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4月26日(ri)，2024第(di)十一屆中(zhong)國(guo)國(guo)際光(guang)熱大(da)會(hui)(hui)暨(ji)CSPPLAZA年會(hui)(hui)在內蒙古(gu)呼和浩特盛大(da)召開，中(zhong)國(guo)船舶重工集團新(xin)(xin)能源(yuan)有限責(ze)任公司（簡稱中(zhong)船新(xin)(xin)能）梁釗晨出(chu)席會(hui)(hui)議，并(bing)作(zuo)《光(guang)熱發(fa)電項目安全高效運維策略(lve)探討》的主題(ti)演講。

圖：中國船舶重工集團新能源有(you)限責任公司區域(yu)總經理梁釗(zhao)晨

在本次演(yan)講中(zhong)(zhong)，梁釗晨主要對(dui)由中(zhong)(zhong)船新能(neng)設計(ji)、建設、調(diao)試和(he)運維的內蒙古烏(wu)拉特(te)(te)中(zhong)(zhong)旗(qi)100MW/10小時(shi)儲能(neng)槽式光熱發電項目（以下簡稱烏(wu)拉特(te)(te)中(zhong)(zhong)旗(qi)項目）進(jin)行了(le)詳細介紹。

電站運行時長、發電指標逐年創新高

作為目(mu)(mu)前內蒙(meng)古(gu)唯一在運的槽式光熱電站(zhan)，烏拉特中旗項(xiang)目(mu)(mu)不僅是(shi)2016年國家(jia)能源局確定的首批20個(ge)太(tai)陽能熱發電示范項(xiang)目(mu)(mu)之一，同時也是(shi)目(mu)(mu)前國內裝機最大(da)、儲(chu)熱時間(jian)最長的槽式光熱電站(zhan)，項(xiang)目(mu)(mu)設計年存光熱發電量是(shi)3.3億度電，等效3300小時。

圖：烏拉特中旗光熱電站(zhan)

圖：項目里程碑節點

據梁釗晨介紹，基(ji)于中(zhong)船(chuan)新能(neng)對(dui)烏拉(la)特中(zhong)旗(qi)光(guang)熱(re)發電項目(mu)建設期間(jian)的高(gao)質(zhi)量控制，電站實(shi)現了第一(yi)年各項參數達(da)標，第二(er)年超設計值(zhi)，且運行時長、發電指標逐年創新高(gao)。

如上(shang)圖(tu)所見，2021年4月(yue)，中(zhong)船(chuan)新能開創(chuang)出分布式儲熱化(hua)鹽系(xi)統，全球首次(ci)利用集熱場與儲熱系(xi)統配合進行(xing)化(hua)鹽，提前(qian)2個月(yue)投入儲熱系(xi)統運行(xing)，在儲熱系(xi)統運行(xing)半年的(de)情況(kuang)下，電(dian)(dian)站實現發電(dian)(dian)量2.293億kWh，各項參數指標(biao)均達(da)到設計值；

2021年(nian)底—2022年(nian)初，項(xiang)目(mu)公(gong)司組(zu)織對(dui)機組(zu)進行(xing)檢(jian)查性檢(jian)修項(xiang)目(mu)，同時對(dui)相關系統進行(xing)了“提質增效(xiao)”改(gai)造(zao)工作，在系統停運1個月的情況(kuang)下，2022年(nian)發電量(liang)達到(dao)3.106億kWh，年(nian)運行(xing)時長4869.82小時，實現了項(xiang)目(mu)運行(xing)的第二年(nian)各(ge)項(xiang)指標超(chao)設計值(zhi)；

2023年(nian)，受極(ji)端天氣影響(xiang)（沙塵、大雪），機組(zu)運行(xing)時長減少(shao)，在太陽輻射強度（DNI累積值）同比上(shang)年(nian)減少(shao)3.89%的(de)情況下(xia)，項目公司積極(ji)采取優化(hua)電站運行(xing)策略，推進電站精細化(hua)調整(zheng)等措施，保障機組(zu)應發(fa)盡發(fa)，實現全年(nian)發(fa)電量3.25984億(yi)kWh，超純光(guang)熱發(fa)電量設計(ji)值556萬kWh，年(nian)平均光(guang)電效率達到14.86%，同比設計(ji)值（14.54%），提(ti)升2.2%。

在3年的(de)(de)運(yun)維過程中，中船新(xin)(xin)能不斷(duan)積累運(yun)維經驗(yan)，通過持續(xu)(xu)優化(hua)運(yun)行策(ce)略、升版操作(zuo)規程、提升設備可(ke)靠性(xing)管理(li)等措施，縮短了(le)光熱電站運(yun)維水平的(de)(de)爬坡期(qi)，實現發(fa)電量屢創新(xin)(xin)高，持續(xu)(xu)領跑(pao)國內光熱電站。

