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　　4關鍵工藝設備

　　4.1蒸汽發生器設備選(xuan)型

圖(tu)：熔(rong)鹽，導熱油蒸汽發生器工藝流程

　　選擇(ze)關鍵工(gong)藝設(she)備(bei)，主要是初步擬定工(gong)藝流程，最終確(que)定設(she)備(bei)結(jie)構(gou)，滿足設(she)備(bei)招(zhao)標技術要求的(de)提出。最后(hou)的(de)幾張PPT主要是換熱這塊。熔(rong)鹽(yan)蒸(zheng)(zheng)汽發(fa)生器，導熱油蒸(zheng)(zheng)汽發(fa)生器，主要有(you)單列(lie)雙列(lie)的(de)問(wen)題(ti)以及(ji)蒸(zheng)(zheng)發(fa)器設(she)備(bei)水動(dong)(dong)力設(she)計的(de)差(cha)異，目前在國(guo)際項(xiang)目上熔(rong)鹽(yan)蒸(zheng)(zheng)發(fa)器都用的(de)是強(qiang)(qiang)制循環，我們(men)國(guo)內供貨方的(de)產品設(she)計也(ye)有(you)采用自然循環的(de)。后(hou)者系統簡單沒有(you)強(qiang)(qiang)制循環泵，可以節約廠用電，減少系統故(gu)障點，但水動(dong)(dong)力較(jiao)強(qiang)(qiang)制循環稍差(cha)。同時對于(yu)蒸(zheng)(zheng)發(fa)器設(she)備(bei)，也(ye)需要關注熔(rong)鹽(yan)和水的(de)流程。要在系統設(she)計和設(she)備(bei)設(she)計兩個層面(mian)考(kao)慮熔(rong)鹽(yan)凝固、泄(xie)露等風險。

　　蒸汽(qi)發生系統流程及配置關鍵點可以總結為如下幾(ji)條：

　　熔(rong)鹽(yan)蒸(zheng)(zheng)汽發生器，各級換熱器旁路(lu)設置，混溫設計(ji)，運(yun)行(xing)模式主要是低負(fu)荷運(yun)行(xing)模式；導熱油(you)蒸(zheng)(zheng)汽發生器，導熱油(you)側(ce)流(liu)程(cheng)的(de)確定(ding)，方便運(yun)維節(jie)省投(tou)資為出發點；熔(rong)鹽(yan)蒸(zheng)(zheng)汽發生器采用單列，簡化(hua)系統(tong)，運(yun)行(xing)可靠性提(ti)高；自然循環具有足夠(gou)可靠性；注意熔(rong)鹽(yan)側(ce)的(de)凝固風險(xian)控(kong)制，從系統(tong)設計(ji)及風險(xian)應對(dui)角(jiao)度考慮。

　　過熱器多采(cai)用發卡式(shi)換(huan)熱器；也(ye)有(you)采(cai)用集管式(shi)蛇形(xing)管；介質溫度(du)變化大，有(you)單級、多級、對于較大容量機組串聯和并(bing)聯。

　　蒸發器設備是SGS最關鍵的(de)一個(ge)換熱器；結構形式包括釜式、U管直殼(ke)、U管U殼(ke)等；有自(zi)然循(xun)(xun)環(huan)，強制(zhi)循(xun)(xun)環(huan)，也(ye)有直流。需綜合考慮成本、系統流程、容量、參(can)數確定。

　　4.2傳熱流(liu)體選擇

　　對于(yu)槽式聚(ju)光集熱系統，采用熔鹽作(zuo)為傳熱流體(ti)，簡化(hua)工藝系統，提(ti)高熱經(jing)濟性。熔鹽作(zuo)為傳熱流體(ti)肯(ken)定有它的(de)(de)優勢。總的(de)(de)投(tou)資要(yao)低于(yu)導熱油(you)，因為系統簡化(hua)很多，介(jie)質工作(zuo)溫度區間很大。

