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CSPPLAZA光熱發電網報道：隨著“煤改氣”、“煤改電”的雙替代改造的實行，眾多工業企業面臨能源蒸汽成本迅速上漲、燃料價格生產成本的不斷攀升的現實問題，市場亟需提供抑制能源成本增加的有效解決方案，使企業不至于因能源成本上漲而使能源結構轉型受阻。

作(zuo)為一(yi)種可再生能源技術，槽式太陽(yang)能集(ji)熱系(xi)統(tong)(tong)的(de)高效利用(yong)方(fang)式開始受到越來越多的(de)關注，并逐步走(zou)向實施落地。槽式太陽(yang)能工業蒸(zheng)汽聚(ju)光系(xi)統(tong)(tong)的(de)應用(yong)，應考慮到更佳(jia)適應性、經濟性、穩定性，同(tong)時要解決太陽(yang)能系(xi)統(tong)(tong)的(de)持續性、匹配性、安全(quan)性等諸多挑戰，以達到不同(tong)企業工廠用(yong)蒸(zheng)汽模式所要求的(de)最佳(jia)耦合運行方(fang)案(an)。

圖：光熱(re)發電開口(kou)5770mm集熱(re)器

圖(tu)：工業蒸汽開口(kou)3000mm集熱器

目前，成都(dou)禪德(de)太陽(yang)電力有限公司（簡稱“成都(dou)禪德(de)”）正積極推廣和實踐槽式(shi)太陽(yang)能(neng)集熱(re)系(xi)統(tong)。考慮到目前的工(gong)業(ye)企業(ye)“煤改(gai)氣(qi)(qi)、電”為主(zhu)要(yao)的鍋(guo)爐形式(shi)，成都(dou)禪德(de)優先開展燃氣(qi)(qi)鍋(guo)爐、電鍋(guo)爐用戶的太陽(yang)能(neng)再節約替代方向(xiang)，該(gai)集熱(re)系(xi)統(tong)對于生(sheng)物質(zhi)、醇(chun)基(ji)燃料、清潔煤等其他形式(shi)保(bao)留下來(lai)的鍋(guo)爐，同樣可行有效(xiao)。同時，該(gai)公司根據用戶的資源(yuan)條件設計優化合理(li)的多能(neng)互補模(mo)式(shi)。

在設計(ji)階段，其(qi)擯棄了目前光(guang)熱發電槽(cao)式(shi)集(ji)熱的(de)相對高成(cheng)(cheng)(cheng)本設計(ji)思(si)想，利用(yong)更匹配應用(yong)溫(wen)度(du)區間采(cai)取降(jiang)(jiang)低(di)集(ji)熱溫(wen)度(du)（集(ji)熱場出(chu)口溫(wen)度(du)由393℃下降(jiang)(jiang)至(zhi)235℃左右）、從繁到(dao)(dao)簡（采(cai)用(yong)4片反射鏡(jing)組成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)拋物(wu)線減少到(dao)(dao)2片組成(cheng)(cheng)(cheng)）、從大(da)到(dao)(dao)小（開口寬(kuan)度(du)從5770mm降(jiang)(jiang)低(di)到(dao)(dao)3000mm，焦距從1710mm降(jiang)(jiang)低(di)到(dao)(dao)950mm）、從長到(dao)(dao)短（集(ji)熱器組合從150m減少到(dao)(dao)50m）的(de)思(si)路。這樣使工程(cheng)所(suo)需材料、導熱介質(zhi)及全(quan)系(xi)統(tong)的(de)配置成(cheng)(cheng)(cheng)本大(da)幅下降(jiang)(jiang)，溫(wen)度(du)和壓力(li)的(de)降(jiang)(jiang)低(di)則使集(ji)熱系(xi)統(tong)也降(jiang)(jiang)低(di)了安全(quan)風險，反射鏡(jing)采(cai)用(yong)兩片的(de)設計(ji)也極大(da)的(de)降(jiang)(jiang)低(di)了施工安裝成(cheng)(cheng)(cheng)本。

