【技術(shù)】中國光熱發(fā)電技術(shù)的再次突破

　　OFweek太陽能光伏網(wǎng)德令哈，西行10公里，巍峨的祁連山脈橫亙在太陽能產(chǎn)業(yè)園的北部，見證著正在這里發(fā)生的一場新能源產(chǎn)業(yè)革命。

　　2013年7月5日，中控太陽能德令哈10MW水工質(zhì)塔式光熱電站正式并網(wǎng)發(fā)電，作為國內(nèi)第一座并網(wǎng)發(fā)電的光熱電站，當(dāng)時(shí)被視為中國光熱發(fā)電技術(shù)的第一次重大突破。

　　2016年8月20日，中控太陽能德令哈10MW熔鹽塔式光熱電站一次性打通全流程并成功并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了熔鹽塔式光熱發(fā)電全流程技術(shù)的完全國產(chǎn)化，徹底打破了國外技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了中國光熱發(fā)電技術(shù)的又一次重大突破，創(chuàng)造了光熱發(fā)電行業(yè)新的里程碑。

　　63000平方米定日鏡在鏡場集群控制系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)下，將低密度太陽能聚焦至92米高的熔鹽吸熱器上，將熔鹽加熱至565℃的高溫，進(jìn)入高溫熔鹽罐儲(chǔ)存，再由高溫熔鹽與水換熱，產(chǎn)出510℃/9MPa的高壓過熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)一臺(tái)10MW的汽輪發(fā)電機(jī)組，輸出高品質(zhì)的綠色電能，由于配置了儲(chǔ)能系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)陰雨天或夜間連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。

　　圖正在運(yùn)行的中控德令哈熔鹽塔電站

　　3017米海拔的青藏高原腹地，年均氣溫4℃，我國首座成功投運(yùn)的熔鹽塔式光熱電站就誕生于這樣的自然環(huán)境下，其成功證明了熔鹽塔式光熱技術(shù)在中國特殊自然氣候環(huán)境下運(yùn)行的可行性。

　　來之不易的“順利”

　　8月26日1700，DNI950W/㎡，CSPPLAZA記者在中控德令哈10MW熔鹽塔式電站的控制室看到，汽輪機(jī)輸出功率達(dá)到8.04MW，轉(zhuǎn)速8512rpm，運(yùn)行情況良好。事實(shí)上，當(dāng)天德令哈的上空依然陰云籠罩，導(dǎo)致電站未能運(yùn)行，直到1530，天氣突然放晴，到1600電站即實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。

　　“由于該項(xiàng)目臨時(shí)接入當(dāng)?shù)剞r(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)，可用負(fù)荷較小，目前只允許上網(wǎng)8MW，實(shí)際上在現(xiàn)在的輻照條件下，滿功率輸出是沒有任何問題的。”中控太陽能公司副總裁徐能如是表示。

　　該電站是在原10MW水工質(zhì)光熱電站的基礎(chǔ)上進(jìn)行的熔鹽系統(tǒng)改造工程，于2014年底正式啟動(dòng)相關(guān)的設(shè)計(jì)、專項(xiàng)設(shè)備采購工作，2015年中期開始鏡場安裝和土建施工工作，總計(jì)歷時(shí)約一年零8個(gè)月、直接耗資約8000萬元完成改造。

　　“項(xiàng)目在7月初進(jìn)入調(diào)試階段，7月20日開始化鹽，8月12日啟動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試，8月16日順利完成熔鹽上塔以及熔鹽回收實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過幾天的消缺工作，8月20日正式并網(wǎng)發(fā)電，至21日1545各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)值。”徐能告訴記者。

　　熔鹽上塔以及熔鹽回收是熔鹽塔式光熱發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵，更是難點(diǎn)。對(duì)采用二元鹽為工質(zhì)的熔鹽塔式光熱電站而言，由于二元鹽的凝固點(diǎn)為220℃，管路中的熔鹽若低于該溫度，就很容易發(fā)生凍堵管路事故；另外，如果鏡場反射至吸熱器的能量控制不均，吸熱器上的吸熱管局部受熱過強(qiáng)，導(dǎo)致熔鹽氣化，也極易發(fā)生重大事故。

　　對(duì)此問題，徐能表示，“對(duì)熔鹽上塔及熔鹽回收的試驗(yàn)我們非常謹(jǐn)慎，在8月16日的上午和下午分別進(jìn)行了試驗(yàn)，各設(shè)備運(yùn)行沒有發(fā)現(xiàn)問題，熔鹽吸熱器的表面溫升達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)天進(jìn)行的熔鹽上塔試驗(yàn)的溫度監(jiān)測顯示這些指標(biāo)均在控制范圍之內(nèi)，這說明我們對(duì)鏡場能量的控制達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，可以保證系統(tǒng)是安全的，于是我們在8月20日才啟動(dòng)全流程發(fā)電運(yùn)行，并取得了成功。”

　　“我也沒有想到會(huì)如此順利。”在回憶起獲悉該項(xiàng)目成功并網(wǎng)發(fā)電的消息后，中控太陽能董事長金建祥如是描述了當(dāng)時(shí)的心情，“很難用一句話來表達(dá)，在整個(gè)調(diào)試過程中沒有出現(xiàn)大的問題，我感到很幸運(yùn)，這個(gè)項(xiàng)目能夠這么快就達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，也讓我很意外。”

　　對(duì)此“意外”，徐能表示“我們從2011年即開始研究塔式熔鹽系統(tǒng)的核心技術(shù)，前期調(diào)研了國內(nèi)大量化工熔鹽系統(tǒng)的使用單位，在杭州建設(shè)了一套完整的塔式熔鹽系統(tǒng)聚光、吸熱、儲(chǔ)熱、換熱全流程試驗(yàn)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上對(duì)塔式熔鹽系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了長時(shí)間、系統(tǒng)性的試驗(yàn)，對(duì)運(yùn)行過程中如熔鹽凍堵、泄漏以及吸熱器的堵管等等可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了深入研究，并對(duì)各種應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了反復(fù)驗(yàn)證，對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備的性能進(jìn)行了詳盡的測試與改進(jìn)。光是熔鹽管道的電伴熱系統(tǒng)，就進(jìn)行了數(shù)十次改進(jìn)。”正是基于這些細(xì)瑣、扎實(shí)的基礎(chǔ)性工作，才有了項(xiàng)目實(shí)施過程的“如此順利”。

　　事實(shí)上，在“沒有想到”的背后，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)同樣付出了他人“想象不到”的努力，承受了非常大的壓力。在進(jìn)行上述各項(xiàng)調(diào)試工作的幾天內(nèi)，徐能的心情和當(dāng)天接受采訪時(shí)的輕松完全相反，“那幾天我基本都睡不好覺，每天只能睡三四個(gè)小時(shí)，睡不著，精神壓力很大。”這種壓力在20日項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電后得到了釋放，當(dāng)天徐能在他的朋友圈留下了一句話，“今天應(yīng)該能稍微睡個(gè)好覺了。”