目前，烏(wu)拉特中(zhong)旗光熱(re)(re)電(dian)站各系統運(yun)行(xing)穩定，投(tou)運(yun)至今連續(xu)安(an)全運(yun)行(xing)1200余(yu)天(tian)，系統投(tou)運(yun)率(lv)100%；機組最高發(fa)電(dian)功(gong)率(lv)達105.54MW/h（設計值100MW/h）；單(dan)日(ri)最高發(fa)電(dian)量(liang)達到(dao)221.6萬千(qian)瓦時(shi)(shi)（設計值210萬千(qian)瓦時(shi)(shi)）；單(dan)月純光熱(re)(re)發(fa)電(dian)量(liang)達到(dao)5230萬千(qian)瓦時(shi)(shi)；完整年(nian)(nian)(nian)純光熱(re)(re)發(fa)電(dian)量(liang)約3.3億千(qian)瓦時(shi)(shi)（2022年(nian)(nian)(nian)4月-2023年(nian)(nian)(nian)3月）；年(nian)(nian)(nian)平均集熱(re)(re)場LOC利(li)用率(lv)≥99.72%；年(nian)(nian)(nian)平均集熱(re)(re)場LOC投(tou)入率(lv)100%；機組年(nian)(nian)(nian)等效利(li)用小時(shi)(shi)數達到(dao)3300小時(shi)(shi)。

上圖中(zhong)，梁釗晨(chen)截取了(le)6月1日(ri)(ri)(ri)—17日(ri)(ri)(ri)烏拉特中(zhong)旗光熱電站(zhan)的發電情況(kuang)，由圖可見，2023年6月13日(ri)(ri)(ri)全天平均發電負荷達到(dao)了(le)92.3MW。梁釗晨(chen)認為，這不(bu)僅(jin)是(shi)基于(yu)中(zhong)船新能的高(gao)質量、高(gao)標準的建設(she)要求，與其運維(wei)團隊(dui)也密不(bu)可分(fen)。

運維經驗不斷成熟，形成相關企業標準200余項

光熱(re)(re)電(dian)(dian)站最核心的(de)(de)能量來源(yuan)(yuan)為“太陽(yang)輻射(she)”，因此提高光熱(re)(re)資源(yuan)(yuan)利用率(lv)是衡量光熱(re)(re)電(dian)(dian)站運(yun)維水平(ping)的(de)(de)一項重(zhong)要指標。梁釗晨指出(chu)，烏拉特(te)中旗光熱(re)(re)發電(dian)(dian)項目自投運(yun)以來，面(mian)對如何提高光資源(yuan)(yuan)利用率(lv)，遇到了來自外(wai)部（天氣(qi)狀況(kuang)影響）和內部（運(yun)行(xing)調整(zheng)策略）的(de)(de)各(ge)類(lei)困難(nan)。如：沙塵天氣(qi)、冬季(ji)低溫天氣(qi)造成集熱(re)(re)場鏡面(mian)反射(she)率(lv)低；多云(yun)天氣(qi)運(yun)行(xing)的(de)(de)安全性(xing)與(yu)經濟(ji)性(xing)平(ping)衡、冬季(ji)槽(cao)式集熱(re)(re)器結(jie)霜對發電(dian)(dian)影響等(deng)。

梁釗晨還(huan)指(zhi)出，由于集熱器(qi)反射鏡(jing)(jing)都是在(zai)戶外環境使用，我(wo)國中(zhong)西部地區每年受(shou)到沙(sha)塵(chen)天氣侵擾，集熱器(qi)鏡(jing)(jing)面(mian)(mian)容易沉積(ji)粉塵(chen)，一(yi)(yi)方面(mian)(mian)沙(sha)塵(chen)會降低(di)反射鏡(jing)(jing)的反射率，導致接收的太陽輻射損失(shi)較多(duo)，另(ling)一(yi)(yi)方面(mian)(mian)沙(sha)塵(chen)中(zhong)含(han)有大量的鈣鎂氧化物，遇(yu)到雨、雪(xue)、結霜(shuang)天氣后，若不及時清理(li)會逐(zhu)漸產生鈣鎂水垢，嚴重影響集熱場的光熱轉換(huan)效率和反射鏡(jing)(jing)使用壽命。因此，鏡(jing)(jing)面(mian)(mian)潔凈程度(du)是影響光熱電站安(an)全、高效運(yun)行的關鍵因素。