成(cheng)都禪德(de)利用當前市場(chang)常規(gui)的(de)中高溫槽式集(ji)熱的(de)技術，采取了(le)(le)提(ti)高增(zeng)強的(de)設(she)計思維，在(zai)現有(you)中高溫集(ji)熱器開口(kou)2550mm的(de)基礎(chu)上(shang)提(ti)高了(le)(le)14%的(de)寬(kuan)度比例，從而達到(dao)了(le)(le)2片反射鏡產品設(she)計的(de)接近合(he)理極限寬(kuan)度，同時其焦距設(she)計也(ye)在(zai)此基礎(chu)上(shang)提(ti)高了(le)(le)10%，相(xiang)應地(di)，采光面積(ji)也(ye)提(ti)高了(le)(le)14%，加之(zhi)對金屬結構(gou)部分的(de)優化設(she)計，既可以(yi)(yi)保證性能，還可以(yi)(yi)降低成(cheng)本。

通過(guo)合理降(jiang)(jiang)級加上(shang)優(you)化升(sheng)級雙重系(xi)統設(she)計后，導(dao)熱(re)(re)介質不(bu)僅僅是在最(zui)高溫度的(de)(de)(de)設(she)計上(shang)控制(zhi)在315°以下(xia)，更(geng)使導(dao)熱(re)(re)油的(de)(de)(de)冷凝點從14℃下(xia)降(jiang)(jiang)到-18℃，從而(er)降(jiang)(jiang)低(di)導(dao)熱(re)(re)、傳(chuan)熱(re)(re)系(xi)統的(de)(de)(de)防(fang)凝成本。通過(guo)合理的(de)(de)(de)優(you)化設(she)計，為(wei)打造更(geng)專業(ye)(ye)利用(yong)光熱(re)(re)發電技術的(de)(de)(de)累(lei)積(ji)經驗，充(chong)分汲取中高溫集熱(re)(re)系(xi)統的(de)(de)(de)應用(yong)特點，為(wei)槽式太陽能工業(ye)(ye)用(yong)蒸(zheng)汽市場締(di)造出最(zui)理想(xiang)的(de)(de)(de)槽式集熱(re)(re)系(xi)統設(she)計最(zui)佳(jia)方案，以適(shi)用(yong)于工業(ye)(ye)企(qi)業(ye)(ye)蒸(zheng)汽領域的(de)(de)(de)廣(guang)泛市場。

表：集熱器(qi)單元（SCE）參數(shu)

成(cheng)(cheng)(cheng)都禪德自(zi)主(zhu)開發(fa)(fa)的(de)(de)槽(cao)式太(tai)陽能(neng)工業蒸(zheng)汽(qi)市場(chang)專用(yong)集(ji)熱器(qi)(qi)，設計(ji)開口寬度(du)(du)為3000mm、焦距950mm，聚光(guang)比70倍左右，集(ji)熱管(guan)可選用(yong)管(guan)徑在40mm-60mm范(fan)圍(wei)大小(xiao)，適用(yong)更大范(fan)圍(wei)的(de)(de)核(he)心部(bu)件選擇，有利于(yu)降低成(cheng)(cheng)(cheng)本增加競爭力，能(neng)夠(gou)滿足(zu)溫度(du)(du)在120℃～300℃范(fan)圍(wei)內(nei)的(de)(de)工業蒸(zheng)汽(qi)應用(yong)領(ling)域(yu)的(de)(de)需要。采取標(biao)準(zhun)化模(mo)塊(kuai)單(dan)元每個(ge)SCE集(ji)熱器(qi)(qi)單(dan)元(SCE=6000mm)的(de)(de)長度(du)(du)可以(yi)適用(yong)于(yu)6000mm，或者8000mm以(yi)及12000mm的(de)(de)不同(tong)場(chang)地(di)空間需要靈活合(he)理搭配，整個(ge)集(ji)熱系(xi)(xi)統的(de)(de)標(biao)準(zhun)回路(lu)按(an)(an)照200m設計(ji)，由4個(ge)標(biao)準(zhun)的(de)(de)SCA集(ji)熱器(qi)(qi)組合(he)（SCA=50m）組成(cheng)(cheng)(cheng)，整個(ge)系(xi)(xi)統的(de)(de)設計(ji)嚴格按(an)(an)照光(guang)熱發(fa)(fa)電的(de)(de)光(guang)學效率控制每項(xiang)核(he)心部(bu)件的(de)(de)嚴格設計(ji)、精細制造、光(guang)學檢測(ce)、過程控制、組裝集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)、系(xi)(xi)統優化。

