2025年5月29日,第十二(er)屆中(zhong)(zhong)國國際(ji)光熱大會暨(ji)CSPPLAZA年會在(zai)浙江杭州盛大召開,中(zhong)(zhong)國電(dian)建(jian)集團西北(bei)勘(kan)測設計研究院(yuan)有限公司(以下簡(jian)稱中(zhong)(zhong)電(dian)建(jian)西北(bei)院(yuan))新能(neng)源工程院(yuan)副院(yuan)長段楊龍出(chu)席會議并作(zuo)主題(ti)報告《光熱一體(ti)化項目(mu)的總(zong)承包實踐(jian)》,詳細(xi)介紹了光熱發電(dian)在(zai)一體(ti)化項目(mu)中(zhong)(zhong)的作(zuo)用,并結合實際(ji)參(can)建(jian)項目(mu)分(fen)享了中(zhong)(zhong)電(dian)建(jian)西北(bei)院(yuan)在(zai)光熱一體(ti)化項目(mu)總(zong)承包過(guo)程中(zhong)(zhong)積累的豐(feng)富經驗。
圖:段楊龍
光熱發電在一體化項目中的作用
段楊龍表示,國家一系(xi)列利好政策及《中華人民共和(he)國能源法》的正(zheng)式施行,為光(guang)熱發電持續發展(zhan)進一步定(ding)調,提振了光(guang)熱發電行業的發展(zhan)信心。
段楊龍指出(chu),目前風電(dian)、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)配套光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)的大基地發(fa)展(zhan)模(mo)式(shi),已(yi)經(jing)成為(wei)“十四五”時(shi)期我國西(xi)北地區(qu)新能源發(fa)展(zhan)的一大趨勢(shi)。在新能源整體無補(bu)貼發(fa)展(zhan)的政策背(bei)景下,國家和地方能源主管部門提(ti)出(chu)了“光(guang)(guang)(guang)伏(fu)+光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)”、“風電(dian)+光(guang)(guang)(guang)伏(fu)+光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)”、“風電(dian)+光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)”及“大容量、高(gao)參數光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)”等發(fa)展(zhan)模(mo)式(shi),促進光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)電(dian)行業健康有(you)序發(fa)展(zhan)。為(wei)了進一步(bu)提(ti)升(sheng)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)電(dian)項目的調峰(feng)能力,中電(dian)建(jian)西(xi)北院正在青海等地積極參與推(tui)進35萬千(qian)瓦級光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)(re)項目策劃和建(jian)設。
光熱一體化項目建設理念及建設重點
環保與智慧化理念
據(ju)段楊(yang)龍介紹(shao),中電建西(xi)北院在光熱項目建設中始終(zhong)貫(guan)穿(chuan)環(huan)保(bao)理念。以共和(he)一期(qi)項目為例,鏡場建設不做大(da)面積場平,充(chong)分發揮光熱發電清(qing)潔(jie)綠色的優勢,高效利用(yong)水資源,實現(xian)廢水“零排(pai)放”。
同時,積極推進“智慧電站(zhan)”建設,將資源預測、數字(zi)化技術深度融合于項目規劃、設計、施工(gong)及運(yun)維全階段,以提升發電量(liang)保障能力。
光熱與風電光伏深度聯合運行
