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馬云青:阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路建設和運維經驗
來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6977查看 | 2017-01-06 14:25:00    
  CSPPLAZA光熱發電網訊:2016年12月28日~30日,中國光熱示范電站開發領導者峰會暨CSPPLAZA2017新年匯在甘肅敦煌盛大召開,天津濱海光熱發電投資有限公司CEO馬云青就甘肅阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路的建設和運維作專題分享。

  馬云青在演講中表示,做該試驗平臺的關鍵問題是熔鹽槽式技術如何打通,并從四個方面對該問題進行了闡述,第一是熔鹽槽式技術的經驗反饋;第二是光熱發電技術的經濟安全和可持續性問題;第三是國際合作和項目管理;第四是國產化的步驟和策略。

  馬云青在演講中特別強調了光熱產業要想取得長足發展,一定要推動國產化的進展。他表示,試驗回路系統設計非常精密,所需設備、部件數量很大,而在排鹽、回路波動以及節省冷泵能耗等一些關鍵問題上,國產化卻無法實現。中國企業應在技術含量要求較高的設備部件上付出更多努力。

  馬云青還強調,一項技術的發展應與人類的發展相容相符,否則,這項技術是無用的。阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路的建設開發已初步證明槽式高溫熔鹽技術是可行的,克服了開發項目之初的兩大顧慮,即該技術能否經受低溫情況下的凍結問題以及槽式熔鹽的安全性問題。


更多內容,請閱讀下面刊出的馬云(yun)青的演講全文(注:本文根據速記和錄音資料整理,文章內容未經演講者本人審閱):

  非常感謝大家,讓我有機會介紹實驗平臺的一些經驗,這些經驗不成熟(shu),提(ti)出的觀點也未必(bi)正(zheng)確,不管怎么樣貢獻出來請大家批評指(zhi)正(zheng),改進下一步的工作(zuo)。

  要做測試平臺,熔鹽槽式如何打通是關鍵問題。在做這個問題的時候有很多想法,下面一一來講。第一是經驗反饋的問題;第二是光熱發電的技術經濟安全和可持續性問題;第三是關于國際合作和項目管理;第四是國產化的步驟和策略,國產化重點突破的項目。

  初步結論:槽式高溫熔鹽技術是可行的。過去有很多這方面的顧慮,主要的顧慮是兩個方面,一是它能不能夠經受低溫情況下的凍結問題,這是最大的問題;第二是槽式熔鹽有沒有安全問題,后面是經濟性考量。

  槽式熔鹽的一次投資比較高,但是降低造價的空間還是比較大。槽式熔鹽長期來看安全可靠,但是不能低估運行當中的風險,槽式熔鹽是可持續發展的新能源,同時具有很大創新空間。引進吸收消化創新的特點是非常大,今天討論的問題中大家都提到了各自的特點和能力,我們是新公司,我們這方面能力不夠,但是投資者敢于投,在這種情況下鼓勵大家努力去做。

  一個啟示,剛才也談到了,分包采購應該在技術整合上下工夫,分包采購像光場、儲熱換熱和發電機組再加上DCS,這四個方面工作是要在整合上下工夫,為什么要找總體院,為什么要找一個國內設計院做總包,就是為了整合方面要做無縫的連接,任何一個有縫的連接對工程都是災難,我們搞核電時間比較長,在這些問題上有一點疏忽就會造成很大的麻煩。感覺到從我們角度來講能力不夠,就只好要小心。

  第二個方面新能源項目大包采購管理中間是接口關系,接口管不好項目是做不好的,在這方面已經有很多證明,特別是核電證明的特別清楚。

  第三個方面,設計理念,從設計方面也要進行轉型跟與時俱進的要求,西北院是我們總包院,它要做很多適應性設計,還要獨立的進行BOT和發電機組的設計。但是在儲熱換熱的方面我很贊成王志峰老師的意見,就是要有化工方面的專家,現在都提到熔鹽問題,我感覺到我們新熔鹽進入的時候要考慮幾個問題,第一它要適應很多的事情,第一適應熔鹽管,管材要適應;第二要適應各種管道,也要適應熔鹽閥門,也要適應熔鹽泵,這些問題上缺一不可。如果認為我的鹽是從指標來講很不錯,這是遠遠不夠的,必須要把問題一塊進行解決。

