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　　CSPPLAZA光熱發電網報道：DSG為英文Direct Steam Generation 的縮寫，意為“直接蒸汽發電”。目前歐美研究這種技術的比較多，國內研究較少，大多盯著主流（帶儲熱系統的）的熱發電技術。

　　槽式DSG技術即采用槽式太陽能集熱技術的直接蒸汽發電技術，有別于當前主流的槽式太陽能熱發電技術。當前主流的槽式太陽能熱發電技術是采用槽式集熱器收集太陽能，加熱高沸點介質如導熱油或高溫熔鹽，保持液態（沒有相變）進入儲熱裝置保存，再經二次換熱裝置加熱介質水，產生高溫高壓蒸汽驅動汽輪發電機組發電。這種技術由于儲熱及二次換熱裝置的引入而增加了投資費用，同時也由于二次換熱溫差的存在，必然會降低主蒸汽溫度，影響了發電熱循環效率。

　　槽式DSG技術是直接用水作吸熱介質，產生高溫高壓蒸汽，驅動汽輪發電機組發電。這種技術方案由于減少了二次換熱環節，可以提高主蒸汽溫度以提高發電效率，減少投資費用，但卻不利于儲熱。長期以來，一直困擾槽式DSG技術的因素有：

　　1、槽式集熱器的聚光比不夠高、難以實現高溫；

　　2、現有集熱管不適合用水作介質、汽水分層和流動不穩定的問題；

　　3、蒸汽壓力難以提高的問題；

　　4、儲熱問題；

　　5、系統控制問題；

　　蘇州大禹新能源科技有限公司在上述問題上取得了諸多突破。下面我們就解決這些問題的技術突破口逐一闡述。

　　1、將槽式集熱器分割成較短的模塊實行傾斜安裝，增加了垂直光照面積，但由于集熱管的總長度和直徑沒有變，類似于增加了聚光比。槽式集熱模塊可按照光場所在地的緯度角傾斜安裝，在一維（東西向）太陽跟蹤裝置的作用下，基本能夠實現太陽正面照射。假設當地的緯度角為θ，那么同一臺槽式集熱模塊的水平安裝照射面積應等于傾斜安裝照射面積與cosθ 的乘積。也即傾斜安裝時的照射面積將是水平安裝時的照射面積的1/cosθ倍。假設取θ= 40°（相當于北京的緯度），則相當于聚光比增加到原來（水平安裝）的1.3倍，這顯然有利于提高介質溫度。如果緯度再進一步升高（如甘肅、寧夏、內蒙古等），這個數值還要增大。集熱管傾斜安裝同時也有利于防止汽水分層。

　　2、真空集熱管采用雙套螺旋夾層型集熱芯管，適用水、蒸汽及汽水兩相流作吸熱介質。介質在集熱管中作螺旋形運動，不僅作軸向運動，同時也作周向運動。介質的兩維運動增強了換熱系數和傳熱的均勻性，同時也適度增加了流動阻力，避免了汽水分層、流動不穩定和第二類傳熱危機的發生（相當于直流鍋爐所用的內螺紋管）。這種真空集熱管的出現，使得DSG系統可采用一次通過方式，大大簡化了系統，降低了投資費用。

　　3、開發了以集熱管為轉軸的槽式聚光鏡技術，使得跟蹤太陽時集熱管固定不動，可直接與外部管道連接，介質壓力不受限制。這種技術非常重要，排除了集熱系統承受高壓的風險，也為槽式集熱器傾斜安裝創造了條件。

　　4、關于儲熱。太陽能熱發電因集熱器和管道系統具有一定的熱容，即使不用儲熱裝置，其發電的穩定性和電能質量已經比光伏發電和風能發電要好很多了，特別是在采用了雙套螺旋夾層型集熱芯管后更是如此。如果一定要再進一步提高發電的穩定性和電能質量，槽式DSG技術也可配置儲熱裝置。但我們建議采用容量較小的儲熱裝置，配備發電1—2小時的儲熱容量就行了。我們知道，水的沸點較低，常壓下僅100℃，不適合做儲熱介質；水蒸汽因比熱較小，也不適合做儲熱介質。只有在高壓下，水蒸汽（利用相變）可適度儲熱。但這都不是理想的儲熱介質，投用儲熱系統后主蒸汽溫度就要降低，且高壓儲熱容器的代價也太大。儲熱方案還是采用現有成熟儲熱技術比較好。比如，在一個光場中主要采用槽式DSG技術，但可設置10—20%的冗余集熱器作為儲熱用，采用導熱油或熔融鹽作為儲熱介質，并配備相應的儲熱容器。當天氣不好時，首先是DSG系統的主汽溫度達不到要求，這時可通過專用的微阻力蒸汽加熱器，利用儲熱介質對主蒸汽加熱，使其溫度達到標準要求后送至汽輪發電機組。當主汽溫度下跌到飽和區時，這時采用儲熱介質加熱的蒸發器投入運行，確保產生干飽和蒸汽。當主汽溫度下跌到過冷區時，這時采用儲熱介質加熱的給水加熱器投入運行，確保提供飽和水。DSG技術還可以與燃機聯合循環機組或普通火電機組相結合，構建多種能源聯合循環，這種情況下儲熱系統就不再需要了。

