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首航节能荣获“全国光热电站优秀开发单位”

首航节能荣获“全国光热电站优秀开发单位”

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2017/05/11 02:11
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 ​近日,2017年全国光热电站设计与设备选型研讨会暨中国光热发电质量与标准大会在西安举办。首航节能受邀参加论坛并荣获“全国光热电站优秀开发单位”。

  ​近日,2017年全国光热电站设计与设备选型研讨会暨中国光热发电质量与标准大会在西安举办。首航节能受邀参加论坛并荣获“全国光热电站优秀开发单位”。

  首航代表领取“全国光热电站优秀开发单位”奖

  本次论坛光热相关专家云集,国家发改委能源研究所胡润青研究员、电力规划设计总院孙即红教授级高工,国家太阳能光热发电产业技术创新联盟王志峰副理事长等专家,就当前太阳能光热发电项目中的一些政策、标准及设计与设备选型等问题进行了深入的阐述和讨论。

  首航节能自2010年起,开展光热发电业务。到目前大体可以说经历了三个阶段:第一个阶段2006年-2009年为学习和战略定位阶段,第二个阶段2010年-2013年为研发和试验阶段,第三阶段2014年-至今为商业化项目开发和产业规模化阶段。

  根据首航节能目前塔式光热电站的建设经验,其设计和设备选型分析如下:太阳光的采集依靠定日镜进行,定日镜的聚光能力及采购与运维成本等便成了镜场性能和技术经济评价的基础数据,聚光能力主要包括反射率、光斑质量和衰减情况、跟踪和传动精度、纠偏能力等参数。而早期首航也对光斑质量进行了测试。也是基于此,我们后期开发的定日镜都是采用带背板的设计。

  图:首航节能现场定日镜

  我们基于全球已建成和在建的项目情况及首航多年的定日镜研发、生产和制造经验,从2010年起,我们的定日镜经历了从第一代到第五代的不断更迭。最终研发出现在的第五代定日镜产品。像首航敦煌一期10MW项目采用的就是是SH4代产品,二期100MW示范项目,则将采用SH5代产品。第4代和第5代对比主要在传动方式上,由齿轮传动升级为传动效率更高,传动精度更高,抗瞬间冲击力更强的RV摆线针轮传动。

  当然,这只大致反应出我们在进行定日镜开发较为宏观的方向,具体的我们已将核心指标都参数化。这些参数在后续的镜场布置和优化上,都是非常关键的,最终我们追求的是光热电站的投资收益率,在逐时同等DNI输入条件下,经过测算,不同代系之间的最优投资收益率也是逐代走高,同时镜场也是能逐代做得更大,逐代可支撑更大容量。因此,我们认为,单塔的规模还有提升空间,技术优化还能降低平准化能源成本(LEC)。

  镜场与吸热器的耦合亦非常关键,光斑溢出吸热器则会造成能量的损失和整体吸热效率的下降。如图是不同形面参数下的模拟光斑:

  图:形面sigmaSLR=2.5mrad

  图:形面sigmaSLR=1.6mrad

  图:形面sigmaSLR=0.8mrad

  图:现场吸热器光斑情况

  基于聚光系统的优秀性能和良好的控制能力,再结合对吸热器各种工况的参数逻辑模拟,并再材料和结构上进行工艺实现,首航的吸热器的平均额定功率可达到750KW/㎡,这在全球范围的塔式电站中,是参数最高的。

  当然,以上只是对聚光吸热系统及其设备优化选型的一小部分工作,其余还有在不同的镜场面积、吸热器功率以及储热时间组合上镜场的优化,塔高的优化等等,都是基于最优投资收益为目标,以实际可技术参数和实现成本来进行计算,聚光吸热系统可参考的案例较少,系统较为复杂,采用经济技术模型进行综合评估,可以尽量避免经验不足和片面化带来的人为决策失误。在这里,模型的构建和基础数据的采集获取是关键。

  在换热发电闭环方面,相对比较常规,技术实现也较为成熟,但对整个系统的经济性至关重要。首先要保障系统的稳定性、可靠性,光热电价1.15元,10万机组在日等效发电小时数20小时时,一天的发电收入就有两百多万元,若因故障引发停机,损失巨大,在熔盐泵、熔盐阀等关键设备的选型上,我们认为有无成熟稳定的应用业绩是一个重要的考察项。再者,汽轮机尽量选择高效机组,这块增加的投资在整个系统中占比不大,却是木桶效应中最短的那块木板。