  第四個方面,國產化是降低造價的關鍵,我們買了熔鹽管、集熱管,也買了很多泵和閥門,總的加起來這部分的資金不到10%多一點,三四億人民幣,但是在國內大宗材料方面那是很花錢的,特別是懸臂、大量的電纜,這么大的光場、這么大的地方,特別是塔式這么大的光場,而且要兩軸運轉的鏡子,這需要多少鏡子啊,在這方面的創新和降低價格都是非常重要的。

  第五個方面熔鹽作為導熱的介質具有高效性,但是要預防安全上的風險問題。

  實驗平臺簡單介紹,實驗回路組成是集熱場,我們搞一個800米,換熱器現在的蒸汽測定的數值能夠生產1180千瓦的蒸汽,最大的流量是2.45噸每小時,熔鹽最大流量是8.12立方米每小時,儲熱15小時,汽輪機發電機選擇比較低只有200千瓦,現在不敢熱發電,發出來的電很多。從9月11日投入運行到現在,回路已經運行110天,可以24小時運行,蒸氣發生器運行了一個星期就停下來了,因為花錢太多了,知道它的性能就可以了,到現在為止沒有發生重大的設備事故,阿克塞回路的溫度出口可以達到550度,進口溫度200多,儲熱換熱器性能良好,初步獲得的數據是符合設計的預期。

  實驗平臺,總體布置是在最右方的發電機廠房,比較高的臺架是換熱器,再往前面的罐子是儲熱器,這邊是光場,光場800米回路為兩排,每排400米,如圖,儲熱,儲熱跟光場之間的關系大家也看到了,這邊是熱交換機跟儲熱的關系和發電機組的關系、換熱跟儲熱罐之間的關系,大家后天去參觀的時候可以看到。

  我們做實驗平臺的目的主要是技術方面、經濟方面、安全風險和可持續性的問題。技術方面應當說是可行的,當然后面也有一些問題,最大的問題是提高汽輪機的效率,在有一篇文章中看到西班牙的專家提出,我們國家在申報太陽能熱發電效率問題,我們講的比較高,當時報的是21%,光對電的效率是21%,還有更高或者更低的。總的來看這個數字是要確切要驗證的,盡管我們的熔鹽是550、制造出來的蒸汽530度,但是汽輪機的效率很低,國內汽輪機效率達到42%已經很不錯了,孫銳院長主持跟國外討論了幾次汽輪機的效率問題,最好的是45%這樣的情況。

  一定要解決這件事,如果前面把光場的效率提高1%費很大的勁,結果吃掉了這么多,到底從哪解決問題呢?當然要從最后的汽輪機、發電機,不然很麻煩,這是非常重要的體會。

  第二方面最重要得到什么啟示呢?為什么要搞一個回路呢?因為回路是非常精密的回路,所需要的設備、部件數量又大,而且設計非常的精密,比如旋轉接頭、軟管、伴熱、熔鹽在檢修的情況下排鹽的問題,還有整個回路的波動問題,怎么節省冷泵能耗的問題,這都是很重要的問題,恰恰在這個問題上國內做的是不夠的,在這種情況下國產化就無法實現。很小又很精密,咱們也經常做集熱管、反射鏡,但是我剛剛說的這幾個在槽式熔鹽中應該付出更多的努力,技術含量很高,但是能夠努力的廠家還不算太多。

  社會效益來講,社會效益很好,因為它使用的土地是戈壁和荒漠,當然內蒙有一些牧場等等,但是最重要往西部走都是戈壁和荒漠,所以社會效益比較好,但是一定要加速國產化,推動國產化的進展。

