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 　　2.3 HLIACS太陽能聚(ju)光集(ji)熱裝置結構

圖：兆陽HLIACS聚(ju)光集熱系統(tong)示(shi)意(yi)圖

　　聚(ju)光(guang)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)結構(gou)由底(di)層玻璃(li)(li)(li)鏡(jing)(jing)片、中間膠層，超(chao)白玻璃(li)(li)(li)高反(fan)(fan)(fan)鏡(jing)(jing)片三層結構(gou)構(gou)成(cheng)，具有以下顯著的(de)優(you)點：雙平(ping)板玻璃(li)(li)(li)冷彎成(cheng)型，面形精度高，各處法線方向(xiang)偏差＜3mrad；使用超(chao)白薄玻璃(li)(li)(li)鍍(du)膜，鏡(jing)(jing)面反(fan)(fan)(fan)射(she)率高達(da)94.5%；復合(he)結構(gou)增(zeng)強了(le)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)耐沖擊強度，即(ji)使破裂僅對聚(ju)光(guang)效(xiao)果(guo)只有微(wei)弱影(ying)響，聚(ju)光(guang)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)可(ke)(ke)長期(qi)穩定工作(zuo)；聚(ju)光(guang)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)外表(biao)面玻璃(li)(li)(li)結構(gou)保(bao)證反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)耐腐蝕及磨(mo)損，耐惡劣氣候。該(gai)聚(ju)光(guang)反(fan)(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)已經通過(guo)(guo)國家權威檢(jian)測機構(gou)（國家安(an)全玻璃(li)(li)(li)及石(shi)英玻璃(li)(li)(li)質量監(jian)督(du)檢(jian)測中心(xin)）的(de)全面測試(shi)，各項指(zhi)標均達(da)到和(he)超(chao)過(guo)(guo)國際水平(ping)，能夠真(zhen)正適應風沙侵蝕環(huan)境，預期(qi)使用壽(shou)命可(ke)(ke)達(da)50年以上。

　　支架(jia)采用架(jia)空式金屬(shu)支撐結構(gou)，維護簡單。由于HLIACS聚(ju)光集(ji)(ji)熱(re)裝(zhuang)置南低北(bei)高布置，集(ji)(ji)熱(re)場有(you)一定的高度，因此(ci)在結構(gou)設(she)計時進行集(ji)(ji)熱(re)場四(si)周邊緣區域的架(jia)空金屬(shu)支撐結構(gou)增強(qiang)設(she)計，可有(you)效(xiao)起到圍護擋(dang)風(feng)(feng)作用，使得集(ji)(ji)熱(re)場內(nei)部區域風(feng)(feng)速(su)顯著(zhu)降(jiang)低，從而(er)大幅度減少內(nei)部鏡場支撐結構(gou)的用鋼(gang)量，顯著(zhu)降(jiang)低建設(she)成(cheng)本(ben)。同時對于降(jiang)低地(di)面風(feng)(feng)速(su)、保濕降(jiang)塵、雨水收集(ji)(ji)、恢復植被及實現土(tu)地(di)綜合利用方面效(xiao)果明顯。

圖：兆陽聚光集熱(re)裝置全(quan)景

圖：架空式金(jin)屬支撐結構（左）、聚光中的集熱場（右(you)）

　　聚(ju)光(guang)集熱裝置(zhi)采用純機(ji)械電機(ji)（減速(su)機(ji)加(jia)(jia)連桿結(jie)構）的跟蹤驅(qu)(qu)(qu)動(dong)方式，對光(guang)線追蹤角(jiao)度(du)的控制(zhi)更加(jia)(jia)精確(que)，整(zheng)套驅(qu)(qu)(qu)動(dong)的減速(su)比(bi)可以達到(dao)約30萬，大減速(su)比(bi)驅(qu)(qu)(qu)動(dong)對長距離(li)回(hui)路驅(qu)(qu)(qu)動(dong)精度(du)更高(gao)。由于(yu)未采用液壓裝置(zhi)，該(gai)驅(qu)(qu)(qu)動(dong)系統(tong)耐寒(han)、抗風(feng)沙，即使布置(zhi)在多風(feng)沙的嚴(yan)寒(han)地區，也能有非常(chang)好(hao)的適(shi)應(ying)性，同時(shi)檢查維護直觀簡(jian)單，工作量小。

