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CSPPLAZA光熱發電網報道：隨著“煤改氣”、“煤改電”的雙替代改造的實行，眾多工業企業面臨能源蒸汽成本迅速上漲、燃料價格生產成本的不斷攀升的現實問題，市場亟需提供抑制能源成本增加的有效解決方案，使企業不至于因能源成本上漲而使能源結構轉型受阻。

作為一種可再生能(neng)(neng)源技術，槽(cao)式(shi)太陽(yang)能(neng)(neng)集熱系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)高效利用(yong)(yong)方式(shi)開始受到(dao)越來越多的(de)(de)關注，并逐(zhu)步走向實施落地。槽(cao)式(shi)太陽(yang)能(neng)(neng)工(gong)業蒸汽(qi)聚(ju)光系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)應用(yong)(yong)，應考慮到(dao)更佳(jia)適(shi)應性、經(jing)濟性、穩定性，同時要(yao)解決太陽(yang)能(neng)(neng)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)持續性、匹配(pei)性、安全性等諸多挑戰，以達到(dao)不同企業工(gong)廠用(yong)(yong)蒸汽(qi)模式(shi)所要(yao)求的(de)(de)最佳(jia)耦合運行方案。

圖：光(guang)熱發電開口5770mm集熱器

圖：工業蒸汽開口3000mm集熱器

目前，成都禪德(de)太陽電(dian)(dian)(dian)力有(you)限公司（簡稱“成都禪德(de)”）正積(ji)極推廣和實踐槽式太陽能(neng)集熱系統。考慮(lv)到目前的(de)工業(ye)企業(ye)“煤改氣(qi)、電(dian)(dian)(dian)”為(wei)主要(yao)的(de)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)形式，成都禪德(de)優先開展燃(ran)氣(qi)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)、電(dian)(dian)(dian)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)用戶(hu)的(de)太陽能(neng)再節約替代方向，該(gai)集熱系統對于生物質(zhi)、醇基燃(ran)料、清潔(jie)煤等其他形式保(bao)留下來的(de)鍋(guo)(guo)爐(lu)(lu)，同樣可行有(you)效。同時，該(gai)公司根據(ju)用戶(hu)的(de)資(zi)源(yuan)條件設計優化合理的(de)多能(neng)互補模式。

在設(she)計階段，其擯棄了(le)目前光熱(re)發電(dian)槽式集(ji)熱(re)的(de)相對高成本設(she)計思(si)想(xiang)，利用更匹配(pei)應用溫(wen)度(du)區間采取降低(di)(di)集(ji)熱(re)溫(wen)度(du)（集(ji)熱(re)場出(chu)口(kou)溫(wen)度(du)由393℃下(xia)降至(zhi)235℃左(zuo)右(you)）、從(cong)(cong)繁到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)簡(jian)（采用4片(pian)反射鏡組成的(de)拋物線減少(shao)到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)2片(pian)組成）、從(cong)(cong)大(da)到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)小（開口(kou)寬(kuan)度(du)從(cong)(cong)5770mm降低(di)(di)到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)3000mm，焦(jiao)距從(cong)(cong)1710mm降低(di)(di)到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)950mm）、從(cong)(cong)長到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)短（集(ji)熱(re)器組合從(cong)(cong)150m減少(shao)到(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)50m）的(de)思(si)路。這(zhe)樣使工程(cheng)所需材料、導熱(re)介(jie)質(zhi)及全(quan)系(xi)統的(de)配(pei)置成本大(da)幅下(xia)降，溫(wen)度(du)和壓力的(de)降低(di)(di)則使集(ji)熱(re)系(xi)統也降低(di)(di)了(le)安(an)全(quan)風險，反射鏡采用兩片(pian)的(de)設(she)計也極大(da)的(de)降低(di)(di)了(le)施工安(an)裝成本。

成都禪德(de)利用當前(qian)市(shi)場常規的(de)(de)中高溫(wen)槽式集(ji)熱的(de)(de)技術，采(cai)取(qu)了(le)提高增(zeng)強的(de)(de)設計(ji)(ji)思維，在(zai)現有中高溫(wen)集(ji)熱器開口2550mm的(de)(de)基礎上提高了(le)14%的(de)(de)寬(kuan)度比例，從(cong)而(er)達到了(le)2片(pian)反射鏡產品(pin)設計(ji)(ji)的(de)(de)接(jie)近合理極限寬(kuan)度，同(tong)時其焦距設計(ji)(ji)也在(zai)此基礎上提高了(le)10%，相應地，采(cai)光面(mian)積也提高了(le)14%，加之對金屬(shu)結(jie)構部(bu)分的(de)(de)優化設計(ji)(ji)，既可以(yi)保證性能，還可以(yi)降低(di)成本。

