(diao)峰(feng)平價(jia)。


接下來我想糾(jiu)正幾個大家對槽式(shi)技術的認識(shi)誤(wu)區。


第一、大家認為槽式是不適合高緯度地區的,因為它的余弦效應。


之前(qian)我在(zai)另外(wai)一個單位工作的(de)時候,國(guo)際范圍有個不成(cheng)文的(de)規則——槽式電(dian)站選址的(de)緯(wei)度(du)不會超過(guo)40°。大家可(ke)以去看目前(qian)Solarpaces上有統計的(de)全(quan)世界的(de)光熱電(dian)站緯(wei)度(du)都在(zai)40°以下。


但是中國比較特殊,烏拉特,哈密等一些適宜光熱電(dian)站開發地區(qu)的(de)緯度都在(zai)40°以(yi)上,怎么(me)辦?是不(bu)(bu)是不(bu)(bu)適合呢?我(wo)們做了一些分(fen)析,同一個(ge)電(dian)站,同樣的(de)集熱面積(ji),什么(me)都不(bu)(bu)改變,就改變它的(de)布(bu)置方(fang)向(xiang)(xiang),剛(gang)才(cai)我(wo)說(shuo)過(guo)常規(gui)的(de)槽(cao)式是一個(ge)南(nan)北(bei)方(fang)向(xiang)(xiang)布(bu)置,由東(dong)向(xiang)(xiang)西(xi)跟著(zhu)太陽轉(zhuan)的(de),現(xian)在(zai)我(wo)就把(ba)方(fang)向(xiang)(xiang)轉(zhuan)一轉(zhuan),把(ba)南(nan)北(bei)向(xiang)(xiang)的(de)布(bu)置變成東(dong)西(xi)向(xiang)(xiang)的(de)布(bu)置,這個(ge)時候跟蹤的(de)是太陽的(de)高(gao)度角,由東(dong)到西(xi)的(de)方(fang)位角,這個(ge)表述不(bu)(bu)嚴謹,但是跟蹤的(de)是高(gao)度角,由東(dong)向(xiang)(xiang)西(xi)的(de)方(fang)位角會產生余弦,這樣的(de)話電(dian)站每天(tian)的(de)余弦效應在(zai)一年內都是差不(bu)(bu)多的(de)。


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我們(men)(men)(men)為(wei)了(le)排除其他因素的(de)影(ying)響(xiang),我們(men)(men)(men)就對(dui)比(bi)光(guang)能夠到達(da)吸熱管(guan)的(de)量(liang),一(yi)(yi)年8760個小時(shi)有(you)多少,可以(yi)看我們(men)(men)(men)有(you)一(yi)(yi)列(lie)南(nan)北向的(de)集熱量(liang),還(huan)有(you)東(dong)(dong)西(xi)向的(de)集熱量(liang),可以(yi)看到在(zai)40°以(yi)下的(de)地(di)(di)區(qu),確實是(shi)南(nan)北向布(bu)置(zhi)的(de)集熱量(liang)多一(yi)(yi)點(dian),但(dan)是(shi)到了(le)哈密(43.7°)等更高緯(wei)度(du)(du)地(di)(di)區(qu),東(dong)(dong)西(xi)向布(bu)置(zhi)的(de)集熱量(liang)要多。而烏(wu)拉特是(shi)一(yi)(yi)個位于中(zhong)間(jian)的(de)地(di)(di)方,從這(zhe)個對(dui)比(bi),我們(men)(men)(men)可以(yi)看出,越是(shi)緯(wei)度(du)(du)低的(de)地(di)(di)方,南(nan)北向的(de)布(bu)置(zhi)越有(you)利,越是(shi)緯(wei)度(du)(du)高的(de)地(di)(di)方,我們(men)(men)(men)要把它(ta)變成東(dong)(dong)西(xi)向布(bu)置(zhi),并不是(shi)說這(zhe)種技(ji)術不適用于高緯(wei)度(du)(du)的(de)地(di)(di)區(qu)。


