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近日，在浙江杭州盛大召開的第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會中，常州龍騰光熱科技股份有限公司副總經理方全喜出席會議并作主題演講《槽式集熱器集成質量控制》，詳細介紹了集熱管、反射鏡、跟蹤驅動系統、聚光器支架等各重要部件在生產過程中的質量控制要點及槽式集熱器組裝過程的質量控制要點。

圖：方全喜

槽(cao)式集熱器是大型高(gao)精度光學儀器，各(ge)部(bu)件性(xing)能(neng)及其耦合決(jue)定(ding)最終(zhong)性(xing)能(neng)輸出(chu)。

“集熱(re)器的光(guang)熱(re)轉化效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)主要受光(guang)學效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)和熱(re)損失(shi)影響。”方全(quan)喜表示，其中光(guang)學效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)的影響占比更(geng)大，“光(guang)學效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)由集熱(re)器各(ge)部(bu)件的性能(neng)及其組合情(qing)況(kuang)共同(tong)決定(ding)，具(ju)體包括反射鏡的反射率(lv)(lv)(lv)、真(zhen)空(kong)集熱(re)管的透過(guo)率(lv)(lv)(lv)與(yu)吸收率(lv)(lv)(lv)、有效(xiao)(xiao)利用(yong)長度(du)，以及支架系統和跟(gen)蹤(zong)控制系統所導致的結構誤(wu)差與(yu)跟(gen)蹤(zong)誤(wu)差等。”

基(ji)于此，方全喜對集熱(re)器的主要(yao)部(bu)件——集熱(re)管、反射鏡、跟蹤(zong)驅(qu)動(dong)系統與(yu)聚光(guang)器支架，以(yi)及集熱(re)器組裝(zhuang)過(guo)程的質(zhi)量控制進(jin)行(xing)了詳細介紹。

1、集熱管

高(gao)溫真空集熱(re)(re)(re)管(guan)(guan)是集熱(re)(re)(re)器中負責高(gao)效吸收太陽光(guang)并(bing)轉(zhuan)化為(wei)熱(re)(re)(re)能(neng)的(de)核心部件，其(qi)初始(shi)性能(neng)涉及(ji)透過(guo)率(lv)(lv)、吸收率(lv)(lv)、發(fa)射率(lv)(lv)和熱(re)(re)(re)損(sun)失，這些性能(neng)決定了(le)集熱(re)(re)(re)管(guan)(guan)的(de)有效利(li)用長度。方全喜表示，為(wei)保障集熱(re)(re)(re)管(guan)(guan)在(zai)生(sheng)命周期(qi)內性能(neng)穩(wen)定，需(xu)通過(guo)多項(xiang)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)驗證其(qi)穩(wen)定性，包括高(gao)溫老(lao)化及(ji)熱(re)(re)(re)循環測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)、波紋(wen)管(guan)(guan)整管(guan)(guan)疲勞測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)、泰伯摩擦(ca)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)、UV測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)、冷(leng)凝測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)、濕冷(leng)凍測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)以及(ji)冰雹測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)(shi)。

如前文所述(shu)，集(ji)熱管(guan)(guan)的熱損(sun)失(shi)也是影響集(ji)熱器光熱轉化效(xiao)率的重要(yao)因素(su)。方(fang)全(quan)喜(xi)具體(ti)說明(ming)了不同狀態下(xia)(xia)集(ji)熱管(guan)(guan)的熱損(sun)失(shi)情況【詳見下(xia)(xia)圖】：完好的集(ji)熱管(guan)(guan)熱損(sun)失(shi)最低(di)；失(shi)真(zhen)空但玻璃(li)管(guan)(guan)完好的集(ji)熱管(guan)(guan)，熱損(sun)失(shi)會(hui)增加(jia)；而當玻璃(li)管(guan)(guan)破損(sun)（尤(you)其受室外(wai)低(di)溫(wen)、大風影響時），熱損(sun)失(shi)則會(hui)大幅加(jia)劇。因此，真(zhen)空可靠性是集(ji)熱管(guan)(guan)的關鍵指標。

龍(long)騰光熱(re)(re)的(de)真空集(ji)熱(re)(re)管采(cai)用獨創(chuang)的(de)玻璃金屬封(feng)接技(ji)術(shu)、專有的(de)高(gao)(gao)溫真空集(ji)熱(re)(re)管設計、高(gao)(gao)性能(neng)選擇性吸收涂(tu)層技(ji)術(shu)和高(gao)(gao)性能(neng)減反(fan)射涂(tu)層技(ji)術(shu)，生產(chan)過程高(gao)(gao)度自動化(hua)，在(zai)多個項(xiang)目(mu)中(zhong)(zhong)表現優異(yi)：在(zai)烏(wu)拉特100MW槽式(shi)光熱(re)(re)項(xiang)目(mu)中(zhong)(zhong)，5萬多支集(ji)熱(re)(re)管投(tou)運近5年，保(bao)持零(ling)破損且無因自身質量導致(zhi)的(de)失真空；產(chan)品還(huan)銷往西(xi)班牙、中(zhong)(zhong)東、印度等海外市場，同(tong)時也是全(quan)球(qiu)最大(da)光熱(re)(re)項(xiang)目(mu)——迪拜DEWA項(xiang)目(mu)的(de)全(quan)球(qiu)僅兩(liang)家、中(zhong)(zhong)國唯一集(ji)熱(re)(re)管供應商。