　　全自(zi)動(dong)清(qing)掃裝置，可(ke)實現自(zi)動(dong)每(mei)日干式旋壓吹掃，無(wu)人操作，能耗低，無(wu)需耗費水資源，清(qing)洗頻率(lv)為隔日清(qing)洗，經過折算30年(nian)的清(qing)洗壽命測(ce)試，鏡(jing)面無(wu)損傷(shang)，可(ke)實現鏡(jing)面反射率(lv)平均下降值(zhi)不超過1%。

　　?2.3.2吸熱器

　　采用二次反(fan)射(she)（CPC）-真(zhen)(zhen)空(kong)集(ji)(ji)(ji)(ji)熱管吸收(shou)(shou)方案，主體(ti)結構包含真(zhen)(zhen)空(kong)集(ji)(ji)(ji)(ji)熱管、CPC反(fan)光(guang)鏡、金屬(shu)框架(jia)等(deng)，其中CPC反(fan)光(guang)鏡負責(ze)接收(shou)(shou)聚(ju)光(guang)器反(fan)射(she)過來的太陽光(guang)并再次反(fan)射(she)使光(guang)線向吸熱管中心的真(zhen)(zhen)空(kong)集(ji)(ji)(ji)(ji)熱管聚(ju)集(ji)(ji)(ji)(ji)；真(zhen)(zhen)空(kong)集(ji)(ji)(ji)(ji)熱管具有優(you)良(liang)的選擇性吸收(shou)(shou)膜(mo)層(ceng)，使聚(ju)集(ji)(ji)(ji)(ji)到內管表(biao)面的光(guang)能盡量多地被管道吸收(shou)(shou)，并利用真(zhen)(zhen)空(kong)夾層(ceng)維(wei)持較小的熱損(sun)率(lv)；金屬(shu)框架(jia)為(wei)CPC反(fan)光(guang)鏡和真(zhen)(zhen)空(kong)集(ji)(ji)(ji)(ji)熱管提供(gong)了(le)必要的定位(wei)支撐，同時(shi)承受外界風、雪(xue)、冰(bing)雹等(deng)荷載的沖擊。

　　3.兆(zhao)陽光熱HLIACS的稠油(you)清(qing)潔熱采技術(shu)方案簡單實用

圖：兆陽光(guang)熱HLIACS太陽能聚光(guang)集熱裝置產(chan)生(sheng)飽(bao)和蒸(zheng)汽系統

　　如上圖所示，兆陽光(guang)熱(re)HLIACS聚光(guang)集熱(re)系統用(yong)(yong)于稠(chou)油(you)(you)熱(re)采行(xing)(xing)業時(shi)，由于直(zhi)接使用(yong)(yong)水工(gong)(gong)質(zhi)產生飽和蒸汽，相比(bi)導熱(re)油(you)(you)、熔鹽工(gong)(gong)質(zhi)取消(xiao)了(le)換熱(re)環節，工(gong)(gong)藝流程非常簡單實用(yong)(yong)，清潔安全，運行(xing)(xing)可靠。

　　4.兆陽(yang)光熱(re)HLIACS聚光集熱(re)裝置(zhi)實際測試效率高

　　北(bei)京兆陽(yang)光(guang)熱(re)技術(shu)有限(xian)公司(si)已經完成首座15MW線性(xing)(xing)菲(fei)涅耳式太陽(yang)能(neng)光(guang)熱(re)電站(zhan)（使用(yong)HLIACS太陽(yang)能(neng)聚光(guang)集熱(re)技術(shu)）的(de)設(she)計，該項目總(zong)投資約(yue)7億元人民幣（含(han)14h儲熱(re)及部(bu)分(fen)配套展示設(she)施），裝機容量15MW，聚光(guang)反射鏡面積約(yue)40萬平米，設(she)計年發電量7500萬度。目前該項目的(de)一期集熱(re)裝置效率性(xing)(xing)能(neng)測試已完成，結(jie)果表明各(ge)項指標均(jun)已經達到設(she)計值。

