玉門鑫能50MW光熱項目一號模塊滿功率測試和聯調圓滿完成
發布者:wwh | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 517查看 | 2019-08-09 19:48:20    

CSPPLAZA光熱發電網訊:“玉門鑫能50MW二次反射塔式光熱發電項目采用模塊化設計,具有靈活投資、占地率低、可分步建設、并行調試、分組投運及單獨維修等多項優勢。隨著液態金屬、氣體及固體顆粒等作為傳儲熱介質可達到更高溫度的光熱技術的不斷成熟,塔式和二次反射技術必然成為未來的大趨勢,我們也致力于推動二次反射塔式光熱發電技術走向商業化。”近日,在第六屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會上,江蘇鑫晨光熱技術有限公司(簡稱“鑫晨光熱”)總工程師游思梁先生如是表示。


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圖:游思梁在大會上發言


據游思梁介紹,2019年6月16日,玉門鑫能50MW塔式光熱發電項目一號模塊進行了約3小時的滿功率測試和聯調,總共投入了2595臺定日鏡。這三個小時平均DNI是791W/㎡,最高時達到1000W/㎡,吸熱器出口溫度最高達到570℃,熔鹽平均流量為90.7m3/s,吸熱器平均輸出熱功率達16.21MWth,最初的設計點是17MWth,這是在DNI沒有達到900W/㎡的情況下測得的。可以預知,如果DNI達到900W/㎡,單模塊的熱輸出功率可以達到18.44MWth,這將超出最初的設計值。


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圖:玉門鑫能50MW塔式光熱發電項目#1模塊


游思梁認為,采用模塊化設計的優點主要在于如下幾大方面:實現占地率更低、效率更高;可以分步建設、并行調試;投資靈活、風險可控,投資商樂于接受;可以分組投運、提前發電(建設五個模塊就可以發電);單個模塊發生故障可以單獨維修,不需要全場進行停機維修。


“二次反射技術是延續效率最高、最有潛力的塔式路線;選用低風險、高效率的地面容積式吸熱器,將外部管排式吸熱器的一些風險盡量降低,特別是凍堵及管道的熱疲勞等問題得到了很好的解決;采用成熟且中國儲量較大的熔鹽儲熱,降低了儲熱系統成本;推廣建設和投資更靈活的模塊化集熱場,可以為后續模塊建設和運行提供借鑒和經驗;采用智能視覺校正技術,大大縮短調試時間。最終,通過這些技術革新與改進,二次反射技術在玉門鑫能50MW塔式光熱發電項目一號模塊得到了成功的應用。”游思梁總結到。


在本次發言中,游思梁還就玉門鑫能50MW塔式光熱發電項目定日鏡、控制系統、吸熱器、熔鹽罐及調試等關鍵設備及環節進行了詳細介紹。


定日鏡。定日鏡外形尺寸為4.4m×4.0m×2.3m,鏡面反射率93%,工作風速17m/s,生存風速25m/s,工作環境溫度-40-65℃;二次反射鏡的面型精度是1.4mrad;二次網架直徑60米,鏡盤直徑是60米,塔架升頂后水平位移精度要控制在5mm以內。隨后,通過光學級的檢測工程保證其精度后,二次反射塔網架結構以及主結構在地面完成拼裝,通過頂升的方式穩步地從低空上升到高空,在保證施工安全的同時也保證如此高光學精度的設備在吊裝過程中不被破壞。


游思梁強調:“二次反射鏡對鏡面材料有特殊要求。我們選取了一種定制的帶膜層的高反射鋁鏡,它采用一層二氧化硅的保護層、一層二氧化鈦的反射層及耐候保護層,可以耐受200℃的高溫。為保證這一材料的安全性,我們委托西班牙相關研究機構對其進行長時間高倍照射耐受性的驗證,結果顯示其反射率衰減度可以達到我們的設計要求。”