第二個誤區:槽式季節性差異非常大,意思是夏天發的電很多,但是到了冬天不行,這也是一個認識的誤區。


前面一句話說的(de)(de)對(dui)的(de)(de)前提是(shi)南北向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)(bu)置(zhi),南北向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)可(ke)(ke)(ke)以看(kan)(kan)(kan)左上(shang)(shang)角的(de)(de)圖(tu)(tu)是(shi)一年(nian)365天(tian)出(chu)力功率的(de)(de)情況,可(ke)(ke)(ke)以看(kan)(kan)(kan)出(chu)來夏天(tian)的(de)(de)時候確實很高(gao),鏡場每天(tian)接收(shou)到的(de)(de)太陽能量(liang)(liang)能達到5000MWh,但(dan)到了冬天(tian)只有1500 MWh,季(ji)節性差異非常(chang)大(da);但(dan)是(shi)同樣把它變成東西向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)后,整(zheng)個曲線就(jiu)平滑(hua)下(xia)來了,基(ji)本(ben)上(shang)(shang)每個季(ji)度最(zui)高(gao)的(de)(de)一天(tian)的(de)(de)數值都(dou)在(zai)3000 MWh左右。如果說左邊(bian)(bian)兩張圖(tu)(tu)看(kan)(kan)(kan)不清楚,看(kan)(kan)(kan)右邊(bian)(bian)的(de)(de)圖(tu)(tu),這是(shi)每個月發電量(liang)(liang)的(de)(de)統計(ji),可(ke)(ke)(ke)以看(kan)(kan)(kan)到藍色的(de)(de)圖(tu)(tu)是(shi)南北向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)(bu)置(zhi),橙色是(shi)東西向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)(bu)置(zhi),可(ke)(ke)(ke)以看(kan)(kan)(kan)出(chu)變成東西向(xiang)(xiang)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)之后,全年(nian)的(de)(de)季(ji)節性差異變的(de)(de)很小了。


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這一點(dian)(dian)在(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)上有什么(me)優點(dian)(dian)呢,這三張圖(tu)都畫了紅色虛(xu)線,對于設(she)計(ji)(ji)電站(zhan)(zhan)來(lai)(lai)講(jiang)是很(hen)大(da)的(de)(de)(de)問題,如果電站(zhan)(zhan)一年(nian)的(de)(de)(de)出力(li)比較(jiao)平(ping)均,無論(lun)在(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)換熱(re)系統的(de)(de)(de)大(da)小或者儲熱(re)時長、容量的(de)(de)(de)時候,按照(zhao)東西向布置我們可以設(she)計(ji)(ji)一個(ge)比較(jiao)好的(de)(de)(de)值,全(quan)年(nian)不會(hui)說冬天充不滿,而到夏天棄掉很(hen)多(duo),這對設(she)計(ji)(ji)電站(zhan)(zhan)來(lai)(lai)講(jiang)是有好處的(de)(de)(de),因為棄熱(re)棄的(de)(de)(de)越多(duo),證明你扔掉的(de)(de)(de)錢越多(duo)。


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同時,南(nan)北(bei)向換成(cheng)東西(xi)向布(bu)置(zhi)之(zhi)后(hou)可(ke)以節省土地。如圖,上面(mian)是南(nan)北(bei)向布(bu)置(zhi),下面(mian)是東西(xi)向布(bu)置(zhi),他們的(de)間(jian)(jian)距都用(yong)L來(lai)表示,通過計算改變行間(jian)(jian)距的(de)距離,我們可(ke)以看下邊(bian)的(de)圖,一般(ban)南(nan)北(bei)向布(bu)置(zhi)的(de)烏(wu)拉特項目用(yong)了(le)17米左右的(de)行間(jian)(jian)距。