圖(tu)：（中）沙(sha)塵暴過后(hou)的鏡面附(fu)著(zhu)物，（右）清洗(xi)車正(zheng)在清洗(xi)鏡面

除此(ci)(ci)之外，目(mu)前行業內光(guang)熱電(dian)(dian)站大都面臨春季(ji)風沙大、冬季(ji)低(di)溫清(qing)洗結冰(bing)等清(qing)洗效率低(di)的(de)共性問題(ti)，若不及時清(qing)理則影響發電(dian)(dian)效率；若采(cai)取的(de)清(qing)洗措施不合(he)適會加速磨損(sun)反(fan)射鏡，為此(ci)(ci)，烏拉特光(guang)熱電(dian)(dian)站從清(qing)洗設備改進、清(qing)洗策略(lve)優化兩(liang)方面提高清(qing)洗效率的(de)同時，也保障了設備最低(di)的(de)磨損(sun)率。2023年，烏拉特中旗光(guang)熱電(dian)(dian)站年平(ping)均反(fan)射率89.58%，因(yin)鏡面反(fan)射率提升(sheng)(sheng)，使年發電(dian)(dian)量(liang)提升(sheng)(sheng)約(yue)1800萬kWh。

圖：晴天運行曲線

上圖反映(ying)了烏拉(la)特(te)中(zhong)旗光(guang)熱電(dian)站一個(ge)典型晴天(tian)的(de)(de)(de)運行情況，其中(zhong)紫色的(de)(de)(de)拋物線(xian)為(wei)當天(tian)DNI的(de)(de)(de)曲線(xian)，藍色的(de)(de)(de)曲線(xian)是汽輪(lun)機的(de)(de)(de)發電(dian)曲線(xian)，黃(huang)色的(de)(de)(de)曲線(xian)是鏡場導熱油的(de)(de)(de)總容(rong)量。

梁釗(zhao)晨(chen)表(biao)示：“光(guang)照充(chong)足且無云的(de)情況，調整不當(dang)可(ke)能(neng)(neng)會造成集(ji)熱(re)(re)(re)器局部超(chao)溫(wen)，也會造成棄光(guang)率較大（集(ji)熱(re)(re)(re)器偏焦(jiao)，熱(re)(re)(re)量(liang)無法(fa)有效(xiao)利(li)用）。烏拉特中旗光(guang)熱(re)(re)(re)電站針對此問題(ti)開(kai)展集(ji)熱(re)(re)(re)場精細(xi)化(hua)調整專項研究分析(xi)（鏡場流量(liang)平(ping)衡(heng)、調整策(ce)略等），在保(bao)(bao)證集(ji)熱(re)(re)(re)場LOC投入(ru)率最大化(hua)的(de)同(tong)時(shi)，通過精細(xi)化(hua)調整策(ce)略既保(bao)(bao)證集(ji)熱(re)(re)(re)場LOC不偏焦(jiao)，又能(neng)(neng)保(bao)(bao)證較高的(de)集(ji)熱(re)(re)(re)場出油溫(wen)度且無超(chao)溫(wen)回路，同(tong)時(shi)防止了(le)(le)導熱(re)(re)(re)油碳化(hua)，提(ti)高了(le)(le)機組的(de)經(jing)濟性，整體提(ti)高了(le)(le)機組效(xiao)率，保(bao)(bao)證機組能(neng)(neng)夠(gou)連續高焓值發電。”

圖：多云天運行曲線

如上圖所(suo)示(shi)(shi)，梁釗(zhao)晨還展示(shi)(shi)了烏拉(la)特中旗光熱電站多云(yun)天(tian)氣(qi)運行曲(qu)線(xian)。他表示(shi)(shi)，紫色曲(qu)線(xian)為DNI值，變化較大，據運維人員的判斷，多云(yun)天(tian)氣(qi)一般有兩種云(yun)層，一種是高(gao)空云(yun)，另一種則是中低空積云(yun)。

高空云通常并(bing)不會完全遮蔽陽(yang)光(guang)，太(tai)陽(yang)光(guang)透過云層仍(reng)有比較穩定的DNI，本(ben)著多(duo)吸(xi)熱(re)少(shao)棄光(guang)的原則，需(xu)要(yao)精確計算(suan)出與當前DNI所匹配(pei)的集(ji)熱(re)場流量(liang)，來保持較高的系統溫(wen)度(du)（霧霾沙塵天氣調整方式類似）。

