“十四(si)五”期間,產(chan)業結(jie)構(gou)與用能結(jie)構(gou)優化取得積極進展(zhan),能源資源利用效(xiao)率大幅提升,建(jian)成一批綠(lv)色(se)工(gong)(gong)廠(chang)和綠(lv)色(se)工(gong)(gong)業園(yuan)區,研發、示范、推廣一批減排(pai)效(xiao)果(guo)顯(xian)著的低碳(tan)零(ling)碳(tan)負碳(tan)技術工(gong)(gong)藝裝(zhuang)備產(chan)品(pin),筑牢工(gong)(gong)業領域碳(tan)達峰基礎(chu)。到2025年,規模以(yi)上工(gong)(gong)業單位(wei)增加(jia)值能耗(hao)較(jiao)2020年下(xia)(xia)降(jiang)13.5%,單位(wei)工(gong)(gong)業增加(jia)值二(er)氧(yang)化碳(tan)排(pai)放下(xia)(xia)降(jiang)幅度大于全社(she)會下(xia)(xia)降(jiang)幅度,重點(dian)行業二(er)氧(yang)化碳(tan)排(pai)放強度明顯(xian)下(xia)(xia)降(jiang)。
“十五五”期間,產業結構布局進一步優化,工業能耗強度、二氧化碳排放強度持續下降,努力達峰削峰,在實現工業領域碳達峰的基礎上強化碳中和能力,基本建立以高效、綠色、循環、低碳為重要特征的現代工業體系。確保工業領域二氧化碳排放在2030年前達
作為眾多工業企(qi)業在“煤(mei)改(gai)氣”、“煤(mei)改(gai)電”的(de)雙替代改(gai)造后,出現大(da)規(gui)模(mo)企(qi)業能(neng)源蒸汽成(cheng)本(ben)(ben)迅速上漲,燃料價(jia)格(ge)向上帶(dai)來的(de)生產成(cheng)本(ben)(ben)不斷(duan)攀升,市場亟需提供(gong)抑制能(neng)源成(cheng)本(ben)(ben)增加(jia)的(de)有效解(jie)決方案,讓企(qi)業能(neng)夠在能(neng)源結構轉型中不至(zhi)于走向因能(neng)源成(cheng)本(ben)(ben)增加(jia)而出現微利甚至(zhi)破(po)產邊緣。
作(zuo)為槽(cao)式(shi)(shi)太陽(yang)能(neng)(neng)光熱發電技術的(de)集熱高(gao)效(xiao)利用方式(shi)(shi)必將作(zuo)為一種可再生能(neng)(neng)源技術,在(zai)工業(ye)(ye)企業(ye)(ye)能(neng)(neng)源革命(ming)后的(de)再替代市場中(zhong)作(zuo)為最佳技術形式(shi)(shi)開始吸引越(yue)來越(yue)多的(de)關注,并逐步走(zou)向實施落地,以不斷(duan)抑制能(neng)(neng)源上漲(zhang)帶來的(de)企業(ye)(ye)經營壓(ya)力。
圖1圖為工業蒸汽開口3000mm集熱器(網絡圖片(pian))
槽式太陽(yang)能(neng)集(ji)熱技術在(zai)(zai)工業蒸(zheng)(zheng)汽領域的替代應用,圍繞著工業用蒸(zheng)(zheng)汽的特性(xing)(xing)在(zai)(zai)優化改(gai)變(bian)自己本身,不(bu)(bu)能(neng)再停留(liu)在(zai)(zai)光熱發電、光熱熱水的思(si)維(wei)模式,必(bi)須要考慮到更佳(jia)(jia)適應性(xing)(xing)、經濟性(xing)(xing)、穩定(ding)性(xing)(xing),同(tong)時要解決太陽(yang)能(neng)系統的持續性(xing)(xing)、匹(pi)配性(xing)(xing)、安全(quan)性(xing)(xing)等的諸(zhu)多挑戰和解決不(bu)(bu)同(tong)企(qi)業工廠用蒸(zheng)(zheng)汽模式的最(zui)佳(jia)(jia)耦合運行方案。
考(kao)慮到目前的(de)工(gong)業企業面(mian)臨標(biao)煤能(neng)耗的(de)降低,綠色低碳(tan)清潔發展(zhan),實(shi)現碳(tan)達峰(feng)、碳(tan)中和的(de)目標(biao)遠景,我們優先開展(zhan)燃氣鍋爐(lu)、電鍋爐(lu)用戶(hu)的(de)太陽能(neng)再節約替(ti)代方向,對于生物(wu)質、醇基燃料、清潔煤等其他形(xing)式保留下(xia)來的(de)鍋爐(lu),同(tong)樣可行有(you)效(xiao),需要根據用戶(hu)的(de)資源條(tiao)件設計(ji)優化合理的(de)多能(neng)互補模式。