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通過計算可以(yi)知道,因為(wei)有(you)陰影阻擋關系,所以(yi)無限長(chang)的(de)(de)距(ju)離(li)都(dou)會有(you)損失,我們就以(yi)20米(mi)的(de)(de)間(jian)距(ju)為(wei)起點,看藍(lan)色的(de)(de)線(xian)是(shi)(shi)南(nan)北向布置的(de)(de),17米(mi)的(de)(de)行(xing)間(jian)距(ju)意(yi)(yi)味著要(yao)犧牲1%的(de)(de)能(neng)量(liang),如(ru)果(guo)(guo)進一步縮(suo)小行(xing)間(jian)距(ju),那棄(qi)掉(diao)的(de)(de)熱(re)量(liang)就會越多,但(dan)是(shi)(shi)能(neng)越節(jie)(jie)省土地。橙色線(xian)比藍(lan)色線(xian)更(geng)平滑,這意(yi)(yi)味著我可以(yi)把(ba)行(xing)間(jian)距(ju)縮(suo)的(de)(de)更(geng)短,但(dan)是(shi)(shi)棄(qi)掉(diao)的(de)(de)熱(re)量(liang)更(geng)少,換(huan)句(ju)話說即收集相同的(de)(de)熱(re)量(liang),我可以(yi)將這個行(xing)間(jian)距(ju)縮(suo)的(de)(de)更(geng)短。對于節(jie)(jie)省土地來說,這是(shi)(shi)立竿見影的(de)(de)效(xiao)果(guo)(guo),因為(wei)光熱(re)項目大(da)部分都(dou)是(shi)(shi)鏡場的(de)(de)占地,如(ru)果(guo)(guo)行(xing)間(jian)距(ju)從(cong)17米(mi)縮(suo)到14米(mi),能(neng)省20%的(de)(de)占地。


這(zhe)是(shi)兩(liang)(liang)個不同廠址的(de)風(feng)(feng)(feng)玫(mei)瑰圖,風(feng)(feng)(feng)的(de)荷(he)(he)載(zai)對(dui)槽(cao)式集熱器(qi)來說(shuo)是(shi)一個重(zhong)要影響因素,它(ta)決(jue)定了集熱器(qi)設計的(de)強度,而設計強度意味(wei)著鋼材的(de)用量;如(ru)果我(wo)們(men)把這(zhe)個布置(zhi)的(de)方向和風(feng)(feng)(feng)的(de)玫(mei)瑰圖結合起來,可以(yi)減少迎(ying)風(feng)(feng)(feng)面(mian)時(shi)的(de)設計荷(he)(he)載(zai),為什么?因為槽(cao)式集熱器(qi)正(zheng)對(dui)風(feng)(feng)(feng)吹的(de)時(shi)候所受(shou)到的(de)力是(shi)最大的(de),當風(feng)(feng)(feng)從(cong)兩(liang)(liang)行之間過去的(de)時(shi)候,受(shou)到的(de)負荷(he)(he)是(shi)最小的(de),這(zhe)也是(shi)一個我(wo)們(men)在優化布置(zhi)里面(mian)可以(yi)考(kao)慮(lv)的(de)因素。


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這樣的話,鋼材(cai)用量減少下來了,整個項目的造(zao)價也就降低了。


第三個(ge)認識(shi)誤區是(shi)(shi)地(di)形。我(wo)們都說(shuo)槽式對(dui)地(di)形的影(ying)響很高,需要場(chang)地(di)非常平(ping)整,這(zhe)句話說(shuo)對(dui)了(le)一(yi)半(ban),為什么?槽式集熱器是(shi)(shi)對(dui)軸線方(fang)向(xiang)上的坡度要求很高,但是(shi)(shi)在垂直于軸線方(fang)向(xiang)上的可以沿著自然的坡度。我(wo)們知道,場(chang)地(di)的平(ping)整土方(fang)量(liang)是(shi)(shi)組成(cheng)造價的很大的一(yi)部(bu)分,如果我(wo)們能(neng)把這(zhe)個(ge)布置的方(fang)向(xiang)和場(chang)地(di)的自然地(di)形結合起來,場(chang)平(ping)的土方(fang)量(liang)就能(neng)夠減少。