圖：二元熔鹽和導熱(re)油(you)飽和蒸汽壓隨溫度變(bian)化

圖(tu)：太(tai)陽鹽(yan)和低(di)熔點鹽(yan)關鍵物性對比

　　關于低(di)熔(rong)(rong)點(dian)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)討論，我個人認為(wei)，采(cai)用哪種(zhong)熔(rong)(rong)鹽(yan)作為(wei)線(xian)聚焦集(ji)熱(re)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)傳熱(re)介質，技(ji)術上(shang)，其使用溫(wen)度上(shang)限在(zai)很大程度上(shang)是由集(ji)熱(re)管高溫(wen)吸熱(re)和(he)散熱(re)特性決定，因為(wei)在(zai)高溫(wen)下輻射散熱(re)機理引起的(de)(de)(de)(de)散熱(re)損失非常可觀，確定兩(liang)種(zhong)熔(rong)(rong)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)工作溫(wen)度上(shang)限均為(wei)550℃。采(cai)用低(di)熔(rong)(rong)點(dian)鹽(yan)對(dui)以下系統或(huo)參數產(chan)生(sheng)較大影響：

　　1）用于管(guan)路系(xi)統及回路本體的防凝電力消耗會降低。

　　2）單個(ge)回路傳(chuan)熱流(liu)(liu)體流(liu)(liu)量及鏡場熔鹽循環泵的(de)電耗(hao)降低(di)。

　　3）儲熱系統初投資。

　　4.3汽輪機參(can)數確定

　　汽(qi)(qi)輪機進汽(qi)(qi)壓(ya)力和(he)溫(wen)度基本(ben)由上游(you)吸熱系統(tong)(tong)參數決定；對于熔鹽作為(wei)SGS的(de)換熱流體(ti)，過高的(de)給(gei)水(shui)壓(ya)力會(hui)影響(xiang)預(yu)熱器出口熔鹽溫(wen)度；需結(jie)合上游(you)傳(chuan)熱流體(ti)溫(wen)度和(he)SGS設備(bei)統(tong)(tong)籌考(kao)慮；對于槽式導熱油(you)電站，儲熱發電模式不會(hui)考(kao)慮滿負荷(he)運行汽(qi)(qi)輪機。

　　汽輪機效率提高1個百分點，年(nian)發電(dian)(dian)(dian)收益可提高2%甚至更多。若按(an)50MW電(dian)(dian)(dian)站(zhan)設計(ji)發電(dian)(dian)(dian)小時(shi)數4000h計(ji)算，電(dian)(dian)(dian)價1.15元/kWh，則一年(nian)因此(ci)項增加的收益大約460萬人民幣。因此(ci)要(yao)重視(shi)發電(dian)(dian)(dian)單元系統。

　　4.4全場輔助系(xi)統及輔助設備

　　總的(de)來講要重視(shi)如下問題：重視(shi)鏡場(chang)清(qing)(qing)洗（車），清(qing)(qing)晰策(ce)略(lve)的(de)選擇，確保年均清(qing)(qing)潔度；熔鹽泵、導熱油(you)泵、鏡場(chang)低速循環(huan)泵的(de)選型配置，包括容量和冗余配置策(ce)略(lve)；

　　儲(chu)罐(guan)要重視施工工藝，包括高溫基礎的設(she)(she)計和(he)施工。熔鹽(yan)閥門，截止閥和(he)蝶(die)閥是比較普遍的結構形(xing)式(shi)，重視閥蓋伴熱設(she)(she)計，盡(jin)量避免閥門外漏(lou)。

　　4.5重視發電單元系統輔機設備選(xuan)型

　　發(fa)電單元(yuan)的(de)(de)性(xing)能好壞與聚光(guang)集熱系(xi)統一樣重(zhong)要，發(fa)電單元(yuan)性(xing)能下(xia)降對(dui)全廠性(xing)能的(de)(de)影(ying)響甚至比(bi)后者(zhe)更明顯，這(zhe)一點(dian)往往不被重(zhong)視，業內習慣稱之(zhi)為(wei)“常(chang)規(gui)島(dao)(dao)”，這(zhe)是核(he)電領域的(de)(de)慣稱（國際上一般叫動力島(dao)(dao)或稱發(fa)電島(dao)(dao)powerblock），這(zhe)個(ge)并不常(chang)規(gui)，因(yin)為(wei)電價高(gao)，應該比(bi)火電機組更精致。主(zhu)要包(bao)括(kuo)給水泵(beng)、凝結(jie)水泵(beng)配置及(ji)調速設(she)計；管道(dao)系(xi)統的(de)(de)選型(xing)；高(gao)低加回熱系(xi)統及(ji)除氧(yang)器本體設(she)計，包(bao)括(kuo)阻力、端差及(ji)結(jie)構選擇。疏(shu)水泵(beng)配置等。還有一個(ge)重(zhong)要的(de)(de)設(she)備是空冷凝汽器。

