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　　4關鍵工藝設備

　　4.1蒸汽發生器設備選型(xing)

圖：熔鹽，導熱油蒸汽發生(sheng)器(qi)工藝流程

　　選(xuan)擇關鍵工(gong)藝設(she)(she)備(bei)，主(zhu)要(yao)(yao)是初步(bu)擬定工(gong)藝流程，最終確定設(she)(she)備(bei)結(jie)構，滿足設(she)(she)備(bei)招(zhao)標技術要(yao)(yao)求的(de)(de)提(ti)出(chu)。最后(hou)的(de)(de)幾張PPT主(zhu)要(yao)(yao)是換熱這塊。熔鹽蒸(zheng)汽發生(sheng)器(qi)，導熱油蒸(zheng)汽發生(sheng)器(qi)，主(zhu)要(yao)(yao)有單列(lie)雙列(lie)的(de)(de)問(wen)題以(yi)及蒸(zheng)發器(qi)設(she)(she)備(bei)水(shui)動(dong)力設(she)(she)計(ji)的(de)(de)差(cha)異，目(mu)前在國(guo)際項(xiang)目(mu)上熔鹽蒸(zheng)發器(qi)都用(yong)(yong)的(de)(de)是強制(zhi)循(xun)環，我們國(guo)內供貨方的(de)(de)產品設(she)(she)計(ji)也有采用(yong)(yong)自然循(xun)環的(de)(de)。后(hou)者(zhe)系(xi)(xi)統簡(jian)單沒有強制(zhi)循(xun)環泵，可以(yi)節約廠(chang)用(yong)(yong)電，減少系(xi)(xi)統故障點，但水(shui)動(dong)力較強制(zhi)循(xun)環稍差(cha)。同時對于蒸(zheng)發器(qi)設(she)(she)備(bei)，也需(xu)要(yao)(yao)關注熔鹽和水(shui)的(de)(de)流程。要(yao)(yao)在系(xi)(xi)統設(she)(she)計(ji)和設(she)(she)備(bei)設(she)(she)計(ji)兩個(ge)層面考慮(lv)熔鹽凝固、泄露等風險(xian)。

　　蒸汽發生(sheng)系統流程及配置關鍵點可以總(zong)結(jie)為如(ru)下幾條：

　　熔(rong)鹽(yan)蒸(zheng)汽發生(sheng)器(qi)，各級換(huan)熱(re)器(qi)旁(pang)路設置(zhi)，混溫設計，運(yun)(yun)行(xing)模式主要是低(di)負荷運(yun)(yun)行(xing)模式；導熱(re)油蒸(zheng)汽發生(sheng)器(qi)，導熱(re)油側流程的(de)確定，方便運(yun)(yun)維節省(sheng)投(tou)資為出發點；熔(rong)鹽(yan)蒸(zheng)汽發生(sheng)器(qi)采(cai)用單列，簡化系(xi)統，運(yun)(yun)行(xing)可(ke)靠性提高；自然(ran)循環具有足夠可(ke)靠性；注(zhu)意熔(rong)鹽(yan)側的(de)凝固風(feng)(feng)險控制，從系(xi)統設計及風(feng)(feng)險應對角度考(kao)慮。

　　過(guo)熱器(qi)多采(cai)用(yong)發卡式(shi)換(huan)熱器(qi)；也有(you)采(cai)用(yong)集管式(shi)蛇形管；介質溫(wen)度變化大(da)，有(you)單級(ji)、多級(ji)、對于較大(da)容量機組串聯和并聯。

　　蒸發器(qi)設備(bei)是SGS最關(guan)鍵的一個換熱器(qi)；結(jie)構形式(shi)包括釜式(shi)、U管直殼、U管U殼等(deng)；有自然循(xun)環，強制循(xun)環，也(ye)有直流(liu)。需(xu)綜合考慮成(cheng)本、系統流(liu)程、容量(liang)、參數(shu)確(que)定。

　　4.2傳熱流體選擇

　　對于槽式聚光(guang)集熱(re)(re)系統，采用熔鹽(yan)作為(wei)傳熱(re)(re)流體，簡化工(gong)藝(yi)系統，提高熱(re)(re)經(jing)濟性。熔鹽(yan)作為(wei)傳熱(re)(re)流體肯定有它的(de)優勢(shi)。總(zong)的(de)投(tou)資要低于導熱(re)(re)油，因為(wei)系統簡化很多(duo)，介質工(gong)作溫(wen)度區間很大。