  安全和風險問題,安全問題是人身安全和設備安全,風險是運行的風險,這幾點上存在著一些問題。

  從持續發展來說,這些地區最差的是兩個,第一是缺少人才,如果是建設一個500兆瓦要十個機組,需要的技術人員是很多的,在甘肅都是從外地招聘的,本地的人是待不住的,在當地扎根的話很難,這個地方水很少,當然國家要求一定要空冷,空冷很好,但是空冷耗電效率要降低,一定給國內搞制造業提出了非常嚴肅的問題,能不用水發電嗎?而且可以提高嗎?如果不解決這個問題,在大力發展光熱發電的時候還依靠蒸汽發電那是無法持續的。

  關于儲能的問題,儲能是初步設計的一個方面,如果儲能從5小時儲能往下走的時候主要的拐點在15小時,這是最好的位置,為什么選15小時呢?在15小時可以有17.9公分做一個鋪墊,但是這是歐洲的設計,在國內來講,還要繼續再看。關于可持續性的問題,利用的優點和資源是無限的,土地也是無限的,同樣的功率機組塔式和菲涅爾式占地面積比較小,太陽熱的損失也比較小,冷泵啟動次數比較少,一年365天都在轉,主要的缺點是不間斷運行,如果長時間無人照顧要有額外的儲熱,熱場部件比較多、對伴熱和保溫要求比較高等等,這是主要問題。


  談到經濟(ji)問題(ti)的(de)(de)(de)時候,怎(zen)么(me)來(lai)(lai)看待這(zhe)件事,要說(shuo)50兆瓦(wa)(wa)、5萬千瓦(wa)(wa)的(de)(de)(de)電(dian)站花20億人民幣,那么(me)每千瓦(wa)(wa)的(de)(de)(de)造價(jia)就(jiu)不(bu)得了了。核電(dian)每千瓦(wa)(wa)造價(jia)才一萬多(duo)元,光熱做(zuo)起(qi)來(lai)(lai)20億,一千瓦(wa)(wa)是(shi)四(si)萬,跟光伏和(he)風電(dian)比起(qi)來(lai)(lai)更(geng)不(bu)行了,我們(men)覺得不(bu)公(gong)(gong)平(ping),因為和(he)發(fa)電(dian)不(bu)掛鉤,這(zhe)樣我們(men)采取國際使用的(de)(de)(de)方法(fa),發(fa)了多(duo)少(shao)電(dian)就(jiu)投(tou)資多(duo)少(shao)錢,就(jiu)是(shi)這(zhe)個公(gong)(gong)式(shi),然(ran)后(hou)把它折(zhe)現,凈折(zhe)現以后(hou)下面的(de)(de)(de)公(gong)(gong)式(shi),建成的(de)(de)(de)這(zhe)片投(tou)資,在多(duo)少(shao)年(nian)(nian)里(li)邊(bian)用了多(duo)少(shao)運行跟維(wei)護(hu)的(de)(de)(de)費用,也把它折(zhe)現,折(zhe)現到歷年(nian)(nian)的(de)(de)(de)投(tou)資中去,公(gong)(gong)式(shi)做(zuo)減法(fa)等于0,T就(jiu)是(shi)回報率,前面都(dou)是(shi)賠錢,到這(zhe)一年(nian)(nian)才開始有一些回報。


  所有(you)的這(zhe)些費用都(dou)折在電(dian)價(jia)(jia)中,這(zhe)樣就可(ke)以跟很多的電(dian)力進行比擬(ni),和風電(dian)和光伏都(dou)可(ke)以比擬(ni),槽式(shi)和塔式(shi)、菲涅爾式(shi)都(dou)可(ke)以比了。這(zhe)種情況下,我們要找一個比較公(gong)平的確定造價(jia)(jia)的基準(zhun)參數。現在也在研(yan)究怎么達(da)到這(zhe)個結果,國家給1.15元(yuan),發電(dian)是(shi)兩億五千瓦每年。