表：單條回路測試時(shi)段效率測試數據

　　測(ce)試(shi)(shi)結果表明，單(dan)條(tiao)回(hui)路(lu)（10822㎡聚光反射(she)鏡）測(ce)試(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)段理論輸出(chu)(chu)能量(liang)與實(shi)際(ji)輸出(chu)(chu)能量(liang)偏(pian)差率小于(yu)10%。2017年8月25日單(dan)條(tiao)回(hui)路(lu)效率測(ce)試(shi)(shi)，測(ce)試(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)段理論輸出(chu)(chu)能量(liang)與實(shi)際(ji)輸出(chu)(chu)能量(liang)分別為(wei)(wei)(wei)(wei)11669.0676kWh及(ji)11085.2448kWh，負偏(pian)差小于(yu)5%；2017年8月29日單(dan)條(tiao)回(hui)路(lu)效率測(ce)試(shi)(shi)，測(ce)試(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)段理論輸出(chu)(chu)能量(liang)與實(shi)際(ji)輸出(chu)(chu)能量(liang)分別為(wei)(wei)(wei)(wei)10685.62kWh及(ji)11189.47kWh，正偏(pian)差約為(wei)(wei)(wei)(wei)5%；2017年10月15日單(dan)條(tiao)回(hui)路(lu)效率測(ce)試(shi)(shi)的測(ce)試(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)段理論輸出(chu)(chu)能量(liang)與實(shi)際(ji)輸出(chu)(chu)能量(liang)分別為(wei)(wei)(wei)(wei)11851.36KWh及(ji)12165.28KWh，正偏(pian)差約為(wei)(wei)(wei)(wei)3%。

　　經過實(shi)測運行驗證可(ke)知(zhi)，兆(zhao)陽光(guang)熱(re)HLIACS系統(tong)具有較高的實(shi)際聚光(guang)集(ji)熱(re)效(xiao)率，特別是在較低太(tai)陽直(zhi)輻照(zhao)（DNI）（250W/㎡左(zuo)右）時，本項目的HLIACS聚光(guang)集(ji)熱(re)裝置(zhi)仍可(ke)輸出合格的高溫高壓(ya)過熱(re)蒸汽，能夠(gou)最大(da)程度的充分(fen)采集(ji)利用(yong)太(tai)陽光(guang)照(zhao)資(zi)源(yuan)。

　　5.兆(zhao)陽HLIACS聚光集熱(re)系統用于稠油熱(re)采項目(mu)具(ju)備顯(xian)著經濟(ji)性優勢

　　根據某油田所(suo)需熱采(cai)的高溫高壓蒸汽參數(shu)要求，以(yi)HLIACS吸熱器出口蒸汽48MW為(wei)(wei)計算依據而(er)設計如下集(ji)熱裝(zhuang)置。按照張家(jia)口張北縣太陽直輻射(she)強度(du)（1750KWh/㎡/a）為(wei)(wei)例進行測算（實(shi)際項(xiang)目地點光照條件不(bu)同時，鏡場面積(ji)會有相應調整相應），HLIACS方(fang)案的集(ji)熱裝(zhuang)置需要聚光反射(she)鏡面積(ji)約15萬㎡，最大輸(shu)出功(gong)率為(wei)(wei)67MW，滿足該油田開采(cai)所(suo)需熱功(gong)率和參數(shu)要求。

　　考慮土地(di)集(ji)約和盡(jin)量不擋光(guang)，該集(ji)熱(re)裝置(zhi)占地(di)面積(ji)約為32萬㎡；參(can)考北(bei)京兆陽光(guang)熱(re)技(ji)術有限公司(si)已(yi)建(jian)項目情況測算，本(ben)項目預計建(jian)設工期5個月，總投資1.125億元，折合(he)到每平米集(ji)熱(re)場面積(ji)的系統造(zao)價約為750元，使用壽命在25年(nian)以(yi)上。