據(ju)段(duan)楊(yang)龍介(jie)紹,光(guang)熱電(dian)(dian)站由于配備儲(chu)能(neng)系統,可(ke)以在(zai)日照資源較(jiao)好、中(zhong)午(wu)光(guang)伏大發時段(duan)降出力為新能(neng)源調峰(feng)并儲(chu)存(cun)熱量(liang),在(zai)晚上負荷高峰(feng)時利用儲(chu)存(cun)的(de)(de)熱量(liang)進行發電(dian)(dian),維持(chi)電(dian)(dian)站持(chi)續運行。同時,考慮風光(guang)棄電(dian)(dian)回收(shou)利用解(jie)決(jue)方(fang)案,提(ti)升項目經(jing)濟性。中(zhong)電(dian)(dian)建西北院(yuan)總承包(bao)的(de)(de)中(zhong)廣核(he)德令哈項目配置(zhi)熔鹽電(dian)(dian)加熱器,為國內容量(liang)最大的(de)(de)棄電(dian)(dian)回收(shou)裝(zhuang)置(zhi)。
注重項目整體經濟性
在(zai)136號文下(xia)(xia)(xia)達的(de)背(bei)景下(xia)(xia)(xia),一(yi)體(ti)化(hua)項目(mu)(mu)的(de)開發(fa)(fa)(fa)思路應(ying)(ying)考慮利(li)用光(guang)伏、風(feng)電(dian)(dian)的(de)低度電(dian)(dian)成(cheng)(cheng)本降(jiang)低項目(mu)(mu)建設投(tou)資(zi),利(li)用光(guang)熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)的(de)可調度性盡量爭取高(gao)(gao)電(dian)(dian)價時(shi)段發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian),既可在(zai)一(yi)定程度上緩解電(dian)(dian)網調峰(feng)壓力,也可使目(mu)(mu)前度電(dian)(dian)成(cheng)(cheng)本較高(gao)(gao)的(de)光(guang)熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)技術保持一(yi)定的(de)規模(mo)增量,從而帶動產(chan)業鏈上下(xia)(xia)(xia)游(you)協同發(fa)(fa)(fa)展加速技術迭代、降(jiang)低成(cheng)(cheng)本,使光(guang)熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)在(zai)未(wei)來新(xin)型電(dian)(dian)力系統中發(fa)(fa)(fa)揮應(ying)(ying)有(you)的(de)作用。
一體化方式建設運營
按照一(yi)體(ti)化方式建設運營,應該(gai)將整(zheng)個風(feng)光熱多能互補(bu)項目(mu)作(zuo)為(wei)一(yi)個整(zheng)體(ti)來(lai)考(kao)慮,部分(fen)公用(yong)設施共(gong)用(yong)。
針對大規模(mo)風光(guang)熱多能互(hu)補(bu)項目(mu)(mu),中電建西北院采用統一(yi)規劃(hua)公用設施、統一(yi)測(ce)算經濟指標、統一(yi)運(yun)維管理的(de)一(yi)體化運(yun)營模(mo)式,以(yi)實現優化資源配置(zhi)和降低項目(mu)(mu)成本的(de)目(mu)(mu)標。
光熱一體化項目主要支撐技術
策劃階段重點關注內容
結合(he)多年項目建設經驗(yan),中電建西(xi)北(bei)院對于(yu)光熱一體化項目的開發思路正不斷優化。