以適應性(xing)為(wei)目標的(de)創新設計(ji),作為(wei)最(zui)佳槽(cao)式集熱(re)技(ji)術的(de)誕生,我(wo)們(men)在(zai)設計(ji)階段(duan)擯棄(qi)了(le)目前光(guang)(guang)熱(re)發(fa)電槽(cao)式集熱(re)的(de)相對高(gao)成本設計(ji)思(si)想(xiang),在(zai)優化(hua)中我(wo)們(men)利用更(geng)匹配應用溫(wen)(wen)度(du)(du)區間采(cai)取(qu)降(jiang)(jiang)低(di)集熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)、從(cong)大(da)到小(xiao)、從(cong)長到短的(de)思(si)路,從(cong)工業(ye)蒸汽的(de)大(da)量客戶調研下(xia)來,集熱(re)場的(de)出口溫(wen)(wen)度(du)(du)比光(guang)(guang)熱(re)發(fa)電領域至少(shao)降(jiang)(jiang)低(di)了(le)150°以上,讓我(wo)們(men)的(de)材料、導熱(re)介質、全系(xi)統的(de)配置成本大(da)幅(fu)下(xia)降(jiang)(jiang),溫(wen)(wen)度(du)(du)和壓力降(jiang)(jiang)低(di)使集熱(re)系(xi)統也(ye)降(jiang)(jiang)低(di)了(le)安全風險,反射鏡采(cai)用兩片的(de)設計(ji)也(ye)極大(da)的(de)降(jiang)(jiang)低(di)了(le)施工安裝成本。
通(tong)過(guo)合(he)理(li)降(jiang)(jiang)級加上優化升級雙重系(xi)(xi)統(tong)(tong)設(she)計(ji)(ji)后,導熱(re)介質不僅僅是在(zai)(zai)最(zui)高(gao)溫度(du)的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)上控制在(zai)(zai)了315°以(yi)下(xia),更(geng)讓導熱(re)油的(de)(de)低溫從14°下(xia)降(jiang)(jiang)到-18°的(de)(de)更(geng)大冷(leng)凝點(dian),降(jiang)(jiang)低導熱(re)、傳熱(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)防凝成本。通(tong)過(guo)合(he)理(li)的(de)(de)優化設(she)計(ji)(ji),為(wei)打造更(geng)專業(ye)利(li)用(yong)光熱(re)發電技術的(de)(de)累積(ji)經(jing)驗,充分汲取(qu)中高(gao)溫集熱(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)應用(yong)特(te)點(dian),為(wei)槽式太陽能工業(ye)用(yong)蒸汽市(shi)場締造出最(zui)理(li)想的(de)(de)槽式集熱(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)設(she)計(ji)(ji)最(zui)佳方案(an),以(yi)適用(yong)于工業(ye)企業(ye)蒸汽領域的(de)(de)廣(guang)泛市(shi)場。
表1-1集熱器單元(SCE)參數