2、反射鏡

拋物面反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡是負責(ze)高效反(fan)(fan)(fan)射(she)并(bing)匯聚太陽(yang)光(guang)的部件。在集(ji)熱器集(ji)成質量(liang)中，需重點關(guan)注反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡的反(fan)(fan)(fan)射(she)率、面型及(ji)穩定性(xing)。方(fang)全喜表示，龍騰光(guang)熱通過(guo)嚴格執行檢驗檢測計劃（ITP）進行生(sheng)產(chan)過(guo)程質量(liang)控(kong)制，以充分保(bao)障(zhang)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡的性(xing)能(neng)質量(liang)：

（1）反射率：其性能由超(chao)白(bai)玻璃的原始透過率及鍍層(ceng)工藝保(bao)證；

（2）面型：通過熱彎(wan)成型工(gong)藝確保面型精度(du)；

（3）穩定性(xing)：經中性(xing)鹽霧實驗(yan)(yan)（NSS）、銅加速醋(cu)酸鹽霧試驗(yan)(yan)（CASS）、UV老化測試、耐濕熱測試、熱循環及百格實驗(yan)(yan)等多項測試驗(yan)(yan)證。

3、跟蹤驅動系統

驅動(dong)跟蹤系(xi)(xi)統負責(ze)實現高精度抗風運行并追蹤太陽，以保(bao)證整(zheng)體聚光器的(de)聚焦精度，由支(zhi)(zhi)撐框架、液(ye)壓系(xi)(xi)統和(he)LOC三部分組成(cheng)——支(zhi)(zhi)撐框架為焊接結構件，起支(zhi)(zhi)撐連接作用(yong)；液(ye)壓系(xi)(xi)統主要用(yong)于動(dong)力(li)輸出；LOC則(ze)負責(ze)控制SCA的(de)運行。

方(fang)全喜(xi)表示，跟蹤驅動系(xi)統是(shi)集熱器中運動部件最(zui)多的系(xi)統，也因此最(zui)易(yi)出現故(gu)障，維保工作(zuo)量較大。為此，需(xu)在多個方(fang)面進行嚴格測試：包(bao)括液(ye)壓(ya)系(xi)統、控制系(xi)統、角度傳感器與鋼結構的尺寸匹配性(xing)；液(ye)壓(ya)系(xi)統的低溫(wen)運行特(te)性(xing)；油品清潔度；以及(ji)防(fang)水性(xing)能(neng)（防(fang)止油品乳化、結冰等問題）。

4、聚光器支架

聚光支(zhi)架是負(fu)責構建聚焦陣列和抗風(feng)運行的高性能支(zhi)架系統(tong)，是集熱器(qi)中最(zui)(zui)難控制的部(bu)分，因為支(zhi)架系統(tong)零件(jian)(jian)種類最(zui)(zui)多(duo)、全(quan)場零件(jian)(jian)數量最(zui)(zui)多(duo)、質量一(yi)致性控制難度(du)最(zui)(zui)高。方(fang)全(quan)喜強調，集熱器(qi)的設計圖(tu)紙(zhi)與生(sheng)產(chan)圖(tu)紙(zhi)并非同一(yi)概(gai)念(nian)，需根據生(sheng)產(chan)制造工藝優化生(sheng)產(chan)圖(tu)紙(zhi)。

“支(zhi)架(jia)系統(tong)的生(sheng)(sheng)產(chan)制(zhi)(zhi)造遵(zun)循一(yi)套完整的控(kong)制(zhi)(zhi)鏈：從首件(jian)試制(zhi)(zhi)、生(sheng)(sheng)產(chan)工裝釋(shi)放、部件(jian)首件(jian)釋(shi)放，到(dao)小批(pi)量(liang)及大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)(sheng)產(chan)控(kong)制(zhi)(zhi)，各階段的檢(jian)查比例有(you)所(suo)不(bu)同。”方全喜表示，為保證生(sheng)(sheng)產(chan)質(zhi)量(liang)的一(yi)致性，支(zhi)架(jia)系統(tong)已實現高度自動化生(sheng)(sheng)產(chan)，覆蓋(gai)設計、采購、生(sheng)(sheng)產(chan)制(zhi)(zhi)造、包裝運輸等(deng)全過程。