槽式(shi)集熱(re)器的(de)(de)(de)布(bu)置(zhi),不是只有南(nan)北東(dong)西兩個(ge)(ge)方向,其實可以任(ren)意的(de)(de)(de)角度來(lai)布(bu)置(zhi),但(dan)布(bu)置(zhi)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)第一個(ge)(ge)當然是為了得到更多(duo)的(de)(de)(de)能量,第二個(ge)(ge)是能夠減少整個(ge)(ge)系統的(de)(de)(de)造價(jia)。所(suo)以后續無論在分析(xi)或者考慮設計槽式(shi)項目(mu)的(de)(de)(de)時候,這一步是需要做的(de)(de)(de)。


上面(mian)的(de)(de)對比都是(shi)只到了吸熱(re)(re)管集(ji)(ji)熱(re)(re)量(liang)(liang)的(de)(de)那一(yi)步,但實(shi)際上影響(xiang)最后發電的(de)(de)還有(you)很多。最簡(jian)單的(de)(de)大(da)家可以(yi)想,在夏(xia)天的(de)(de)時(shi)候,如果到達集(ji)(ji)熱(re)(re)管的(de)(de)量(liang)(liang)很多的(de)(de)時(shi)候,就(jiu)要(yao)(yao)棄光了,就(jiu)要(yao)(yao)棄掉一(yi)部分,那進入儲熱(re)(re)系統和(he)汽機的(de)(de)能量(liang)(liang)就(jiu)會少了。所以(yi)即使集(ji)(ji)熱(re)(re)器(qi)南北(bei)布(bu)置和(he)東(dong)(dong)西(xi)布(bu)置集(ji)(ji)熱(re)(re)量(liang)(liang)相差(cha)不大(da)的(de)(de)情況下,最終的(de)(de)發電量(liang)(liang)肯定也是(shi)有(you)區別的(de)(de)。計算表明(ming),其實(shi)在更低的(de)(de)緯度(du)下,東(dong)(dong)西(xi)向的(de)(de)布(bu)置已經顯(xian)現(xian)出這樣的(de)(de)優勢。


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槽(cao)(cao)式(shi)集熱(re)器(qi)(qi)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)發展(zhan)是朝著大(da)(da)開口的(de)(de)(de)方向,所以大(da)(da)開口的(de)(de)(de)集熱(re)器(qi)(qi)有助于(yu)進一步降低(di)造價,降低(di)度(du)(du)電成本。目前常用開口5.7米(mi)的(de)(de)(de)歐(ou)槽(cao)(cao),大(da)(da)開口的(de)(de)(de)新疆現(xian)在有8.6米(mi)開口的(de)(de)(de)項目,長度(du)(du)可(ke)能有變(bian)化,單個集熱(re)器(qi)(qi)集熱(re)量輸出(chu)已經超過原(yuan)來(lai)。還有更大(da)(da)的(de)(de)(de)14米(mi)的(de)(de)(de)超大(da)(da)槽(cao)(cao)的(de)(de)(de)設(she)計,包括槽(cao)(cao)式(shi)集熱(re)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)設(she)計點,設(she)計點的(de)(de)(de)功率和長度(du)(du),這些都會(hui)有變(bian)化。


接下來我(wo)們再想(xiang)(xiang)一想(xiang)(xiang),一個光(guang)熱電(dian)站究竟能做(zuo)到多大,單(dan)機的(de)電(dian)站,全世界最大的(de)槽式電(dian)站是美國裝機280兆(zhao)瓦(wa)的(de)Solana電(dian)站,目(mu)(mu)前已經投(tou)產的(de)摩洛(luo)哥(ge)NOOR2槽式項目(mu)(mu)是200兆(zhao)瓦(wa),在建迪拜槽式項目(mu)(mu)也是200兆(zhao)瓦(wa)。


