發布者:本網記者Xylona | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 6642查看 | 2017-08-11 14:16:00
——光熱示范項目供應鏈關鍵產品設備系列報道之傳感器篇
CSPPLAZA光熱發電網報道:隨著光熱發電行業的起飛,一系列光熱產業鏈相關產品也進入了激烈的市場份額搶占和競爭角逐中。鑒于光熱發電系統的復雜性,除了真空集熱管、反射鏡等核心裝備之外,許多常規輔助裝備和組件供應商也已經做好了進場準備,少數供應商則已經成功參與了部分項目。
雖然現階段國內首批光熱示范項目的推進仍面臨重重挑戰,但毋庸置疑的是光熱發電作為可再生能源發電的后起之秀將帶動一批傳統產業迎來新的市場機遇,其中就包括一項重要的輔助裝備——傳感器。
在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,傳感器可以說是整個系統的“眼睛”,要用各種傳感器來監視并反饋生產過程的各個參數,以便控制系統及時發出操作指令以控制整個生產過程,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,并使產品達到最好的質量。因此,傳感器是實現自動檢測和自動控制的首要環節,其應用早已滲透到諸如工業生產、海洋探測、環境保護、生物工程等極其廣泛的領域。
隨著光熱發電行業的日益發展,許多傳感器及其解決方案供應商也開始關注并積極參與到這一領域。CSPPLAZA記者特別采訪了一些傳感器供應商,以進一步了解傳感器在光熱發電項目中的應用。
需求量不是很大但極其重要
與動輒上萬支需求量的集熱管相比,傳感器在光熱發電項目中的存在感似乎較為微弱。以一個50MW光熱項目為例,對壓力傳感器的需求大概在幾十至幾百不等,對傾角傳感器的需求量在1000至2000左右(以上數據為估值,具體需求量根據項目技術設計不同有所變化)。然而,傳感器對光熱發電項目的意義絕不是僅憑需求量即可界定的。
傳感器之于光熱發電項目的作用主要在于:通過對項目過程參數(例如熔鹽或導熱油的壓力與溫度等)的測量,準確、實時地將過程參數反饋給DCS系統或者過程控制儀表,對于光熱項目的發電效率、安全防護、故障診斷等方面都具有非常重要的參考作用。
同時,傳感器種類繁多,可用于光熱發電項目的多個模塊:傾角傳感器可用于追蹤系統,通過與機械裝置的配合來實現對太陽的追蹤。溫度傳感器則可用于各回路管路的表面溫度測量或者工質溫度測量;壓力傳感器可用于集熱管或儲熱罐內工質的壓力測量。
600℃高溫下仍可準確測量熔鹽壓力
對于光熱發電項目來說,高溫高壓的運行條件在帶來高發電效率的同時也給電站的安全性控制帶來一定難度。熔鹽、導熱油是光熱發電項目中的常用工質,光熱發電產業對熔鹽作為傳熱和儲熱介質的依賴也越來越強。然而熔鹽工質也有其致命缺點,熔鹽在一定溫度下容易凝固導致管路堵塞,此類情況一旦發生幾乎無力回天,因此對熔鹽溫度的監測極為重要。
傳感器在進入光熱發電領域之前,就有較為成熟的發展。因此針對角度與溫度傳感器在光熱發電項目的運用,無需在原有設計上做過多的調整,主要是在傳感器外形上做一些微調。然而,針對光熱發電高溫條件下的壓力傳感器需要進行一些特殊設計,使其能有效解決光熱發電項目中非常重要的導熱介質的壓力感測問題。
“針對光熱發電項目高溫下的壓力傳感器可利用液態金屬來傳導熔鹽壓力,實現高熱端與冷端的隔離,使電子器件處于合適的工作環境溫度下。”杰佛倫西威自動化科技(上海)有限公司(以下簡稱杰佛倫)銷售總監邱曉淵向CSPPLAZA記者表示。
杰佛倫擁有諸如ABENGOA,SENER,Archimede等國外項目合作伙伴,在國內則曾為濱海光熱阿克塞項目、浙大光熱研究所與電建三公司的測試回路等項目供貨。據邱曉淵介紹:“國內外一些使用熔鹽工質的光熱發電項目都將設計溫度定在570℃左右,對此,杰佛倫制造的壓力傳感器可耐受600℃左右的高溫并克服溫度漂移對最終壓力測量帶來的偏差,以保證DCS系統上得到的測量值的準確性與實時性。”
設計功能的有效發揮還需合理安裝的高效配合
不同類型的傳感器使用壽命長短不一,以壓力傳感器為例,其理論使用壽命可達10年,傾角傳感器則更為長久。
據剛剛與天津濱海光熱發電投資有限公司簽訂合作協議的無錫北微傳感科技有限公司(以下簡稱北微傳感)方面表示,傳感器生產制造商尤其要保證整體設備或者系統運行的長期平穩性,以該公司為例,其生產的傳感器在經過可靠性試驗后,可保證平均無故障時間50萬小時,精度最高可達0.001°,每個產品在出廠的時候都會經過北微傳感三軸多功能轉臺(精度高達萬分之三)的精度測試,嚴格控制產品品質。
據了解,壓力傳感器在使用過程中一般不需要特殊的日常維護,但針對項目選址地的自然環境不同,可做出相應的維護措施。例如,針對當地氣候條件(包括雨水、低溫氣候等因素的影響)可做一些外部防護,但影響其使用更為重要的因素是其安裝調試的執行。
據北微傳感技術人員介紹,傾角傳感器一般都有自身的可工作溫度。以其公司產品為例,可工作溫度設計范圍為-40℃至85℃,可滿足一般工況條件。針對安裝過程中可能出現的偏差,特別是針對傳感器安裝時地面不平整的問題,該公司產品設計了1°以內的智能誤差補償。
然而據CSPPLAZA記者了解,除傳感器自身設計之外,其安裝是否嚴格按照廠家指導來操作也會對產品的使用造成極大的影響。例如,針對我國西北部的風沙天氣,傾角傳感器安裝的位置與穩固性若不能保證,產品在風沙環境中極易出現位移的可能性。因此與傳感器使用中的維護相比,更為重要的是項目設計時的規劃以及其安裝的合理性。
在傳感器安裝過程中,需要給予安裝人員有實際意義的培訓,并提供一定的安裝調試方法說明以及現場支持。有了上述鋪墊后,安裝調試過程并不會太過復雜,但這一系列步驟卻至關重要。
目前國內的傳感器在經濟性與適用性方面已有獨特優勢,研發與更新速率也有了大幅度提升。
針對傾角傳感器而言的納米級、系統級配套模組等某些領域已處于領先地位。通過對國外先進技術不同程度的借鑒甚至資本合作引入,國內傳感器在依托本土制造優勢的同時可進一步提高可靠性,達到“精耕細作”。
可以預見的是,隨著國內首批光熱發電示范項目的推進,未來光熱發電市場將成為傳感器制造及其解決方案提供商新的市場增長點。