  另(ling)外一(yi)(yi)個(ge)點是關于社會效益的(de)(de)問題,評價一(yi)(yi)個(ge)技術(shu)重(zhong)要的(de)(de)原則就是與人類的(de)(de)發展要相融相符(fu)(fu),如果跟人類的(de)(de)生活需求不相符(fu)(fu)、不相融的(de)(de)話,這個(ge)技術(shu)是無(wu)用的(de)(de),說得天花(hua)亂墜也不行。


  槽(cao)式熔(rong)鹽鋼鐵沒有別的(de)(de),玻璃(li)可(ke)(ke)以(yi)(yi)熔(rong)化(hua)、鋼鐵可(ke)(ke)以(yi)(yi)再煉,實(shi)在不(bu)行也可(ke)(ke)以(yi)(yi)當做(zuo)肥(fei)料(liao)嘛,這(zhe)些(xie)都(dou)不(bu)成問題,這(zhe)是它最大的(de)(de)特點,我(wo)光(guang)說槽(cao)式熔(rong)鹽了,塔式也是一樣的(de)(de),但是油(you)的(de)(de)稍微差一些(xie)。總的(de)(de)算下來如果可(ke)(ke)以(yi)(yi)達到(dao)五千小時,一年兩億五千萬(wan)度電,占地面積方(fang)面,50兆(zhao)瓦的(de)(de)槽(cao)式熔(rong)鹽發(fa)電肯(ken)定下來的(de)(de)數(shu)字就是2.5平方(fang)公里(li),每(mei)平方(fang)公里(li)的(de)(de)產(chan)值是一億度電,按照1.15元(yuan)電價,就是每(mei)平方(fang)公里(li)的(de)(de)產(chan)值是一億一千五百萬(wan),給了這(zhe)么一個結果各方(fang)面都(dou)要(yao)朝這(zhe)個方(fang)向努(nu)力。


  儲(chu)能(neng)和(he)電價(jia)和(he)發電投資(zi)的關系,儲(chu)能(neng)是(shi)(shi)(shi)非(fei)常非(fei)常重要的投資(zi)跟(gen)占(zhan)地的參數,我(wo)把5小時(shi)儲(chu)能(neng)都當做1(100%),如果(guo)儲(chu)能(neng)7.5小時(shi)就降到0.94GW,再往(wang)十個(ge)小時(shi)0.933,再可以降低到百(bai)分之十幾,但是(shi)(shi)(shi)發電量如果(guo)是(shi)(shi)(shi)5小時(shi)儲(chu)能(neng)是(shi)(shi)(shi)100的話(hua),往(wang)上(shang)走儲(chu)能(neng)是(shi)(shi)(shi)113、139、165,如果(guo)在5小時(shi)造(zao)價(jia)我(wo)也把它變成100%的話(hua),后來到了(le)15小時(shi)是(shi)(shi)(shi)175。所以儲(chu)能(neng)很關鍵,儲(chu)能(neng)對(dui)增加發電量都有(you)好處,但是(shi)(shi)(shi)造(zao)價(jia)一定會更加高。


  今天上午(wu)在講首航節能工作的(de)時候也是(shi)一(yi)樣,它(ta)占地(di)這么大(da)的(de)光(guang)場,在不同的(de)方向上一(yi)半的(de)光(guang)是(shi)用不上的(de)。所以必須占很大(da)的(de)地(di),才能保證儲能的(de)要求(qiu),這是(shi)可(ke)以理解(jie)的(de)。后面(mian)兩項計算是(shi)根據實驗回(hui)路現在所花(hua)錢(qian)而推算出來(lai)的(de),跟風能和光(guang)伏(fu)比較大(da)家(jia)也知道(dao)了,不贅述了,風能、光(guang)伏(fu)發電是(shi)多少,雖然看起來(lai)造價比它(ta)高得多,但是(shi)每年還錢(qian)會比較快(kuai),三四倍的(de)還錢(qian)。