單機槽式電(dian)站(zhan)(zhan)其實(shi)非常(chang)適(shi)合規模化(hua)的(de)部(bu)署,那最(zui)大(da)的(de)槽式電(dian)站(zhan)(zhan)能做到(dao)(dao)多大(da)?當然我們回答這(zhe)個(ge)問(wen)題的(de)時(shi)候要(yao)先設一些邊際條件(jian),第一個(ge)是(shi)(shi)如(ru)何(he)調度(du)。是(shi)(shi)像目(mu)前已建成的(de)示范(fan)電(dian)站(zhan)(zhan)那樣每(mei)天(tian)任(ren)何(he)時(shi)候都(dou)可以(yi)發(fa),還是(shi)(shi)要(yao)適(shi)應大(da)基地(di)的(de)調度(du)。如(ru)果現在考(kao)慮(lv)設計超大(da)電(dian)站(zhan)(zhan)的(de)時(shi)候,考(kao)慮(lv)適(shi)應大(da)規模的(de)調峰方(fang)式設計的(de)——意思就是(shi)(shi)頂晚高峰,下午大(da)概4點開(kai)始,一直到(dao)(dao)晚上這(zhe)個(ge)電(dian)站(zhan)(zhan)發(fa)完電(dian)為止(zhi),可能覆蓋(gai)6-7個(ge)小時(shi),每(mei)天(tian)不一樣。


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剛才(cai)我(wo)說了很多包(bao)括布(bu)置(zhi)方(fang)式(shi)(shi)(shi),新(xin)的(de)(de)技術(shu),我(wo)們都(dou)應用在這個(ge)超大電站的(de)(de)設計里面(mian),包(bao)括開口8.6米的(de)(de)集(ji)熱(re)(re)(re)器(qi),集(ji)熱(re)(re)(re)管(guan)內徑(jing)從(cong)原(yuan)來的(de)(de)70mm變成(cheng)90mm(全(quan)廠流阻就(jiu)會降低),用東西向的(de)(de)布(bu)置(zhi)(希(xi)望(wang)全(quan)年每個(ge)季(ji)度每天(tian)都(dou)是(shi)(shi)差不(bu)(bu)多的(de)(de),同時在高(gao)緯(wei)度地區可以(yi)(yi)獲得更(geng)多的(de)(de)能量)、采(cai)用新(xin)一(yi)代的(de)(de)硅油(好處(chu)是(shi)(shi)在于它的(de)(de)凝(ning)固點非常低,零下40℃,非常適(shi)合國內的(de)(de)氣候條件,不(bu)(bu)需(xu)要(yao)防凝(ning)系統);還(huan)有我(wo)要(yao)糾正的(de)(de)是(shi)(shi)剛才(cai)有同行(xing)(xing)說槽式(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)能解耦(ou)(ou),其實槽式(shi)(shi)(shi)可以(yi)(yi)解耦(ou)(ou),如(ru)右上圖槽式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)解耦(ou)(ou)工藝方(fang)式(shi)(shi)(shi):把(ba)導(dao)熱(re)(re)(re)油全(quan)部進熔(rong)鹽罐和(he)熔(rong)鹽換(huan)熱(re)(re)(re),要(yao)產生蒸汽的(de)(de)時候,是(shi)(shi)熔(rong)鹽和(he)水來換(huan)熱(re)(re)(re),這樣它的(de)(de)前面(mian)集(ji)熱(re)(re)(re)和(he)后面(mian)放熱(re)(re)(re)部分完全(quan)可以(yi)(yi)解耦(ou)(ou)了;而且用的(de)(de)硅油的(de)(de)好處(chu),前面(mian)導(dao)熱(re)(re)(re)油系統不(bu)(bu)管(guan)到晚(wan)上多少(shao)度,我(wo)不(bu)(bu)需(xu)要(yao)防凝(ning),一(yi)直讓它循環就(jiu)行(xing)(xing)了,我(wo)只要(yao)做好熔(rong)鹽管(guan)路和(he)熔(rong)鹽系統的(de)(de)保溫就(jiu)可以(yi)(yi)了,所以(yi)(yi)這種解耦(ou)(ou)流程是(shi)(shi)可以(yi)(yi)滿足調(diao)峰電站的(de)(de)白天(tian)集(ji)熱(re)(re)(re),晚(wan)上(或晚(wan)高(gao)峰)發電的(de)(de)調(diao)度方(fang)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)。