通過合(he)理(li)降級加上(shang)優(you)化(hua)升(sheng)級雙重系(xi)(xi)(xi)統(tong)設(she)計后，導熱(re)(re)(re)介(jie)質不僅僅是在(zai)最高(gao)溫度的(de)(de)設(she)計上(shang)控制(zhi)在(zai)315°以(yi)下(xia)(xia)，更使導熱(re)(re)(re)油的(de)(de)冷(leng)凝點從(cong)14℃下(xia)(xia)降到-18℃，從(cong)而降低導熱(re)(re)(re)、傳熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)防凝成本。通過合(he)理(li)的(de)(de)優(you)化(hua)設(she)計，為打造更專業(ye)(ye)利用(yong)(yong)光熱(re)(re)(re)發(fa)電技術的(de)(de)累積(ji)經驗，充(chong)分汲(ji)取中高(gao)溫集熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)應用(yong)(yong)特點，為槽式(shi)太陽能(neng)工業(ye)(ye)用(yong)(yong)蒸(zheng)汽市場(chang)締造出最理(li)想的(de)(de)槽式(shi)集熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)(xi)統(tong)設(she)計最佳(jia)方案，以(yi)適用(yong)(yong)于工業(ye)(ye)企業(ye)(ye)蒸(zheng)汽領域(yu)的(de)(de)廣泛(fan)市場(chang)。

表：集熱(re)器單(dan)元（SCE）參數

成(cheng)都禪德自主開(kai)(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)槽(cao)式太(tai)陽能工(gong)業(ye)(ye)蒸(zheng)汽市場專(zhuan)用(yong)集(ji)(ji)熱(re)(re)器，設(she)(she)計開(kai)(kai)口寬度為3000mm、焦距950mm，聚光(guang)比70倍左右，集(ji)(ji)熱(re)(re)管可選用(yong)管徑在(zai)40mm-60mm范(fan)圍(wei)大小，適(shi)用(yong)更大范(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)核心(xin)部件(jian)選擇，有利于(yu)(yu)降低成(cheng)本增加競爭(zheng)力，能夠滿足溫度在(zai)120℃～300℃范(fan)圍(wei)內的(de)(de)(de)(de)工(gong)業(ye)(ye)蒸(zheng)汽應用(yong)領域(yu)的(de)(de)(de)(de)需要。采取標(biao)準化模塊單(dan)元(yuan)每個SCE集(ji)(ji)熱(re)(re)器單(dan)元(yuan)(SCE=6000mm)的(de)(de)(de)(de)長度可以適(shi)用(yong)于(yu)(yu)6000mm，或者8000mm以及(ji)12000mm的(de)(de)(de)(de)不同場地(di)空間需要靈活合理搭配(pei)，整個集(ji)(ji)熱(re)(re)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)標(biao)準回路按(an)照200m設(she)(she)計，由4個標(biao)準的(de)(de)(de)(de)SCA集(ji)(ji)熱(re)(re)器組合（SCA=50m）組成(cheng)，整個系(xi)統的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計嚴(yan)格按(an)照光(guang)熱(re)(re)發(fa)電的(de)(de)(de)(de)光(guang)學效率控(kong)制每項核心(xin)部件(jian)的(de)(de)(de)(de)嚴(yan)格設(she)(she)計、精細制造、光(guang)學檢測、過程控(kong)制、組裝集(ji)(ji)成(cheng)、系(xi)統優化。

表(biao)：集(ji)熱器組合(he)（SCA）整(zheng)體參數

考(kao)(kao)慮到集熱(re)系(xi)統(tong)不能(neng)影(ying)響(xiang)建(jian)工業廠房高度的(de)(de)(de)因素(su)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)槽式(shi)拋(pao)物線短焦距的(de)(de)(de)技術形式(shi)，可以(yi)有效(xiao)避(bi)免光污染問題；考(kao)(kao)慮到工業有效(xiao)空(kong)間的(de)(de)(de)最大利(li)用(yong)(yong)，采(cai)(cai)取單軸跟(gen)蹤技術能(neng)夠提(ti)高光學(xue)接收效(xiao)率（相比非跟(gen)蹤技術），為建(jian)筑屋頂設計(ji)更輕便標準(zhun)模(mo)(mo)塊化的(de)(de)(de)半拋(pao)物面(mian)型結構方(fang)(fang)式(shi)；集熱(re)系(xi)統(tong)采(cai)(cai)用(yong)(yong)導熱(re)油吸熱(re)傳熱(re)換(huan)熱(re)，能(neng)夠降低系(xi)統(tong)壓力，提(ti)高系(xi)統(tong)安全穩定(ding)性，通過利(li)用(yong)(yong)導熱(re)油緩沖罐的(de)(de)(de)配(pei)置能(neng)夠穩定(ding)輸(shu)出給蒸汽(qi)發生(sheng)器(qi)，經(jing)過蒸汽(qi)發生(sheng)器(qi)內的(de)(de)(de)換(huan)熱(re)器(qi)加熱(re)水，從而給客(ke)戶(hu)(hu)(hu)提(ti)供穩定(ding)的(de)(de)(de)蒸汽(qi)，避(bi)免云的(de)(de)(de)遮擋給系(xi)統(tong)帶來的(de)(de)(de)不穩定(ding)影(ying)響(xiang)；通過合理的(de)(de)(de)設計(ji)儲能(neng)方(fang)(fang)案(an)，為用(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)提(ti)供更長時間的(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)蒸汽(qi)利(li)用(yong)(yong)小(xiao)時數，目前(qian)針對儲能(neng)的(de)(de)(de)技術在可考(kao)(kao)慮配(pei)置低成本(ben)固體儲熱(re)、導熱(re)油、低熔(rong)點鹽、相變材料等多種模(mo)(mo)式(shi)，為不同用(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)需(xu)要設計(ji)最佳的(de)(de)(de)儲熱(re)方(fang)(fang)案(an)，以(yi)滿足(zu)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)蒸汽(qi)穩定(ding)需(xu)要。