  跟(gen)風(feng)(feng)(feng)能(neng)光(guang)伏的(de)(de)(de)比(bi)(bi)較,我的(de)(de)(de)數字可(ke)能(neng)不(bu)對(dui),因為數字特點多,關于風(feng)(feng)(feng)能(neng)的(de)(de)(de)造(zao)(zao)價(jia)(jia),槽式熔鹽(yan)它在50兆(zhao)瓦情況下(xia)大概是8塊(kuai)錢,風(feng)(feng)(feng)電造(zao)(zao)價(jia)(jia)是0.66元,光(guang)伏是7毛錢,所以(yi)差(cha)距比(bi)(bi)較大,但(dan)是跟(gen)造(zao)(zao)價(jia)(jia)比(bi)(bi)較起來沒有很大的(de)(de)(de)差(cha)別(bie),用(yong)平準化的(de)(de)(de)電價(jia)(jia)來算(suan)就(jiu)不(bu)差(cha)這么多,但(dan)是要用(yong)單位千瓦造(zao)(zao)價(jia)(jia)就(jiu)差(cha)的(de)(de)(de)很多,上百倍!


  槽式熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)有沒有安全問(wen)題(ti)(ti)?我(wo)覺(jue)得(de)槽式熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)有兩個(ge)問(wen)題(ti)(ti)需要(yao)(yao)關注(zhu),在高溫的情況下在400度(du)(du)以下不(bu)(bu)會有什么問(wen)題(ti)(ti),400到550度(du)(du)之間部(bu)分(fen)(fen)有任何組份(fen)的分(fen)(fen)解(jie),50兆瓦的15小時儲(chu)能用三萬噸(dun)熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan),這(zhe)(zhe)里(li)邊某些含(han)(han)量,氯的含(han)(han)量是千分(fen)(fen)之一(yi)、亞硝酸鹽(yan)(yan)(yan)(yan)的含(han)(han)量千分(fen)(fen)之幾,累加起(qi)來(lai)就(jiu)不(bu)(bu)得(de)了,還有氧化硫這(zhe)(zhe)就(jiu)不(bu)(bu)得(de)了,總的來(lai)看這(zhe)(zhe)些問(wen)題(ti)(ti)是比較(jiao)重要(yao)(yao)的,一(yi)定(ding)不(bu)(bu)能在過程中有組份(fen)的分(fen)(fen)解(jie),如果(guo)有的話一(yi)定(ding)是注(zhu)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)之前把它消(xiao)除掉,孫(sun)院長也(ye)談論過,到底怎么做合適還需要(yao)(yao)研究,否則的話熔(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)錘是很厲害的,會砸管,因為要(yao)(yao)分(fen)(fen)解(jie)嘛。


  熔鹽罐不(bu)(bu)是(shi)靜態而是(shi)動態的(de),有(you)鹽進來還有(you)鹽出(chu)去,所(suo)以罐子(zi)的(de)高(gao)凈比要(yao)(yao)(yao)做(zuo)的(de)非(fei)常適合,熔鹽罐容積不(bu)(bu)要(yao)(yao)(yao)超過兩萬(wan)噸(dun)我感(gan)覺比較(jiao)合適,如果超出(chu)會(hui)有(you)危險,既然這么高(gao)的(de)罐子(zi)一晃很(hen)容易把(ba)焊口裂開(kai),那個時候熔鹽不(bu)(bu)得了,有(you)滲漏不(bu)(bu)要(yao)(yao)(yao)緊,但是(shi)要(yao)(yao)(yao)焊縫(feng)斷裂就(jiu)不(bu)(bu)是(shi)小事了,這是(shi)比較(jiao)嚴重的(de)問題(ti),所(suo)以也存(cun)在(zai)著安(an)全問題(ti),所(suo)以安(an)全問題(ti)很(hen)重要(yao)(yao)(yao)。