“我們在玉門項目地擁有一條一萬平米定日鏡自動生產線,采用自動化生產方式保證大批量定日鏡面型精度的一致性。每臺定日鏡由16片1㎡的小鏡片組成,每片子鏡之間有角度差,通過自動化角度調節工裝來進行鏡片角度調節,然后實現自動粘膠,最后運往現場。”游思梁提到。


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圖:玉門一萬平米定日鏡自動生產線細節


控制系統。該項目定日鏡總體布局面積達到3.4平方公里,有78090個控制節點,如果發生斷電,未歸位的高倍聚光反射鏡可能會照射到地面的熱工裝置,造成非常大的安全隱患。為規避這一風險,我們采用上海晶電的一套專有技術,類似于動力線載波原理,并進行一些創新和改進,取消大量的控制電纜布置,用供電電纜協同進行控制,同時在這套系統中增加一種分布式的儲電電池,并放置在合適的位置,保證在全場失電后半小時之內使所有定日鏡可以完全復位,避免事故的發生。


吸熱器。玉門項目采用容積式直接吸熱器,其主要特點包含:1)無熔鹽凍堵風險,熔鹽直接吸收太陽能輻射,從根本上消除了熔鹽在吸熱器中的凍堵風險,保證了電站運行中的穩定性;2)較高的熱效率,吸熱器散熱面小、零熱阻、光吸收率可達99%,理論研究表明光熱轉換效率可達90%以上;3)設備造價低,吸熱器本體為不銹鋼316鋼殼結構,采用流量調節閥控制進出口流量,技術成熟,設備完全國產化;4)自用電比例低,使用低揚程兩臺熔鹽泵(一用一備)向吸熱器供冷熔鹽,熔鹽泵峰值功率僅為6KW;5)運行難度系數低,保溫蓋板快速開合可應對復雜的來云工況,在無功率輸入情況下,300℃以上的熱熔鹽在有保溫措施的吸熱腔內可存放8個小時無凝結現象。


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圖:直接式熔鹽吸熱器


熔鹽罐。玉門鑫能項目熔鹽罐選擇了雙層高溫熔鹽罐方案,其容積遠遠大于熔鹽儲罐的容積。其穹頂固定在外罐上,內外罐分離,穹頂通過一個吊頂在內罐形成保溫層,這樣外罐的每次熱脹冷縮不會傳遞到內罐的焊接處,同時在內外罐之間有空氣夾層,這樣可以大大節省保溫材料的用量。


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圖:雙層熔鹽儲罐


在施工過程中,先完成外罐施工,然后在外罐內部焊接內罐(正因如此才得以在玉門寒冷的冬季工況下開展內罐施工,同時在外罐內部進行人工加熱,保證罐內溫度,在內罐進行焊接完全沒有問題);外罐的承載力基礎單獨設計,與內罐的隔熱基礎彼此隔離,這樣大大地降低防熱基礎的設計和施工難度,節省了施工時間。


鏡面清洗。與供應商開發無水負壓清洗車,先用毛刷將定日鏡的灰塵刷松,再用負壓將所有散開的灰塵吸到車體內部,然后再處理掉。目前,每個模塊鏡面清洗的頻率是7天一次,每臺清洗車每天清洗186臺定日鏡,平均每分鐘清洗面積達5㎡。同時,鏡場要做一些配合,比如,當清洗車開過來的時候,工作中的定日鏡的俯仰角保持不變,便于清洗車進行清洗;若清洗車沒有得到額外的指令清洗,則其它定日鏡保持原地等待,否則可能碰撞到正在追日的定日鏡。


調試。采用巧妙的仿生學原理,為每臺定日鏡以及二次塔架安裝“眼睛”,雙方可以通過通信精準地定位對方的位置,同時計算出所有未知參數。運用這種方法,花費9天的時間即可完成246臺定日鏡調試;理論上來講,如果為每臺定日鏡都安裝“眼睛”,只需10天就可以完成對單模塊的調試。


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圖:系統聯調

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