選擇適應特殊環境的光熱設備和運維模式
今年4月份,在首批20個光熱發電示范項目中,已經有4個示范項目選擇退出。“在首批光熱示范項目中,目前能夠按原計劃在2018年投運的項目可能只有4~5個,這很可能影響之后的融資與投資。”國家發改委能源研究所研究員時璟麗指出了當前光熱發電項目面臨的困境。
業內專家表示,掣肘光熱示范項目進程的因素包含多個方面,首批示范項目進展緩慢,是業主對光熱技術難度估計不足、企業對于施工期的要求過于樂觀、申報企業準備不充分等多種原因,導致有的項目為了趕工期甚至在冬季施工,而這對光熱示范電站施工、投產乃至于后期發展不利。一些光熱電站在設計上照搬國外光熱電站,與我國實際氣候、工程經驗不符也是造成這種困境的重要原因。
嚴肅看待工程設計差異
相對國外光熱電站來說,我國相關團隊缺少有經驗的設計、安裝和工程管理人員,這直接導致了工程進度偏慢;且相比國外光熱電站項目地區,我國光熱電站項目地區普遍存在風大、冬季高寒、風沙、缺水、結霜等氣候特點;而國內一些設備供應商也相對缺乏光熱電站配套經驗和光熱電站業績。
中海陽能源集團股份有限公司(簡稱“中海陽”)光熱技術中心總工程師楊軍峰表示,工程設計和設備需要適應中國一些特殊氣候。一般槽式集熱器最高工作風速約為14米/秒,但在冬季的西北地區,有時風速更高,極端風速曾達到31米/秒。在這樣的情況下,集熱器如何在高于31米/秒的風速下存活下來是一個重要的課題。當今市面上的各種集熱器在設計時都有一個最高存活風速,我們不僅要對其進行校核計算,還要做風洞試驗。其它的設備,風速影響不是太大,可以不做重點考慮,但集熱器是必須重點關注的。
光熱產業在我國發展至今,漸漸出現了一些國外光熱設計中沒考慮到的問題,比如牽扯到我國光熱電站使用壽命和發電效率的重要“門檻”———冬季高寒。
楊軍峰指出,在高寒的情況下需要加強導熱油、熔鹽、水設施的防凝設計,電伴熱、防凝循環要做得可靠、保溫,可能要做得更厚;有些電動箱在高寒的情況下,電器控制器件由于低溫不能正常啟動,這時就需要增加一些加溫的裝置,這都是在光熱電站設計中要重點關注的。同時在投運后也要有一些應急預案,比如設施被凍壞后的解決辦法,若是沒有這些保障將會給業主帶來很大的經濟損失。
另外,目前部分光熱示范項目為了趕工期而進行冬季施工,在這樣的氣候條件下澆筑水泥,無法保證其質量。
鏡面污染影響電站收益
國內適宜開發光熱電站的地區普遍存在沙塵較大的環境特點,鏡面清潔度下降很快。北京兆陽光熱技術有限公司(簡稱“兆陽光熱”)通過常年在多地進行長時間的鏡面灰塵污染狀態測試,匯總了大量數據,分析得到了第一手的鏡面污染影響量化數據,數據顯示,鏡面污染十分嚴重,鏡面清掃效果成為了決定中國光熱電站收益盈虧的關鍵因素之一。
需要特別關注的是,光熱發電僅能利用太陽光直射輻照,鏡面灰塵等污染對反射聚光效果的影響遠遠大于平板光伏組件的表面污染。
一般情況下,清潔玻璃表面一天時間內累積的灰塵并不多,對于光伏組件發電量基本沒有影響,一兩周時間的灰塵量影響也不顯著,這是由于很薄的灰塵附著層對于光線的吸收并不多,透過及折射后的光線仍然能夠用于發電。但對于通過鏡面反射實現高倍聚光的光熱發電系統來說,鏡面灰塵微粒會對入射反射光線產生兩次阻擋,并對傾斜入射光線的遮擋尤其顯著地呈現“倒余弦效應”(隨光線與鏡面夾角逐漸變小,遮擋現象急劇上升),其它稍有一點折射角度的光線也無法匯聚到接收器,因此,聚光光熱發電系統的鏡面污染后,聚光衰減非常顯著。
據了解,目前光熱電站中鏡面清洗采用的清洗工藝一般采用水投射接觸式刷洗,設備主要以機械化清洗車為主,少量采用機器人進行自動清洗。
水投射接觸式刷洗方式一般需要人工操作,技術要求高、耗水量大,不適合水資源短缺和寒冷的西北地區環境;特別是,其清掃速度低、成本高,對于接近或超過百萬平米的鏡場來說,清掃頻次較低,平均20天清掃一次都很難保證,并且間隔時間越長清掃越困難,鏡面損傷越大,很難保障最基本的鏡面平均清潔率和鏡面精度不受損傷。
這類問題在國際光熱電站普遍較清潔的運行環境中并不明顯,但到了西北地區,環境與資源條件卻是事關全局成敗的重要因素,必須得到切實有效的解決。