圖：二(er)元熔(rong)鹽和導(dao)熱油飽和蒸汽(qi)壓(ya)隨溫度(du)變(bian)化

圖：太陽鹽和低熔(rong)點鹽關鍵物性對(dui)比

　　關于(yu)低熔(rong)點鹽的(de)討論，我個人認為(wei)(wei)(wei)，采(cai)(cai)用哪種熔(rong)鹽作為(wei)(wei)(wei)線聚焦集熱技術的(de)傳熱介質，技術上(shang)，其使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)上(shang)限在很大程度(du)上(shang)是(shi)由集熱管高溫(wen)(wen)吸熱和散(san)熱特(te)性決(jue)定，因為(wei)(wei)(wei)在高溫(wen)(wen)下輻射散(san)熱機理(li)引起的(de)散(san)熱損失(shi)非常(chang)可觀，確定兩種熔(rong)鹽的(de)工作溫(wen)(wen)度(du)上(shang)限均為(wei)(wei)(wei)550℃。采(cai)(cai)用低熔(rong)點鹽對(dui)以下系統或參數產生較大影響：

　　1）用于管路系(xi)統(tong)及回(hui)路本體的防(fang)凝電(dian)力消耗會降低(di)。

　　2）單個回路傳熱(re)流體流量及鏡場熔(rong)鹽(yan)循環泵的(de)電耗降低(di)。

　　3）儲熱系統(tong)初(chu)投資(zi)。

　　4.3汽(qi)輪機參數確定

　　汽輪機(ji)進(jin)汽壓力和(he)溫(wen)度基本(ben)由(you)上(shang)游(you)吸熱(re)(re)(re)系統參(can)數決定；對(dui)于熔鹽(yan)(yan)作為(wei)SGS的換熱(re)(re)(re)流體(ti)，過高的給水壓力會(hui)影響預(yu)熱(re)(re)(re)器出口熔鹽(yan)(yan)溫(wen)度；需結(jie)合上(shang)游(you)傳熱(re)(re)(re)流體(ti)溫(wen)度和(he)SGS設備統籌(chou)考(kao)慮；對(dui)于槽(cao)式(shi)導(dao)熱(re)(re)(re)油電站(zhan)，儲熱(re)(re)(re)發(fa)電模式(shi)不(bu)會(hui)考(kao)慮滿負(fu)荷運行汽輪機(ji)。

　　汽輪機效率(lv)提高1個百分點，年(nian)發電收(shou)益可提高2%甚(shen)至更多。若按50MW電站設計發電小(xiao)時(shi)數(shu)4000h計算，電價1.15元(yuan)/kWh，則一年(nian)因此項(xiang)增加的收(shou)益大約460萬人(ren)民幣。因此要(yao)重視發電單元(yuan)系統。

　　4.4全場(chang)輔(fu)助(zhu)系統及(ji)輔(fu)助(zhu)設備

　　總的(de)來講(jiang)要重視如下問題(ti)：重視鏡(jing)場清洗（車(che)），清晰(xi)策略(lve)的(de)選(xuan)擇，確(que)保年(nian)均(jun)清潔度；熔鹽泵、導熱油(you)泵、鏡(jing)場低(di)速循環泵的(de)選(xuan)型配(pei)置，包括(kuo)容量和冗余配(pei)置策略(lve)；

　　儲罐(guan)要(yao)重視(shi)施工(gong)工(gong)藝，包括高溫基礎(chu)的(de)設計和施工(gong)。熔鹽閥(fa)門，截(jie)止(zhi)閥(fa)和蝶閥(fa)是比(bi)較(jiao)普遍(bian)的(de)結構形式，重視(shi)閥(fa)蓋伴熱設計，盡(jin)量避免(mian)閥(fa)門外漏。

　　4.5重視(shi)發電單元系統輔(fu)機設備選(xuan)型

　　發電(dian)(dian)單元(yuan)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)好壞與聚光集熱系統一樣(yang)重(zhong)要(yao)，發電(dian)(dian)單元(yuan)性(xing)能(neng)(neng)下降(jiang)對全廠性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響甚至(zhi)比后者更明顯，這一點(dian)往往不被(bei)重(zhong)視(shi)，業內習慣(guan)稱(cheng)(cheng)之為“常規島”，這是核電(dian)(dian)領域的(de)(de)(de)慣(guan)稱(cheng)(cheng)（國際上一般叫動力(li)島或(huo)稱(cheng)(cheng)發電(dian)(dian)島powerblock），這個并不常規，因為電(dian)(dian)價高，應該(gai)比火電(dian)(dian)機(ji)組更精致。主要(yao)包(bao)(bao)括給水泵(beng)、凝結(jie)水泵(beng)配置(zhi)及調(diao)速設(she)計；管道系統的(de)(de)(de)選(xuan)型；高低加回熱系統及除氧(yang)器本(ben)體設(she)計，包(bao)(bao)括阻力(li)、端(duan)差及結(jie)構選(xuan)擇(ze)。疏水泵(beng)配置(zhi)等。還有一個重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)設(she)備是空冷凝汽器。