電(dian)(dian)(dian)(dian)源配比方面,中電(dian)(dian)(dian)(dian)建(jian)西(xi)北院通(tong)過“光(guang)(guang)熱+光(guang)(guang)伏(fu)+風電(dian)(dian)(dian)(dian)+化學儲能(neng)+熔鹽儲能(neng)”多(duo)種能(neng)源有效匹配,采用一體化項目(mu)(mu)分(fen)析軟件,對(dui)項目(mu)(mu)進行(xing)全(quan)年8760h逐(zhu)時(shi)進行(xing)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)分(fen)析和光(guang)(guang)伏(fu)(風電(dian)(dian)(dian)(dian))棄電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)分(fen)析,形成(cheng)最優電(dian)(dian)(dian)(dian)源配比方案及(ji)運行(xing)調度策(ce)略。
熔鹽電加熱器設置
此外,西(xi)部地區由于(yu)高寒缺氧,風(feng)沙較大,中電建(jian)西(xi)北院采用了SGS聯合(he)廠房布置方案,可以優化運行損(sun)耗,降(jiang)低(di)小管徑管道(dao)的凍(dong)堵(du)風(feng)險,改善運維條件。
一體化廠房設置
聚光集熱系統多云工況應對策略
段楊龍(long)表示,云的(de)(de)出現對(dui)聚光(guang)集(ji)熱的(de)(de)運行(xing)尤其熔鹽(yan)泵影響非常大,為此應重點(dian)關注提(ti)升(sheng)不同時(shi)(shi)間尺度下多云工(gong)況(kuang)聚光(guang)集(ji)熱系(xi)統(tong)預測的(de)(de)準確性(xing),按照寬溫(wen)域(yu)、寬負荷設(she)備(bei)適應性(xing)進行(xing)主(zhu)要設(she)備(bei)選型(xing),優化工(gong)藝流程(cheng),縮短(duan)系(xi)統(tong)整(zheng)體啟動時(shi)(shi)間,提(ti)升(sheng)電站調峰能力。
云遮工況分析
中電建西北院開(kai)展了吸(xi)熱器(qi)(qi)系統(tong)光-熱-流-力(li)聯合仿真,對(dui)非均勻熱流密度下高參數(shu)表面式吸(xi)熱器(qi)(qi)安(an)全開(kai)展可靠性研究,并搭建了蒸(zheng)汽(qi)發生器(qi)(qi)試(shi)驗(yan)臺用以輔助模(mo)擬實驗(yan),并分別建立了蒸(zheng)汽(qi)發生器(qi)(qi)水動(dong)力(li)計算模(mo)型(xing)(xing)、換熱管熱-力(li)耦合數(shu)值(zhi)分析模(mo)型(xing)(xing)、對(dui)換熱器(qi)(qi)水動(dong)力(li)計算及安(an)全可靠性開(kai)展仿真研究,實現快速(su)調峰工況下的系統(tong)集(ji)成(cheng)優化(hua)。
核心設備自主設計
據段(duan)楊龍介紹,與其它EPC總(zong)包(bao)單位在(zai)熔鹽(yan)儲罐部分(fen)采用(yong)(yong)“小EPC”分(fen)包(bao)形式不同(tong),中電(dian)建西北院(yuan)自(zi)主開展熔鹽(yan)儲罐整(zheng)體設計,僅(jin)此一項可(ke)節(jie)約成(cheng)本500萬元以上。技(ji)術成(cheng)果已在(zai)三峽青豫直(zhi)流、國(guo)能共和、中廣核德令(ling)哈等(deng)多(duo)個(ge)項目(mu)中應用(yong)(yong)。
吸(xi)熱塔結構設計方(fang)面(mian),中(zhong)電建(jian)西北(bei)院開展(zhan)了針對不(bu)同地區、不(bu)同風速(su)條件下塔頂(ding)擺幅(fu)與吸(xi)熱器光斑組合變(bian)化規律研究(jiu),采用(yong)(yong)理論分析和數值建(jian)模的方(fang)法對吸(xi)熱塔采用(yong)(yong)不(bu)同的基礎型(xing)式(shi)、筒壁結構型(xing)式(shi)進行了分析研究(jiu),設計出國內首例變(bian)截面(mian)變(bian)坡(po)度吸(xi)熱塔,節省了建(jian)設投資。