兆陽光熱在其HLIACS聚光集熱系統的結構設計中配套了全自動干式清掃車(包括一次反射鏡清掃及二次反射鏡清掃),能夠沿鏡場支撐結構中的導向軌道自動行進后退,清掃頻率可以設定為每日或隔日清掃一次,結構簡單、無需人工操作,更無需耗費水資源。在高頻次清掃模式下,每日的清掃工作基本上就是輕柔擦拭浮塵,所以對鏡面損傷較小。
另外,清掃車根據傾斜陣列式集熱場的布置方式,可實現多軸聯動同時清掃;電控系統可進行就地控制和遠程自動控制操作,能夠很好解決當前我國西北地區沙塵對光熱電站發電效率帶來的影響。
依據需求針對性選擇設備
“依據國內實際需求創新光熱發電技術是必然要經歷的過程。我國的自然和氣候條件對光熱發電技術提出了不同于國外光熱發電市場地區(美國南部、西班牙、南非、北非等)的要求,集熱、傳熱和儲能系統需要適應大溫差和溫度的快速變化等。”時璟麗曾在其署名文章中指出,完全照搬國外技術、直接使用國外部件和產品集成、套用國外商業化運行的光熱電站的運行模式,在我國應用可能會遇到較多的問題,會使我國的光熱發電發展走許多“彎路”。集熱、傳熱、儲熱、系統集成、電站運行技術的創新是必須的。
首先是集熱器的選擇問題,由于我國光熱產業起步較晚,供應商相對國外缺少相關業績,所以造成了供應商質量合格但國內項目業績“門檻過高”無法供應的現狀。
目前國內的真空管供應商較少,如果在關鍵部件上設置一個最低的業績標準,比如供給一個5萬千瓦電站并安全運行兩年的業績,則可能由于只有一家合格而失去談價錢的余地,最終利潤會少很多。
據了解,由于真空管生產過程可以自行控制,送檢結果可能帶有水分,檢測到的參數并不能代表真實質量,因此大多數企業要求供應商必須有DLR抽檢的合格的認證,這樣也能適當放寬入選限制。
同樣,汽輪機也是一個較為關鍵的設備。國內很多汽輪機廠商可以做出規模更大、壓力更高的設備,光熱電站的汽輪機雖小,但是它的頻繁起停、參數波動、一些運行的模式的要求也是常規火電項目中沒有的,所以在選擇汽輪機的時候一定要謹慎。
此外,蒸汽發生系統、油鹽換熱器,乃至于熔鹽閥門和導熱油閥門等都是比較關鍵的設備。這些看似不大、很簡單的設備實則都很重要,如果選型錯誤將使業主承受很多不必要的損失。
責任編輯:蔣桂云
-
重新審視“雙循環”下的光伏行業
2020-11-02光伏行業,光伏技術,光伏出口 -
能源轉型進程中火電企業的下一程
2020-11-02五大發電,火電,煤電 -
國內最高額定水頭抽蓄電站2#引水上斜井滑模混凝土施工順利完成
2020-10-30抽水蓄能電站,長龍山抽水蓄能電站,水力發電
-
能源轉型進程中火電企業的下一程
2020-11-02五大發電,火電,煤電 -
資本市場:深度研究火電行業價值
2020-07-09火電,火電公司,電力行業 -
國家能源局印發2020年能源工作指導意見:從嚴控制、按需推動煤電項目建設
2020-06-29煤電,能源轉型,國家能源局
-
高塔技術助力分散式風電平價上網
2020-10-15分散式風電,風電塔筒,北京國際風能大會 -
創造12項世界第一!世界首個柔性直流電網工程組網成功
2020-06-29?清潔能源,多能互補,風電 -
桂山風電項目部組織集體默哀儀式
2020-04-08桂山風電項目部組織
-
國內最高額定水頭抽蓄電站2#引水上斜井滑模混凝土施工順利完成
2020-10-30抽水蓄能電站,長龍山抽水蓄能電站,水力發電 -
今后秦嶺生態環境保護區內不再審批和新建小水電站
2020-06-29小水電,水電站,水電 -
3.2GW!能源局同意確定河北新增三個抽水蓄能電站選點規劃
2020-06-29抽水蓄能,抽水蓄能電站,國家能源局
-
重新審視“雙循環”下的光伏行業
2020-11-02光伏行業,光伏技術,光伏出口 -
官司纏身、高層動蕩、工廠停產 “保殼之王”天龍光電將被ST
2020-09-11天龍光電,光伏設備,光伏企業現狀 -
央視財經熱評丨光伏發電的平價時代到了嗎?
2020-08-24儲能,光伏儲能,平價上網