　　關(guan)鍵工藝(yi)設(she)(she)備選(xuan)擇非常重要，因為如前面所(suo)說，發電(dian)單(dan)元(yuan)效率提升1個百(bai)分(fen)點，年收益(yi)增長(chang)2%以上(shang)，重視發電(dian)單(dan)元(yuan)設(she)(she)備選(xuan)型及(ji)系統(tong)(tong)設(she)(she)計(ji)。當(dang)然，仍需要在(zai)多(duo)方(fang)協同，全局優化，系統(tong)(tong)集成(cheng)，在(zai)供貨方(fang)的配合下(xia)（設(she)(she)備性(xing)能及(ji)成(cheng)本），從全場系統(tong)(tong)優化角(jiao)度(du)考慮。

　　5西北電力設計院光熱業務介紹

　　最后花(hua)點(dian)時間介(jie)紹一(yi)下(xia)我們(men)公司。2008年，中國(guo)電力工程顧問集團公司和(he)中科院電工所合作亞(ya)洲首座(zuo)兆(zhao)瓦(wa)級（電功(gong)率1.5MW）塔式太陽能(neng)熱發電電站的總(zong)體設(she)計(ji)，西北電力設(she)計(ji)院有(you)限(xian)公司作為(wei)設(she)計(ji)院，完(wan)成(cheng)相(xiang)關工程設(she)計(ji)，這(zhe)是(shi)我們(men)進(jin)入此領域的一(yi)個關鍵時期，在(zai)此要(yao)感(gan)謝(xie)電工所王老師團隊當初給予(yu)我們(men)的一(yi)些幫助。

　　2010年10月，參與中控太陽(yang)能(neng)德(de)令哈塔式光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)工程設計(ji)。2014年7月10MW成(cheng)功并(bing)網(wang)發(fa)(fa)電(dian)；2016年8月熔(rong)鹽改造完成(cheng)。該項目(mu)是(shi)亞洲首座光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)商業(ye)電(dian)站。

　　2015年，西(xi)北院參與(yu)摩洛(luo)哥NOORIII期電(dian)站工程設計。該項(xiang)目(mu)是目(mu)前單機容量(liang)最(zui)大的塔式(shi)熔鹽電(dian)站。由山東(dong)電(dian)建三(san)公司和SENER組成的聯合體EPC。

　　中國(guo)電力(li)顧問集(ji)團(tuan)有限(xian)公司(si)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)發電技(ji)術中心(xin)設在西北院，中心(xin)主要(yao)負責開(kai)展太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)發電行(xing)業(ye)的重大與關鍵技(ji)術的研究與開(kai)發，研究提出集(ji)團(tuan)公司(si)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)發電發展規劃和(he)技(ji)術升級方向等。目前(qian)正編(bian)制多項(xiang)國(guo)家標(biao)(biao)準和(he)行(xing)業(ye)標(biao)(biao)準。目前(qian)參與的各類光(guang)熱(re)發電項(xiang)目總數有三十余個。

　　太(tai)陽能熱發電(dian)是系(xi)統高度集成的發電(dian)技(ji)術(shu)。聚光集熱系(xi)統，儲(chu)換熱系(xi)統，發電(dian)系(xi)統具有同(tong)等重(zhong)要地位(wei)。技(ji)術(shu)先(xian)進性與成本一樣重(zhong)要，技(ji)術(shu)方案比選要基于(yu)投資。

　　我們不(bu)生產制造任何設(she)備，我們是全場系統的(de)集成設(she)計(ji)方(fang)(fang)，期(qi)望(wang)與設(she)備供貨方(fang)(fang)、投資方(fang)(fang)，多方(fang)(fang)攜手，推動太(tai)陽能熱(re)發電這(zhe)一(yi)技術全面(mian)進步。

　　謝謝大家！