表：集熱器組合(he)（SCA）整體參(can)數

考(kao)慮到集熱(re)系(xi)統不(bu)能影響建(jian)工業廠房(fang)高(gao)(gao)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)因素(su)，采用槽式拋物(wu)(wu)線短焦距(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術形式，可(ke)(ke)以有效(xiao)(xiao)(xiao)避(bi)免(mian)光污染問題；考(kao)慮到工業有效(xiao)(xiao)(xiao)空間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大利用，采取單(dan)軸跟蹤(zong)技(ji)(ji)術能夠提高(gao)(gao)光學接收效(xiao)(xiao)(xiao)率（相比非跟蹤(zong)技(ji)(ji)術），為建(jian)筑(zhu)屋頂設(she)計(ji)更(geng)輕便標(biao)準模(mo)塊化的(de)(de)(de)(de)(de)半拋物(wu)(wu)面(mian)型結構方式；集熱(re)系(xi)統采用導(dao)熱(re)油吸熱(re)傳熱(re)換熱(re)，能夠降低系(xi)統壓力，提高(gao)(gao)系(xi)統安全(quan)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)，通過利用導(dao)熱(re)油緩沖罐的(de)(de)(de)(de)(de)配置能夠穩(wen)定(ding)(ding)輸出給蒸汽(qi)(qi)發(fa)生(sheng)器，經過蒸汽(qi)(qi)發(fa)生(sheng)器內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)換熱(re)器加(jia)熱(re)水，從而給客戶(hu)(hu)提供穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽(qi)(qi)，避(bi)免(mian)云的(de)(de)(de)(de)(de)遮擋給系(xi)統帶來的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)影響；通過合理的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)儲能方案(an)，為用戶(hu)(hu)提供更(geng)長時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)太陽能蒸汽(qi)(qi)利用小時(shi)(shi)數，目前針(zhen)對儲能的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術在可(ke)(ke)考(kao)慮配置低成(cheng)本固體(ti)儲熱(re)、導(dao)熱(re)油、低熔點(dian)鹽、相變材料等(deng)多種模(mo)式，為不(bu)同用戶(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)設(she)計(ji)最(zui)佳的(de)(de)(de)(de)(de)儲熱(re)方案(an)，以滿(man)足用戶(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)蒸汽(qi)(qi)穩(wen)定(ding)(ding)需要(yao)。

槽式(shi)(shi)太陽能工(gong)(gong)業(ye)蒸汽(qi)系統(tong)可(ke)以和現有燃(ran)氣(qi)鍋爐(lu)、電鍋爐(lu)耦合匹配使用，也可(ke)以根據項目情況配置有機朗肯、螺桿(gan)機等發電系統(tong)達到更高利(li)用的模式(shi)(shi)。槽式(shi)(shi)集(ji)熱器采用多倍(bei)聚光的方式(shi)(shi)，提高集(ji)熱溫(wen)度及熱能品質，突破(po)太陽能只能提供低于(yu)80℃熱水的局(ju)限(xian)，專注于(yu)解決工(gong)(gong)業(ye)領域的蒸汽(qi)需求。

圖：為槽式(shi)有機(ji)朗肯發電加供熱的多(duo)能互補方案(an)