　　關鍵工藝設(she)備選擇(ze)非常重要，因為如(ru)前面所說，發(fa)電(dian)單元效率提升1個百(bai)分點(dian)，年收益(yi)增長(chang)2%以上(shang)，重視(shi)發(fa)電(dian)單元設(she)備選型及系統設(she)計。當然，仍(reng)需要在多方(fang)協(xie)同，全(quan)局優(you)(you)化，系統集成，在供(gong)貨方(fang)的配合(he)下（設(she)備性能及成本），從全(quan)場系統優(you)(you)化角(jiao)度考慮。

　　5西北電力設計院光熱業務介紹

　　最后花點時間介紹一(yi)下(xia)我們公司。2008年(nian)，中(zhong)國電(dian)力工(gong)程顧(gu)問集團公司和中(zhong)科院電(dian)工(gong)所合作亞(ya)洲首(shou)座兆瓦級(ji)（電(dian)功(gong)率1.5MW）塔式(shi)太陽能熱發電(dian)電(dian)站的總(zong)體設計(ji)(ji)，西北電(dian)力設計(ji)(ji)院有限(xian)公司作為設計(ji)(ji)院，完成(cheng)相關工(gong)程設計(ji)(ji)，這是我們進(jin)入此領域的一(yi)個關鍵時期，在此要感謝電(dian)工(gong)所王老師(shi)團隊當初給予(yu)我們的一(yi)些幫助。

　　2010年10月，參與中控太(tai)陽能德令哈塔(ta)式光熱(re)發(fa)電(dian)工程設計(ji)。2014年7月10MW成(cheng)功并(bing)網發(fa)電(dian)；2016年8月熔鹽改造(zao)完成(cheng)。該(gai)項目是亞洲(zhou)首座(zuo)光熱(re)發(fa)電(dian)商業電(dian)站。

　　2015年，西北院參與摩(mo)洛哥NOORIII期(qi)電(dian)站工程設計(ji)。該項目(mu)是目(mu)前單機容(rong)量最大(da)的塔式熔鹽電(dian)站。由山(shan)東電(dian)建三公司和SENER組成的聯(lian)合體(ti)EPC。

　　中(zhong)(zhong)國電力顧問集(ji)團有限(xian)公司太陽(yang)能(neng)(neng)熱發(fa)電技(ji)(ji)術(shu)中(zhong)(zhong)心設在西(xi)北院，中(zhong)(zhong)心主要負責(ze)開展太陽(yang)能(neng)(neng)熱發(fa)電行業的(de)(de)重大與(yu)關鍵技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)研究(jiu)與(yu)開發(fa)，研究(jiu)提出集(ji)團公司太陽(yang)能(neng)(neng)熱發(fa)電發(fa)展規劃和技(ji)(ji)術(shu)升級方(fang)向等(deng)。目前正(zheng)編制多項國家標準和行業標準。目前參與(yu)的(de)(de)各類(lei)光熱發(fa)電項目總數有三十余個。

　　太陽(yang)能熱發電是(shi)系(xi)統高(gao)度集(ji)成的(de)發電技(ji)術。聚(ju)光集(ji)熱系(xi)統，儲換熱系(xi)統，發電系(xi)統具有同等重要(yao)(yao)地(di)位。技(ji)術先進性與成本一樣重要(yao)(yao)，技(ji)術方案比選要(yao)(yao)基于投資。

　　我(wo)們不生產制造任何(he)設(she)備，我(wo)們是全場系統的集(ji)成設(she)計方，期望(wang)與設(she)備供貨方、投資方，多方攜手，推動太陽能熱(re)發電這一技(ji)術全面進(jin)步。

　　謝謝大家！