同時,中電建(jian)西北院(yuan)還總結(jie)建(jian)設(she)經驗,編(bian)制了《吸熱塔(ta)結(jie)構設(she)計標準(zhun)》企業標準(zhun),摸索出一套集(ji)模板、施工平(ping)臺和垂直運輸多維(wei)一體(ti)的(de)吸熱塔(ta)塔(ta)筒施工及設(she)備(bei)安裝綜(zong)合解決(jue)方案。
主機設備選型要點
為(wei)適應前(qian)端聚光集熱的間歇性、波(bo)動性和(he)后端變工況運行(壓(ya)力(li)、溫度),中(zhong)電建西北(bei)院(yuan)針(zhen)對光熱發電項目的系(xi)統功(gong)能和(he)特點(dian),提出主機設備選型要點(dian):
蒸汽(qi)發生系統(SGS)采(cai)用寬溫域設(she)計和低負荷工況(kuang)(kuang)設(she)計,與汽(qi)輪機工況(kuang)(kuang)匹配,制(zhi)定合理的保壓(ya)方(fang)案;
汽輪(lun)機采用(yong)寬(kuan)溫(wen)域、寬(kuan)負荷(he)設(she)計選型,適(shi)應頻繁啟(qi)停、快速(su)啟(qi)動、低負荷(he)等專用(yong)技術制造和運行要求。
光熱一體化項目實施重點
外部建設條件把控
段楊龍指出,在(zai)項(xiang)目實(shi)施(shi)中(zhong),要(yao)高度重(zhong)視太(tai)陽能資源(yuan)(DNI)的準確評估,避免因衛星數據(ju)偏差影(ying)響發(fa)電(dian)量與收益。
同時(shi),需注重對(dui)當地(di)建設條(tiao)件的調查(cha)和落實,重點(dian)關注用(yong)地(di)、水源、交(jiao)通(tong)運(yun)輸等建設條(tiao)件,針對(dui)高海拔、高寒地(di)區有效施工期短(duan)的特點(dian),合(he)理制定工期計劃。
設計與采購管控
設計管控重點:
1、總(zong)體(ti)技術方案(an)及總(zong)圖(tu)布置(zhi);
2、土建方案(an)(重點關注鏡(jing)場基礎形式(shi)、吸熱塔結構設計、儲罐基礎及焊接(jie)方案(an)、泵框架平臺、主廠房結構等);
3、工(gong)藝設備(bei)參數(shu)選(xuan)型(xing)(例(li)如SGS設備(bei)選(xuan)型(xing)、汽輪發電(dian)機組選(xuan)型(xing)、空(kong)冷(leng)設備(bei)及聚光集熱系統(tong)的形式(shi)及面積、主廠(chang)房布置方案、吸熱塔及儲(chu)罐(guan)區(qu)布置方案等);
4、工藝流(liu)程及自動(dong)化控制(zhi)方案(尤其(qi)聚光集熱及儲換熱系統、大容量機組多塔布置控制(zhi)策(ce)略);
5、調試運行工(gong)藝流程方案等。
采購方面,段楊龍認為要重點關注以下幾點:
1、參照施工網絡(luo)計(ji)劃圖編制合理的分標方(fang)案和(he)采(cai)購進(jin)度計(ji)劃,確保設備交貨滿足現場(chang)需求(qiu);
2、設計技術規范與(yu)廠家設備方案的合理性;
3、重(zhong)要設(she)備分包(bao)商的設(she)計、采購、供貨(huo)周期及技術方案的確(que)認,同時對施工圖、現(xian)場施工進度的影響(xiang)管控;
4、大宗物(wu)資的采購和(he)工廠化加(jia)工等;
5、儀(yi)表(biao)的(de)采(cai)購周期及準確性,部分如基礎預(yu)埋(mai)儀(yi)表(biao)應提(ti)前制定采(cai)購預(yu)案;
6、主要設備的生(sheng)產質量(liang)及重要工序的監造管控;
7、設備廠(chang)家在(zai)安裝調試發(fa)電及運行階段的配(pei)合度。
同時,針對(dui)同時推(tui)進的(de)項(xiang)目(mu)可采(cai)(cai)用集(ji)中采(cai)(cai)購(gou)(gou)(gou)(gou)方式,以提(ti)升采(cai)(cai)購(gou)(gou)(gou)(gou)效(xiao)率,降低項(xiang)目(mu)成(cheng)本。在此過程中,要嚴(yan)格進行供(gong)應商選擇(ze)與評估、規(gui)范采(cai)(cai)購(gou)(gou)(gou)(gou)合(he)同管理,重視采(cai)(cai)購(gou)(gou)(gou)(gou)與設(she)計施工(gong)各個環節的(de)高效(xiao)接口管理。此外,應重點關注進口設(she)備(bei)的(de)采(cai)(cai)購(gou)(gou)(gou)(gou)及供(gong)貨周期。