透過合理(li)優化提供穩定(ding)運行可靠的(de)(de)槽(cao)(cao)式太陽能工業(ye)蒸汽(qi)技術(shu)，如何能給客戶(hu)帶來好處，是每個企業(ye)最(zui)為(wei)關心的(de)(de)問題(ti)，基于槽(cao)(cao)式光(guang)熱(re)技術(shu)的(de)(de)特性，是直(zhi)接的(de)(de)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換利用，縮短了能量(liang)的(de)(de)轉(zhuan)換模(mo)式。

如(ru)今，槽式(shi)太陽(yang)能(neng)集熱工(gong)業(ye)(ye)蒸(zheng)汽(qi)技術價值(zhi)已經突(tu)顯，以張家口張北地(di)區光資源(yuan)DNI1700kwh/m2/y為例，不考慮企(qi)(qi)業(ye)(ye)場地(di)的(de)成本(ben)，僅(jin)僅(jin)利用槽式(shi)太陽(yang)能(neng)工(gong)業(ye)(ye)蒸(zheng)汽(qi)的(de)技術產(chan)生(sheng)的(de)蒸(zheng)汽(qi)價格(ge)低(di)于175元/噸（準確(que)數據需要根(gen)據場地(di)規模大小進行核算(suan)）；就目前的(de)天(tian)然(ran)氣價格(ge)參考3.75元/m3來(lai)測(ce)算(suan)，產(chan)生(sheng)的(de)蒸(zheng)汽(qi)成本(ben)320元/噸左(zuo)右(you)，此價格(ge)沒(mei)有(you)考慮供(gong)暖季天(tian)然(ran)氣價格(ge)上漲(zhang)的(de)風險，對于天(tian)然(ran)氣未來(lai)價格(ge)會(hui)逐步上漲(zhang)的(de)風險，工(gong)業(ye)(ye)企(qi)(qi)業(ye)(ye)本(ben)身的(de)利潤率會(hui)被能(neng)源(yuan)成本(ben)增加逐年抵消(xiao)，在可(ke)預見的(de)未來(lai)會(hui)讓企(qi)(qi)業(ye)(ye)難以承受，相比(bi)5年前的(de)蒸(zheng)汽(qi)成本(ben)，其價格(ge)幾乎(hu)接(jie)近翻番(fan)的(de)窘(jiong)境。

表：張北(bei)2t/h的(de)(de)燃氣(qi)鍋爐對(dui)比(bi)槽(cao)式(shi)太陽能白天6小(xiao)時產生的(de)(de)蒸汽成本(ben)對(dui)比(bi)（備注：未考慮土地(di)及地(di)基(ji)基(ji)礎成本(ben)）

在“煤(mei)改(gai)氣”、“煤(mei)改(gai)電”之后(hou)的新時代，最佳的低(di)成本(ben)槽(cao)式(shi)太陽能工業蒸汽匹配耦(ou)合技(ji)術(shu)，必(bi)將會給企(qi)業帶來低(di)成本(ben)可再生能源多能互補(bu)利用時代。

在(zai)未來，提高槽式太(tai)陽能(neng)(neng)工業(ye)蒸(zheng)汽系(xi)統優(you)(you)化(hua)(hua)，為(wei)廣(guang)大工業(ye)企(qi)業(ye)節約(yue)能(neng)(neng)源成本，需要諸(zhu)多相(xiang)關企(qi)業(ye)攜手(shou)設計制造、優(you)(you)化(hua)(hua)技術、精良裝備(bei)、共贏(ying)市場(chang)，開展(zhan)槽式太(tai)陽能(neng)(neng)工業(ye)蒸(zheng)汽系(xi)統的(de)產業(ye)化(hua)(hua)、模塊化(hua)(hua)、規(gui)模化(hua)(hua)、優(you)(you)化(hua)(hua)集成、合理利用(yong)的(de)工業(ye)綠色動能(neng)(neng)發展(zhan)之路(lu)。

注：本文作者系成都禪德太陽能電力有限公司王洪國，聯系作者：電話：13810518839；郵箱：13810518839@163.com.