槽(cao)式(shi)(shi)(shi)太陽能工業蒸(zheng)汽系統可以和現有燃氣鍋爐、電鍋爐耦合(he)匹(pi)配使用，也可以根(gen)據項(xiang)目情(qing)況配置(zhi)有機朗肯、螺桿機等發電系統達到(dao)更高利用的(de)模式(shi)(shi)(shi)。槽(cao)式(shi)(shi)(shi)集熱器采用多倍聚(ju)光的(de)方(fang)式(shi)(shi)(shi)，提高集熱溫度及熱能品質(zhi)，突破太陽能只能提供低于(yu)80℃熱水的(de)局限，專(zhuan)注于(yu)解決工業領域的(de)蒸(zheng)汽需求。

圖：為槽式有機朗肯發(fa)電加供熱的多能(neng)互(hu)補方案

透過合理(li)優化提供穩定運行(xing)可靠的(de)(de)槽式太陽能(neng)工業蒸(zheng)汽技術，如何能(neng)給客(ke)戶帶來好(hao)處，是(shi)每個企業最為(wei)關心的(de)(de)問題，基于槽式光(guang)熱技術的(de)(de)特性，是(shi)直(zhi)接的(de)(de)光(guang)熱轉換(huan)利用，縮短(duan)了能(neng)量的(de)(de)轉換(huan)模式。

如今，槽式(shi)太(tai)(tai)陽能集(ji)熱工(gong)業(ye)(ye)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)技術價(jia)值已經(jing)突顯，以(yi)張家口(kou)張北地(di)(di)區光資源DNI1700kwh/m2/y為例(li)，不考慮(lv)企業(ye)(ye)場(chang)地(di)(di)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)，僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)利用槽式(shi)太(tai)(tai)陽能工(gong)業(ye)(ye)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)(de)(de)技術產生的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)價(jia)格(ge)(ge)低(di)于175元/噸（準確數據需要根據場(chang)地(di)(di)規模大小進行核算(suan)）；就目前的(de)(de)(de)天然氣價(jia)格(ge)(ge)參考3.75元/m3來(lai)(lai)測算(suan)，產生的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)320元/噸左右，此價(jia)格(ge)(ge)沒有考慮(lv)供暖季天然氣價(jia)格(ge)(ge)上漲的(de)(de)(de)風險，對于天然氣未來(lai)(lai)價(jia)格(ge)(ge)會逐步上漲的(de)(de)(de)風險，工(gong)業(ye)(ye)企業(ye)(ye)本(ben)(ben)(ben)身的(de)(de)(de)利潤(run)率會被能源成(cheng)本(ben)(ben)(ben)增加逐年抵消，在可預見的(de)(de)(de)未來(lai)(lai)會讓企業(ye)(ye)難以(yi)承受，相比5年前的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)，其價(jia)格(ge)(ge)幾乎接(jie)近翻番(fan)的(de)(de)(de)窘境。

表：張北2t/h的(de)燃氣(qi)鍋(guo)爐(lu)對比(bi)槽式太(tai)陽能白天(tian)6小時產生的(de)蒸(zheng)汽(qi)成(cheng)本對比(bi)（備注：未考慮土地(di)及地(di)基基礎(chu)成(cheng)本）

在“煤改氣(qi)”、“煤改電(dian)”之后的新時(shi)代，最佳(jia)的低成本(ben)槽式太陽能(neng)工(gong)業蒸汽匹配耦合技術，必將(jiang)會給企業帶來低成本(ben)可再(zai)生能(neng)源多能(neng)互補利(li)用時(shi)代。

在未來，提高槽(cao)式太(tai)陽能(neng)工(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)蒸汽系(xi)統優化，為廣大工(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)企業(ye)(ye)(ye)(ye)節約能(neng)源(yuan)成本，需要(yao)諸多相關企業(ye)(ye)(ye)(ye)攜手設計(ji)制造、優化技術(shu)、精良裝備、共(gong)贏市場(chang)，開展(zhan)槽(cao)式太(tai)陽能(neng)工(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)蒸汽系(xi)統的產(chan)業(ye)(ye)(ye)(ye)化、模(mo)塊化、規模(mo)化、優化集成、合(he)理(li)利(li)用(yong)的工(gong)業(ye)(ye)(ye)(ye)綠色動能(neng)發展(zhan)之路。

注：本文作者系成都禪德太陽能電力有限公司王洪國，聯系作者：電話：13810518839；郵箱：13810518839@163.com.