還有這種單體超大的(de)(de)(de)(de)槽式(shi)項(xiang)目需要用到(dao)平行鏡(jing)場的(de)(de)(de)(de)設計(ji)理念(nian),為(wei)什么?請(qing)看右下角圖片,因為(wei)所(suo)有的(de)(de)(de)(de)槽式(shi)管路(lu)(lu)每個(ge)回路(lu)(lu)是并聯的(de)(de)(de)(de),最后要匯集(ji)到(dao)最粗的(de)(de)(de)(de)管道(dao)里面,而這個(ge)最粗的(de)(de)(de)(de)管道(dao)按照當前的(de)(de)(de)(de)工業生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)是有尺寸限(xian)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de),為(wei)了(le)避(bi)開(kai)這個(ge)尺寸限(xian)制(zhi)(zhi)(即使(shi)匯集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)母管道(dao),到(dao)了(le)油鹽(yan)(yan)換(huan)(huan)熱(re)器還是要分(fen)成(cheng)(cheng)(cheng)不同(tong)級路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de),那為(wei)什么要匯成(cheng)(cheng)(cheng)一路(lu)(lu)呢?)這樣就能(neng)突破最大管徑的(de)(de)(de)(de)限(xian)制(zhi)(zhi)。相當于(yu)我們要把鏡(jing)場分(fen)成(cheng)(cheng)(cheng)上下兩半,如圖每一套(tao)鏡(jing)場進(jin)一個(ge)油鹽(yan)(yan)換(huan)(huan)熱(re)器,最后把熱(re)量儲(chu)存(cun)到(dao)熔(rong)鹽(yan)(yan)罐(guan)里。同(tong)時罐(guan)子也是分(fen)成(cheng)(cheng)(cheng)8個(ge)或10個(ge),發(fa)電的(de)(de)(de)(de)時候把熔(rong)鹽(yan)(yan)從熔(rong)鹽(yan)(yan)罐(guan)里泵出來(lai),再匯集(ji)到(dao)母管,然后再進(jin)蒸汽(qi)發(fa)生(sheng)器。因為(wei)熔(rong)鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)密度要比導熱(re)油要高很多,所(suo)以它的(de)(de)(de)(de)管徑能(neng)夠(gou)在目前工藝(yi)能(neng)夠(gou)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內。


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剛(gang)才也說(shuo)了(le),就是(shi)電(dian)站(zhan)的(de)設(she)(she)計(ji)目標(biao)是(shi)年利用(yong)1500-2000小(xiao)時,盡量覆蓋(gai)(gai)晚高(gao)峰(feng),設(she)(she)計(ji)的(de)結果(guo)怎么樣呢?我們拿烏拉特這個位置進(jin)行概念設(she)(she)計(ji),參數如下:北緯41.5°,汽機裝機量600兆瓦(wa),這個規模在火電(dian)里面不算(suan)大;整個電(dian)站(zhan)采用(yong)東西向布置,一(yi)共有700多個回路,占地(di)1.5萬畝地(di),相當于(yu)已(yi)建成烏拉特100MW槽式電(dian)站(zhan)占地(di)面積的(de)兩倍多;集熱面積是(shi)385萬㎡;儲熱時長8小(xiao)時;最后計(ji)算(suan)的(de)結果(guo)是(shi)每年能(neng)(neng)夠覆蓋(gai)(gai)1700個小(xiao)時,就是(shi)晚高(gao)峰(feng)的(de)時候,如果(guo)按每天晚高(gao)峰(feng)6.5小(xiao)時來算(suan),覆蓋(gai)(gai)率能(neng)(neng)達(da)到72%。