中(zhong)低空(kong)積云(yun)通常會(hui)以一(yi)大塊、一(yi)大塊的(de)形式懸于空(kong)中(zhong)，途(tu)經發電站上空(kong)會(hui)遮擋部分(fen)或(huo)(huo)全(quan)部集熱場，若不(bu)及(ji)(ji)時(shi)調(diao)整入云(yun)、出(chu)云(yun)時(shi)的(de)集熱場流量、回路(lu)溫(wen)控和機組(zu)(zu)負荷(he)，會(hui)導(dao)致系統溫(wen)度迅速下降或(huo)(huo)升高，影響(xiang)機組(zu)(zu)設備運(yun)行安全(quan)，因此(ci)隨著DNI的(de)變化及(ji)(ji)時(shi)調(diao)整集熱場流量，提前調(diao)整集熱場回路(lu)溫(wen)控及(ji)(ji)機組(zu)(zu)負荷(he)等措施(shi)，對全(quan)面(mian)把(ba)控機組(zu)(zu)安全(quan)尤為(wei)重(zhong)要。

除此之外，還有一種晴(qing)轉(zhuan)(zhuan)陰(yin)(yin)后轉(zhuan)(zhuan)晴(qing)的天(tian)氣，遇(yu)到晴(qing)轉(zhuan)(zhuan)陰(yin)(yin)天(tian)氣，不合理的系統運(yun)行(xing)(xing)策略（集熱場與儲熱系統協(xie)調方(fang)式(shi)）會影(ying)響機組安全和連續穩(wen)定運(yun)行(xing)(xing)。因此，利用(yong)多系統協(xie)調配合的運(yun)行(xing)(xing)策略是保證機組應對天(tian)氣變化的重要(yao)保障措施(shi)。

由于烏拉特中旗光(guang)(guang)熱(re)電站是全(quan)球緯度最高的一個槽式光(guang)(guang)熱(re)電站，基于烏拉特大草(cao)原的自然條件，電站存在(zai)冬季結霜(shuang)問(wen)題(ti)。

梁釗晨表示，通過對反(fan)(fan)射鏡(jing)正(zheng)反(fan)(fan)面抑制(zhi)結霜材料研(yan)(yan)究、霜層行(xing)成與生(sheng)長機理(li)分析、槽式反(fan)(fan)射鏡(jing)結霜過程熱(re)平衡研(yan)(yan)究、化(hua)霜時間預測模型研(yan)(yan)究等，在2022年冬(dong)季，中船新能公(gong)司正(zheng)式將(jiang)結霜的問題攻克。他指出，通過抑制(zhi)冬(dong)季槽式反(fan)(fan)射鏡(jing)結霜，保(bao)證集熱(re)功率，一個冬(dong)季可直接挽(wan)回上(shang)千(qian)萬的發電經濟損失。

隨(sui)著(zhu)烏拉特(te)中(zhong)旗光(guang)熱(re)發(fa)電項(xiang)目3年(nian)運(yun)維經驗(yan)的(de)(de)不(bu)斷成熟，中(zhong)船(chuan)新(xin)能總結出了光(guang)熱(re)電站運(yun)行特(te)性(xing)和維護規律(lv)，形成相關企業標準200余項(xiang)，已經申請專利等知識產權近百項(xiang)，能夠保障機(ji)組(zu)在(zai)不(bu)同(tong)工況下的(de)(de)安全(quan)、穩定(ding)高效運(yun)行。

圖：中(zhong)船新能部分運維(wei)技術成果

梁釗晨在總結中表示(shi)，中船新能通過示(shi)范項目(mu)(mu)建(jian)設和(he)運行，目(mu)(mu)前已經掌握了槽(cao)式光熱(re)設備、設計、施(shi)工、調試(shi)、運行、維護等項目(mu)(mu)全周期的關鍵技術，項目(mu)(mu)現場(chang)具有水、電(dian)、汽、氣等公用系統(tong)，并預留500畝試(shi)驗場(chang)，烏拉特(te)中旗槽(cao)式光熱(re)電(dian)站(zhan)，可以(yi)為大(da)家提供裝(zhuang)備研制、系統(tong)優(you)化(hua)、運維優(you)化(hua)的試(shi)驗驗證(zheng)平臺。

此外，目前烏拉特光(guang)熱(re)電(dian)站廠(chang)區已建成(cheng)新型槽(cao)式集(ji)熱(re)器(qi)（大(da)槽(cao)），以及耦合電(dian)站回熱(re)抽汽系(xi)統，也可為未來光(guang)熱(re)電(dian)站發(fa)展供(gong)暖(nuan)、供(gong)熱(re)水領域提(ti)供(gong)試驗平臺。