以(yi)最佳匹配性為(wei)目標(biao)的(de)(de)(de)優化設(she)(she)計,針對我(wo)們(men)自主開(kai)發的(de)(de)(de)槽(cao)式太陽能(neng)(neng)工業蒸汽市場專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)集(ji)熱(re)器,是在(zai)充分聽(ting)取各(ge)企業、設(she)(she)計院等專(zhuan)家的(de)(de)(de)建議后綜合(he)各(ge)專(zhuan)家智慧的(de)(de)(de)結晶。之所以(yi)設(she)(she)計這(zhe)個開(kai)口(kou)寬度(du)為(wei)3000mm、焦距950mm,集(ji)熱(re)管(guan)(guan)可選用(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)徑在(zai)40mm-60mm范圍(wei)大小,適用(yong)(yong)(yong)更大范圍(wei)的(de)(de)(de)核心部件(jian)選擇,有利于降低成本增加競(jing)爭力,能(neng)(neng)夠滿足溫度(du)在(zai)120℃~300℃范圍(wei)內的(de)(de)(de)工業蒸汽應用(yong)(yong)(yong)領域的(de)(de)(de)需要。
采取標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)化模(mo)塊單(dan)元每個(ge)SCE集(ji)熱(re)(re)器單(dan)元(SCE=6000mm)的(de)長度可以適用于6000mm,不(bu)同場地空間需要靈活合理搭配,整(zheng)個(ge)集(ji)熱(re)(re)系(xi)統的(de)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)回路按(an)照(zhao)200m設計,由4個(ge)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)SCA集(ji)熱(re)(re)器組(zu)合(SCA=50m)組(zu)成(cheng),整(zheng)個(ge)系(xi)統的(de)設計嚴格按(an)照(zhao)光(guang)熱(re)(re)發(fa)電的(de)光(guang)學(xue)效率控(kong)制(zhi)每項核(he)心部件的(de)嚴格設計、精(jing)細(xi)制(zhi)造、光(guang)學(xue)檢測、過程控(kong)制(zhi)、組(zu)裝(zhuang)集(ji)成(cheng)、系(xi)統優化。
表1-2集(ji)熱器組合(SCA)整(zheng)體參數
系統(tong)(tong)的(de)(de)設計(ji)考慮部(bu)分專(zhuan)家對于系統(tong)(tong)不能影響建(jian)筑物本(ben)身,也就是工(gong)(gong)業(ye)廠房高(gao)度(du)的(de)(de)因素;采用(yong)槽式拋(pao)物線短焦距的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)形式,為工(gong)(gong)業(ye)企業(ye)專(zhuan)家擔心的(de)(de)光污染問題得到了有效的(de)(de)解決(jue)和避免;考慮到工(gong)(gong)業(ye)有效空間的(de)(de)最(zui)大利用(yong),采取單軸跟蹤(zong)技(ji)(ji)術(shu)能夠提高(gao)光學接收效率(相(xiang)比(bi)非跟蹤(zong)技(ji)(ji)術(shu)),更(geng)在為建(jian)筑屋頂設計(ji)更(geng)輕便標準模塊化的(de)(de)半(ban)拋(pao)物面型結構方式;集熱系統(tong)(tong)采用(yong)導熱油吸熱傳熱換熱,能夠降(jiang)低系統(tong)(tong)壓力,提高(gao)系統(tong)(tong)安(an)全穩(wen)(wen)定性,通過(guo)利用(yong)導熱油緩沖罐(guan)的(de)(de)配(pei)置能夠穩(wen)(wen)定輸出給(gei)蒸汽(qi)發生器(qi),經(jing)過(guo)蒸汽(qi)發生器(qi)內(nei)的(de)(de)換熱器(qi)加熱水,從而給(gei)客戶提供穩(wen)(wen)定的(de)(de)蒸汽(qi),避免云的(de)(de)遮(zhe)擋(dang)給(gei)系統(tong)(tong)帶來的(de)(de)不穩(wen)(wen)定影響;