　　根(gen)據初步(bu)測(ce)算，該集熱(re)裝(zhuang)置(zhi)年制蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)量約(yue)15萬噸（吸熱(re)器出口蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)參數15MPa，350℃左(zuo)右）。以(yi)(yi)替代天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)為(wei)參考(kao)（取噸蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)耗天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)70m3為(wei)例(li)），可節(jie)約(yue)天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)約(yue)1050萬m3，相當(dang)于(yu)年節(jie)省(sheng)天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)費用(yong)約(yue)2625萬元(yuan)（假(jia)設(she)(she)天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)價格為(wei)2.5元(yuan)/m3）。另外，二氧化碳(tan)減排量為(wei)2.04萬噸/年。本項目總(zong)投資(zi)(zi)以(yi)(yi)節(jie)省(sheng)天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)為(wei)計(ji)算參考(kao)對象，項目投資(zi)(zi)有(you)(you)望在4.3年左(zuo)右回收(shou)，進(jin)(jin)一(yi)步(bu)考(kao)慮氣(qi)(qi)源及燃氣(qi)(qi)鍋(guo)爐等設(she)(she)備投資(zi)(zi)及運(yun)維費用(yong)，投資(zi)(zi)回收(shou)期將進(jin)(jin)一(yi)步(bu)大幅縮短，具有(you)(you)很好(hao)的(de)投資(zi)(zi)經濟性(xing)。隨(sui)著天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)價格的(de)不斷上(shang)升，假(jia)設(she)(she)替代天(tian)(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)氣(qi)(qi)價格上(shang)升，其經濟性(xing)情況(kuang)如下表所(suo)示。

表：不同天然氣價格對應(ying)的投(tou)資(zi)回(hui)收年限（未(wei)考慮(lv)氣源及燃氣鍋爐等設(she)備投(tou)資(zi)及運維費用(yong)）

　　從上述(shu)分析可(ke)以(yi)看出(chu)，兆陽HLIACS太陽能(neng)聚光集(ji)熱(re)(re)(re)技(ji)術(shu)(shu)是一(yi)項(xiang)成熟可(ke)靠且經濟(ji)可(ke)行的(de)稠油清(qing)潔熱(re)(re)(re)采節能(neng)減排(pai)新技(ji)術(shu)(shu)，投資回收快，效益高，既符(fu)合國家對能(neng)耗(hao)行業的(de)節能(neng)減排(pai)要求，也能(neng)促進(jin)油田(tian)的(de)綠色和(he)可(ke)持續發展。隨著太陽能(neng)聚光集(ji)熱(re)(re)(re)技(ji)術(shu)(shu)的(de)不(bu)斷成熟，其可(ke)靠性將不(bu)斷提升、成本還有較大的(de)下降空間，因此該技(ji)術(shu)(shu)在稠油熱(re)(re)(re)采集(ji)輸(shu)加熱(re)(re)(re)領域具有十分廣闊(kuo)的(de)前景，值得關注。

　　通過(guo)此技術經(jing)濟分(fen)析(xi)可(ke)(ke)以看出，兆陽HLIACS聚光集熱系統在產(chan)(chan)生工業(ye)級高溫高壓飽和(he)蒸汽方(fang)面，具有工質清潔環保、運行簡單(dan)可(ke)(ke)靠(kao)的(de)實用優(you)勢，在光照資源較(jiao)好(hao)的(de)地區(qu)已經(jing)具備很好(hao)的(de)投資經(jing)濟性（初(chu)步測算(suan)能(neng)(neng)(neng)夠低(di)(di)于(yu)150元/噸(dun)的(de)水(shui)平(ping)），實現蒸汽成本較(jiao)大(da)幅度低(di)(di)于(yu)天然氣鍋爐的(de)生產(chan)(chan)方(fang)式，甚至可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)接近燃煤蒸汽鍋爐的(de)成本水(shui)平(ping)，能(neng)(neng)(neng)夠在大(da)部分(fen)光照資源不太差的(de)地區(qu)及廣泛的(de)應(ying)用領域進行大(da)規模推廣，為產(chan)(chan)業(ye)升(sheng)級和(he)節能(neng)(neng)(neng)減排做出顯著貢獻(xian)，產(chan)(chan)生巨大(da)的(de)經(jing)濟、環境和(he)社會(hui)效益。