5、集熱器安裝

集(ji)熱器(qi)安裝是使集(ji)熱器(qi)達到設計效能的至關重要環節(jie)，分為室內組裝與(yu)室外安裝兩部分。

室內(nei)組裝(zhuang)質量(liang)控制主要關(guan)注反射鏡支(zhi)撐點(dian)位置、集(ji)熱(re)管焦線位置和集(ji)熱(re)器(qi)旋轉重心；室外(wai)安裝(zhuang)質量(liang)控制則包括驅動塔調(diao)平置零、立柱直線度(du)(du)調(diao)平和SCA集(ji)熱(re)器(qi)直線度(du)(du)調(diao)平。由(you)于室外(wai)環境因(yin)(yin)素的影響(xiang)更大，因(yin)(yin)此是(shi)質量(liang)控制的重點(dian)。

集熱器安裝完成后(hou)需進行調(diao)試，這是系統(tong)投(tou)運前的必備工序，涵(han)蓋(gai)驅動塔單(dan)體調(diao)試、SCA調(diao)試，最終(zhong)完成單(dan)回路冷(leng)態(tai)調(diao)試【詳見下圖】。方全喜表(biao)示，槽式集熱器系統(tong)調(diao)試完成后(hou)，系統(tong)即可整(zheng)體運行，生(sheng)命周期內無需再次(ci)調(diao)整(zheng)，因此投(tou)運與達產效率極高(gao)。

方(fang)全喜還(huan)介(jie)紹了龍(long)騰光(guang)熱自主(zhu)開發(fa)的單回(hui)路測(ce)試(shi)設(she)備，通過(guo)將該設(she)備與氣象站、測(ce)試(shi)回(hui)路相(xiang)連，可檢測(ce)集熱器的光(guang)熱轉化效率。方(fang)全喜稱，該設(she)備在內蒙(meng)古烏拉特(te)中(zhong)旗(qi)項目中(zhong)，已實現零(ling)下27℃環(huan)境下的注油運行及相(xiang)關檢測(ce)。

6、參與項目

龍騰光(guang)熱(re)(re)(re)2010年(nian)(nian)開始研(yan)發(fa)扭矩框結(jie)構集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)，于(yu)2011年(nian)(nian)在常州(zhou)建(jian)(jian)設(she)100米集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)回路(lu)，進(jin)行(xing)集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)器(qi)生產制(zhi)造、組裝安裝、液(ye)壓系統開發(fa)、LOC開發(fa)、集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)管在線測試(shi)等，積累相關建(jian)(jian)設(she)運維經驗。2012在內蒙(meng)古(gu)烏(wu)拉特中旗建(jian)(jian)設(she)600m標(biao)準槽式集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)回路(lu)，于(yu)2013年(nian)(nian)投入運行(xing)，獲得國家能源局“2013年(nian)(nian)重大科技能源成果(guo)鑒(jian)定”，通過德國宇航中心（DLR）檢測達到西(xi)班牙商業化電站運行(xing)水平(ping)。以(yi)下是龍騰光(guang)熱(re)(re)(re)的主要項目業績：

▌國家(jia)首批光熱示范(fan)項目：烏拉特中旗10萬千瓦10小時儲熱槽式電站(zhan)

全球緯(wei)度最(zui)(zui)高(gao)（北緯(wei)41.5°）及設計風速最(zui)(zui)高(gao)(45 m/s)的槽式(shi)發電(dian)項目，裝機容(rong)量100MW，儲(chu)熱時(shi)長(chang)10h。運行期間最(zui)(zui)高(gao)光熱轉(zhuan)換效(xiao)率達77.8%，單(dan)月最(zui)(zui)高(gao)發電(dian)量5230萬千瓦時(shi)。電(dian)站2021年投運至今(jin)，累計發電(dian)量超12億度，機組(zu)頻(pin)繁啟(qi)停(ting)，至今(jin)無(wu)安全事故(gu)、無(wu)重大故(gu)障(zhang)停(ting)機。

▌離網獨立(li)光(guang)熱(re)+光(guang)伏一體化項目(mu)(mu)：西藏扎布耶項目(mu)(mu)

全(quan)球海拔最(zui)高的槽式(shi)發電項目（海拔4500米(mi)），完全(quan)離(li)網型獨立光熱(re)+光伏一體(ti)化混合電站，為鹽(yan)湖提鋰工廠(chang)提供電力(li)和工藝蒸汽。裝(zhuang)機容量包含40MW槽式(shi)，光熱(re)儲熱(re)時長達16h。

▌太陽能熱利用項目

在(zai)新疆、山(shan)西、江蘇、河南等地進行了一系列太陽能(neng)熱(re)利(li)用項目(mu)實施，具有豐富的集(ji)熱(re)器集(ji)成(cheng)經驗。

方(fang)全(quan)喜最后(hou)表示(shi)，整(zheng)個槽式集熱器的供應鏈長，整(zheng)體性能(neng)高度(du)依賴裝備制造，所以希望更(geng)多廠商可以參與進來，共(gong)同(tong)推進技術進步和(he)產業發展。