李维:聚光集热和储热技术的进展以及对多元化市场应用的思考
发布者:lzx | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 487查看 | 2019-08-26 18:25:23    

CSPPLAZA光热发电网讯:“聚光集热和储热技术的多元化应用市场巨大,前景可观。如果想迎合市场的发展,必须有可靠的方案,而这依赖于技术的创新。经过多年的探索,兆阳光热拥有自主知识产权的光热发电技术在经济与成本方面有了很大的进展,可以为多元化市场应用中提供具有可靠性和经济性的解决方案。”在近日召开的2019第六届中国国际光热大会暨CSPPLAZA年会上,北京兆阳光热技术有限公司(简称“兆阳光热”)总工程师李维如是说道。


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图:李维在大会上发言


一直以来,兆阳光热始终高度重视基础研究和核心团队建设。经过十多年的历程,兆阳光热团队从无到有从小到大,目前已经发展成为一支全面具备基础研究、专业设计、高效制造、工程建设及现代化管理能力的光热行业生力军,并掌握了HLIACS聚光集热系统和新型固态储热系统等核心技术。


目前,兆阳光热承建的华强兆阳张家口一号15MW太阳能热发电站已圆满完成了严酷条件下的大规模集热、储热和连续发电各环节的全体系测试验证内容,并于去年6月份如期一次性顺利通过24小时连续发电测试。


在本次大会上,李维就兆阳光热多年在光热发电技术方面积累的研发和实践经验,同与会嘉宾分享了其公司在聚光集热和储热技术的进展以及对多元化市场应用的思考。


一、参与项目


1.光热发电项目


①张家口一号15MW光热电站:DNI值为1750kWh/㎡/a;采用兆阳经济性高倍菲涅尔式聚光技术;38万㎡镜面;采用水工质DSG传热系统;耐高温固态混凝土储热体,720MWh储热容量;设计年发电量为7500万kWh。


②张北50MW光热电站:DNI值为1750kWh/㎡/a;采用兆阳经济性高倍菲涅尔式聚光技术;110万㎡镜面;采用水工质DSG传热系统;耐高温固态混凝土储热体,2160MWh储热容量;设计年发电量为2.5亿kWh。


2.多元化应用项目


①东部某省蒸汽项目:DNI值为1000kWh/㎡/a;采用兆阳经济型中高倍菲涅耳式聚光技术;集热场面积达90万㎡(反射镜面积为40万㎡);采用水工质DSG传热系统;耐高温固态混凝土储热体,120MWh储热容量;储热时长2h;用热需求:0.8MPa,230℃;设计年产蒸汽量:20万t。


②西部某省热水项目:DNI值为1950kWh/㎡/a;采用兆阳经济型中低倍菲涅耳式聚光技术;集热场面积达80万㎡(反射镜面积为36万㎡);采用水工质传热系统,大规模长时间储热池技术,约6万m³的热水蓄热装置;年供热量:125万GJ;年供水量:1508万t;运行小时数:8000h。


二、聚光集热技术多元化的特点及优势


1.聚光集热技术的竞争优势


李维表示,兆阳光热在光热发电的基础上,做了大量的开发工作,以经济性原则作为最优原则,因此在市场上也崭露头角。他总结了聚光集热技术在市场上的几点竞争优势:


*兆阳光热采用水工质传热,与常规热力系统相同,具有相同的设计、施工等规范;


*水体系有非常成熟的产业链;


*水工质来源广泛且价格低廉;


*清洁安全,符合工业及民用消防环保规范要求;


*对运行人员的技术要求低。


2.聚光集热技术的成本下降空间


聚光倍率需求下降,聚光反射镜开口减小,镜场高度下降,单位镜面用钢量下降;


镜场蒸汽需求参数下降,热力系统管道、阀门及压力容器等材质要求下降,成本降低;


水工质传热可直接稳定输出热水/工业蒸汽,减少换热器投入成本。


据李维介绍,相关参数的下降可以带来成本的大幅降低。比如兆阳光热的微过热蒸汽,参数为:1MPa230℃,蒸汽需求参数下降后,聚光倍数下降到30-100倍,这样对镜场高度、镜面支撑结构、用钢量及管道材质的要求都在下降,同时还可以减少换热系统的成本投入。


3.聚光集热技术具备众多的可安装场地


北京兆阳线性聚光集热装置可架空设置在屋顶、大田、温室大棚或停车场上方,可有效缓解多元化应用热源靠近生活工业区与可布置镜场土地面积有限之间的矛盾。


4.耐热混凝土储热多元化应用


耐热混凝土可应用于灵活性改造、电厂余热存储等领域。通过可利用温差、换热管道和压力容器等材质匹配的进一步优化、工艺要求简化、集箱结构简化等多种途径,可实现耐热混凝土储热系统大幅降本。“相较于光热电站中混凝土储热系统的应用,耐高温固态混凝土储热系统在多元化市场应用中的造价至少下降40%~50%左右,”李维提到。


三、对多元化市场的思考


李维表示,多元化应用市场巨大,应该引起足够的重视。他提出,中国全年消耗燃煤量约38.2亿吨,其中47%的消耗量用于火力发电,其余的煤耗量绝大部分用于冬季供暖和工业蒸汽,随着去煤化、清洁供热进程的加快,多元化应用可以提供原燃煤供热量的30%。


此外,多元化应用也对系统设计提出了新的要求:第一,安全和环保问题是各级政府最大的关注点;第二,多元化应用属于纯商业化投资,无政策性补贴,因此对可靠性和经济性的要求更高;第三,系统要求极度简化,便于非专业人员操作;第四,要迎合未来智能化、无人值守运行的趋势。


李维指出,可利用土地面积是多元化应用的的关键制约因素,项目建设时需要考虑几个限制条件:


1.热源需要靠近工厂或用户,多元化蒸汽项目距离用户不宜超过15公里,多元化热水项目距离用户则不宜超过10公里。


2.太阳能供热项目应该与厂房、农田、屋顶、车库相结合,可以有效克服土地面积小的困难。


3.向阳倾斜的东西轴线性聚光技术路线与建筑、设施、农田、大棚相结合将更具优势。


四、总结


李维表示,太阳能聚光集热技术的多元化应用市场巨大,前景可观,应给予足够重视。如果想迎合市场的发展,必须有可靠的方案,而这依赖于技术的创新。随着近年来光热技术的进一步完善和不断实践,公司光热发电技术在经济与成本方面有了很大的进展。兆阳光热技术体系经过多年探索,已经可以提供一个完整的技术方案,在多元化市场应用中体现可靠性和经济性,适合大规模推广和发展。

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