  阿(a)基米德沒有關(guan)于熔鹽罐的設計標(biao)準,為(wei)什么找德國的林(lin)德呢?因為(wei)他們做的工作有自己的標(biao)準。


  關于其他的方面都(dou)是風險(xian)等(deng)等(deng),關鍵部(bu)件重要(yao)(yao)的地(di)方壞了(le),任何的地(di)方壞了(le),必須要(yao)(yao)排險(xian),為什么做(zuo)800米回路要(yao)(yao)把所有(you)的部(bu)件都(dou)要(yao)(yao)考(kao)驗,到現(xian)在(zai)運行(xing)110天,如果整個工作堅持到明年(nian)3月份,冬天低溫的時間過(guo)去數據會更(geng)好一些,到那時候再交流。


  項目管(guan)(guan)理(li)的(de)(de)重要(yao)(yao)性,現在大家對項目管(guan)(guan)理(li)都是(shi)特別重視(shi),項目管(guan)(guan)理(li)著力點是(shi)接口,重要(yao)(yao)的(de)(de)問題(ti)是(shi)程序,要(yao)(yao)嚴格的(de)(de)按照程序來做(zuo),如果沒有非常(chang)好的(de)(de)程序,來了(le)以后(hou)耍(shua)聰(cong)明,見招(zhao)拆招(zhao),我(wo)們的(de)(de)管(guan)(guan)理(li)上常(chang)常(chang)是(shi)這樣,出(chu)了(le)問題(ti)這個(ge)招(zhao)、那個(ge)招(zhao),就是(shi)找不(bu)(bu)到程序如何去處理(li)。所(suo)以緊急的(de)(de)情況(kuang)下常(chang)常(chang)出(chu)現這種情況(kuang),這并不(bu)(bu)是(shi)非常(chang)有利的(de)(de)。現在需要(yao)(yao)一定要(yao)(yao)BOT的(de)(de)項目管(guan)(guan)理(li)人員要(yao)(yao)培(pei)養(yang),國(guo)內剛(gang)剛(gang)開始,如果不(bu)(bu)去花力氣(qi)培(pei)養(yang)好的(de)(de)項目管(guan)(guan)理(li)人員,項目失(shi)敗的(de)(de)機(ji)會(hui)也很大,這是(shi)我(wo)們的(de)(de)經驗反饋(kui),國(guo)際合(he)作剛(gang)剛(gang)已經講(jiang)了(le)不(bu)(bu)想贅(zhui)述了(le)。


  牛頓說過(guo),如(ru)果(guo)我比(bi)別人看的更遠一些,那(nei)是(shi)(shi)(shi)因為(wei)我站(zhan)在(zai)巨人的肩(jian)膀上(shang),西北院是(shi)(shi)(shi)巨人我就站(zhan)在(zai)你的肩(jian)膀上(shang),實在(zai)不(bu)行就是(shi)(shi)(shi)阿基(ji)米(mi)德(de)、林(lin)德(de),你比(bi)我強嗎(ma),我看的遠一些,干嗎(ma)學(xue)武大郎呢?這就是(shi)(shi)(shi)現在(zai)所做(zuo)的工作和(he)事情(qing),下(xia)面都(dou)是(shi)(shi)(shi)集熱(re)管、扭矩(ju)管這些很多了,槽式熔鹽在(zai)中國是(shi)(shi)(shi)可行的也是(shi)(shi)(shi)可以大規模(mo)建(jian)設的,安全(quan)的風險也是(shi)(shi)(shi)可控的,光伏和(he)風電比(bi)平準化來衡量具有(you)較大競爭力,降(jiang)低造價的可能性大,而且(qie)可以調峰(feng),10到20分鐘內可以做(zuo)到,適宜在(zai)荒原(yuan)戈(ge)壁發展,但是(shi)(shi)(shi)還是(shi)(shi)(shi)需要對發電機(ji)進行創新,提(ti)高效率,節省用水(shui),謝(xie)謝(xie)!

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