　　5、關于系統控制問題。根據蘇州大禹新能源科技有限公司的研究成果，DSG系統（不含汽輪發電機組及其輔助設備）的控制分為給水加熱子系統控制、集熱器子系統控制和儲熱/換熱子系統控制。這些控制信號都可以引入汽輪發電機組的DCS系統。

　　（1）給水加熱子系統通過汽輪機的抽汽來加熱凝結/除鹽水。凝結/除鹽水經除氧器加熱除氧后由給水泵輸送至集熱器子系統。這一子系統主要是滿足集熱器子系統對給水流量的需求，調節加熱蒸汽的流量，以控制除氧器的壓力或溫度（飽和狀態），最終實現對給水溫度的控制。

　　（2）集熱器子系統有兩種控制方式：出口介質溫度恒定方式和介質流量恒定方式。當沒有儲熱裝置時，純DSG系統可采用出口介質溫度恒定的方式，亦即根據出口介質溫度的信號調節給水流量，出口溫度低于設定值時相應減少給水流量，出口溫度高于設定值時相應增加給水流量，最終實現出口介質溫度的恒定。而這一狀態取決于光照強度；光照增強時，出口介質溫度會升高，這時就要相應增加給水流量；光照減弱時，出口介質溫度會降低，這時就要相應減少給水流量。可見這種控制方式會使主蒸汽流量即發電功率隨光照強度的變化而波動，不過由于系統熱容的存在而使波動減緩。當配置儲熱裝置時，就需采用介質流量恒定方式。集熱器系統先根據光照強度的歷史數據確定一個額定（設計）流量，并控制給水調節閥予以穩定。這時主蒸汽溫度會隨光照強度的變化而波動，隨著光照強度的減弱，溫度向下波動。

　　（3）儲熱/換熱子系統：儲熱系統的控制比較簡單，一般采用出口介質溫度恒定的控制方式。對于吐熱時的換熱控制，集熱器子系統來的主蒸汽首先通過專用的微阻力加熱器，用儲熱介質進行加熱。當光照減弱時，入口主蒸汽溫度會降低，這時就要調節儲熱介質的流量，加強對主蒸汽的加熱，使其溫度滿足設定值要求。顯然，這種方式會使主蒸汽流量即發電功率處于穩定狀態。在儲熱容量配備不足的情況下，實際控制方式是分兩段進行的。首先是集熱器子系統采用出口介質溫度恒定方式，通過調節給水流量來滿足溫度恒定要求，這時發電功率會隨光照強度而波動。當溫度合格的主蒸汽流量向下波動到設定界限時，系統自動切換到介質流量恒定方式，維持設定流量下限不變，這時通過調節儲熱介質流量來控制主蒸汽溫度，維持發電功率穩定。如果光照強度繼續減弱，接下來就會使蒸發器和給水加熱器相繼投入運行，調節儲熱介質的流量，滿足蒸汽溫度需求。當然，由于儲熱容量的限制，這一階段的時間不會很長，如果光照再繼續減弱下去，只能停止運行了。

　　采用這樣的系統，既可發揮槽式DSG技術的高效、低成本優勢，又可通過儲熱裝置改善發電穩定性和電能質量。有理由相信，隨著槽式DSG技術的不斷完善成熟，必將對太陽能熱發電技術的產業化發展起到推動作用。

　　對于光熱發電產業化的曲折發展道路，我們對各種技術首先要有正確的認識，哪些技術是當務之急，哪些技術可以在發展道路上逐步完善，哪些是為將來打基礎的，要有輕重緩急的概念，否則就會嚴重制約產業化發展速度。

　　我們現在通常將光熱發電定位在“能夠儲能、電能生產穩定性好、比光伏發電的電能質量高”這樣一個理念中，導致跳不出“大力發展儲熱技術→高發電成本→政策支持力度不足→光熱發電產業化受阻→儲熱技術發展受阻”這樣一個怪圈。實際上，光熱發電真正的優勢是反映在可以實現熱電聯產以及裝備制造和生產運營全過程環保等方面。熱電聯產是光伏發電和風能發電無法做到的，而人類對能源的消費大半是熱能，太陽能綜合利用的經濟性就在于此。我們的電網和能源供給系統足夠龐大，當前可再生能源的占比仍非常小，電能生產的微小波動無礙大局，國家鼓勵光伏發電和風電并網就是最好的例證。顯而易見，應拋開偏見，暫時忽略次要因素，抓主要矛盾，盡快為光熱發電技術尋找產業化發展突破口。