最后講一講降本路徑。


剛才(cai)我說過,降(jiang)本(ben)有三種不同的槽(cao)型,同時降(jiang)本(ben)也(ye)是三條路徑:第一、規(gui)模化,第二、經驗積(ji)累,第三、技術進步。


第一階段(duan),我們認為降本有(you)三(san)個(ge)階段(duan),第一階段(duan)是(shi)現有(you)成熟技術的(de)(de)規(gui)(gui)模化;我們要把現在的(de)(de)100兆瓦(wa)裝(zhuang)機(目前已經投產(chan),各方面都已經證(zheng)實)容(rong)量(liang)做大(da),無(wu)論是(shi)多個(ge)的(de)(de),還(huan)是(shi)你做一個(ge)超大(da)型(xing)的(de)(de)槽式電站,只有(you)通過(guo)規(gui)(gui)模化的(de)(de)效應,才能讓更(geng)多的(de)(de)供應商進來,實現更(geng)多的(de)(de)市(shi)場競爭(zheng),這(zhe)樣才能帶動產(chan)品(pin)造價(jia)的(de)(de)下降。


第二階(jie)段,要通(tong)過大開(kai)口槽式集熱(re)(re)器+硅(gui)基導熱(re)(re)油來實(shi)現,比如8.6米集熱(re)(re)器+硅(gui)油,度電成本在此條(tiao)件(jian)下我們預計相比上(shang)一個階(jie)段可以(yi)下降20%-30%。因為采用這(zhe)種大開(kai)口槽可以(yi)減少回(hui)路設(she)備,減少防凝系統,同(tong)時工作溫(wen)度提高到420-430℃,熔鹽的使用量也能相應減少。


第(di)三(san)階段,我們(men)要(yao)用到超大開口槽和熔鹽。使用熔鹽作為傳儲熱工(gong)質(zhi)可以(yi)減少油鹽換熱器,這是非(fei)常好的一(yi)個(ge)優點;當然還會有(you)一(yi)些反射鏡工(gong)藝上(shang)面(mian)的改進,現在反射鏡面(mian)反射率一(yi)般(ban)為94%左右,目(mu)前(qian)正在做(zuo)的技術研發計劃把反射率再提升2-3%。


這個階段度電(dian)(dian)成(cheng)本預計還可(ke)以在上(shang)一階段基礎上(shang)再下降15-20%,經過這三個階段之(zhi)后,光熱電(dian)(dian)站的(de)電(dian)(dian)價(jia)(jia)能(neng)夠(gou)接近于調峰火(huo)電(dian)(dian)電(dian)(dian)力的(de)平價(jia)(jia)價(jia)(jia)格(ge)。


最后(hou)羅嗦幾句,光熱發電(dian)技(ji)(ji)術其實在(zai)國際上已經存在(zai)了很多(duo)年,也(ye)不(bu)是(shi)我(wo)們(men)國內(nei)自(zi)創的技(ji)(ji)術,但(dan)是(shi)我(wo)們(men)在(zai)把國際上的技(ji)(ji)術拿到國內(nei)來用的時候,不(bu)能(neng)說簡單復制(zhi)粘貼(tie),因為國內(nei)有很多(duo)特殊要求,比如說緯度的要求。我(wo)們(men)必(bi)須(xu)得改變思(si)路,而不(bu)是(shi)別人怎(zen)么(me)干我(wo)們(men)就(jiu)怎(zen)么(me)干,專業技(ji)(ji)術方面,要做到知(zhi)其然而且(qie)要知(zhi)其所以然。我(wo)今天(tian)就(jiu)分(fen)享到這里。


謝謝!

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