并通(tong)過合(he)(he)理的(de)設計儲能方案,為用(yong)(yong)戶提供更(geng)長時(shi)間的(de)太陽(yang)能蒸(zheng)(zheng)汽利用(yong)(yong)小時(shi)數,目前針對(dui)儲能的(de)技術在可考慮配置低成本固體儲熱(re)(re)、導熱(re)(re)油(you)、低熔點鹽、相(xiang)變材料(liao)等多種模(mo)式,為不同用(yong)(yong)戶的(de)需要(yao)設計最佳的(de)儲熱(re)(re)方案,以(yi)滿(man)足用(yong)(yong)戶的(de)蒸(zheng)(zheng)汽穩(wen)定需要(yao)。槽式太陽(yang)能工業蒸(zheng)(zheng)汽系統可以(yi)和現(xian)有(you)燃氣鍋爐(lu)、電(dian)鍋爐(lu)耦合(he)(he)匹配使用(yong)(yong),也可以(yi)根據項目情況配置有(you)機(ji)朗(lang)肯、螺桿機(ji)等發電(dian)系統達到更(geng)高利用(yong)(yong)的(de)模(mo)式。
圖(tu)2為槽式有機朗肯發電加(jia)供熱的多能互(hu)補方(fang)案
以經濟性(xing)為初心的設計滿足用戶需求(qiu),透過合理優化提供穩(wen)定運行可靠的槽式太(tai)陽能工業(ye)蒸汽技術,如何能給客(ke)戶帶來(lai)好(hao)處,是每個(ge)企(qi)業(ye)最想知道的問題,基于槽式光(guang)(guang)熱(re)技術的特性(xing),是直(zhi)(zhi)接的光(guang)(guang)熱(re)轉(zhuan)換利用,從太(tai)陽能的利用效率上面是比(bi)光(guang)(guang)伏(fu)發電、光(guang)(guang)熱(re)發電提高轉(zhuan)換效率三倍多,光(guang)(guang)熱(re)的直(zhi)(zhi)接利用也縮短(duan)了能量(liang)的轉(zhuan)換模式。
再好的(de)(de)設計,再高(gao)的(de)(de)效率,最終客戶關系的(de)(de)是(shi)產生的(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)成本和一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)性投(tou)資(zi)的(de)(de)大(da)小(xiao),必須有(you)一(yi)(yi)(yi)套科學(xue)合(he)理的(de)(de)測算(suan)方式讓企業可接(jie)受。考慮到一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)性投(tou)資(zi)的(de)(de)因素,目前來說槽(cao)式太(tai)陽能技(ji)術應(ying)該(gai)是(shi)所(suo)有(you)蒸(zheng)汽(qi)系統里面對(dui)于設備一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)性投(tou)資(zi)最大(da)的(de)(de)系統技(ji)術了,需要(yao)通過合(he)理測算(suan)給(gei)企業提供一(yi)(yi)(yi)個清晰的(de)(de)投(tou)資(zi)收益。
工業(ye)企業(ye)積(ji)極實施全面(mian)節(jie)(jie)約戰略,圍繞實現碳(tan)達(da)峰碳(tan)中和,堅(jian)持降(jiang)碳(tan)、減(jian)污、擴綠(lv)、增(zeng)長協同推(tui)進,推(tui)動(dong)(dong)重化(hua)工業(ye)轉型、低碳(tan)技術(shu)研發推(tui)廣、綠(lv)色發展(zhan)(zhan)機制(zhi)創(chuang)新,加快形(xing)成節(jie)(jie)約資源(yuan)和保護(hu)環境的產業(ye)結構創(chuang)新發展(zhan)(zhan)。從光(guang)熱(re)(re)發電創(chuang)新跨界(jie)應用,到充分利用成熟(shu)槽式聚(ju)光(guang)光(guang)熱(re)(re)集熱(re)(re)技術(shu)深化(hua)新舊動(dong)(dong)能轉換推(tui)動(dong)(dong)綠(lv)色低碳(tan)高質量創(chuang)新發展(zhan)(zhan)。
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