施工與調試管理
段楊龍(long)認為光熱(re)項目不(bu)是簡(jian)單(dan)的(de)(de)新能(neng)源項目,設備不(bu)常規,常規島不(bu)常規,調(diao)試(shi)運行不(bu)常規,可以看成是火電與新能(neng)源的(de)(de)創新融合,其施工(gong)與調(diao)試(shi)的(de)(de)總(zong)體特點如下:
1、光熱項目(mu)大部分處在高(gao)寒、高(gao)海拔區域,環(huan)境因素影響大,有(you)效施工(gong)期(qi)短(duan),工(gong)期(qi)制定(ding)應合理、針對(dui)性強;
2、成(cheng)熟的項(xiang)目經驗較少,對項(xiang)目管理人員綜合能力要求高;
3、部分關鍵(jian)進口設備采(cai)購周期長,國產化經驗需積累(lei)提高;
4、對于熔(rong)鹽(yan)(yan)的安(an)全管理要求高,熔(rong)鹽(yan)(yan)儲罐預熱化鹽(yan)(yan)運行經驗少;
5、高(gao)低(di)溫(wen)熔(rong)鹽泵、熔(rong)鹽閥、聚光集熱(re)系統(tong)技術(shu)供應商偏(pian)少;
6、光(guang)熱電站設計涉及專(zhuan)業多,專(zhuan)業間配合難度大;
7、聚光集熱系統(tong)(tong)與儲換熱系統(tong)(tong),發電(dian)系統(tong)(tong)三(san)島聯調(diao)運行(xing)難度大(da)。
數字化應用——一體化BIM信息模型
據段楊(yang)龍(long)介紹,中電(dian)建(jian)(jian)西北院通過(guo)應用數(shu)(shu)字(zi)化(hua)技(ji)術(shu)(shu),BIM技(ji)術(shu)(shu)實(shi)現(xian)了(le)光(guang)熱(re)電(dian)站從(cong)設(she)計(ji)(ji)到運(yun)維的(de)(de)全(quan)生命周期數(shu)(shu)字(zi)化(hua)建(jian)(jian)模(mo)管理和(he)優化(hua),主要制定了(le)設(she)計(ji)(ji)施工一體(ti)化(hua)BIM技(ji)術(shu)(shu)應用策(ce)略(lve)和(he)光(guang)熱(re)電(dian)站一體(ti)化(hua)BIM信(xin)息模(mo)型;構建(jian)(jian)了(le)統(tong)一的(de)(de)數(shu)(shu)據標準和(he)數(shu)(shu)據交付規范(fan);建(jian)(jian)立了(le)BIM技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)工程(cheng)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)協(xie)同(tong)管理平臺;目(mu)(mu)前青豫二(er)期項目(mu)(mu)已(yi)實(shi)現(xian)正向(xiang)三維設(she)計(ji)(ji)。
段楊龍(long)最后表示,隨(sui)著能源結構轉型與電力體制改革深化(hua),光熱(re)發(fa)電在新型電力系統中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)價值(zhi)將持續(xu)凸顯。中(zhong)(zhong)(zhong)電建西(xi)北(bei)院(yuan)將錨定“國(guo)際一(yi)流科(ke)技型工(gong)程公司(si)”愿(yuan)景,加大科(ke)技研發(fa)投(tou)入,與業內同行攜手(shou)推動(dong)光熱(re)發(fa)電技術進步,為(wei)“碳達峰、碳中(zhong)(zhong)(zhong)和”目標(biao)實現(xian)貢獻力量。