——中国光热发电行业产业链专题报道之吸热器篇
吸热器——塔式光热发电站的“心脏”。在塔式光热电站中,吸热器将集中起来的太阳照射能量转化为高温热能,承担着吸收太阳热能的重要作用。
根据传热方式的不同,吸热器可分为容积式吸热器与管式吸热器两大类。容积式吸热器中,腔体式吸热器的窗口朝向一侧,只能接收一定范围内的太阳辐射,定日镜场的布置受到一定限制。但其管屏布置在空腔内,散热损失小,热效率较高;管式吸热器中吸热工质的温度要比管壁温度低,吸热工质所能达到的最高温度受管壁材料的限制,反射、辐射及对流散热造成的能量损失较大,热效率相对较低。但其结构简单,可接收360°范围内的太阳辐射,有利于镜场大规模布置,是目前应用最广泛的吸热器形式。
图:管式吸热器(左)与容积式吸热器(右)的传热原理
但无论哪种吸热器都有着相似的技术难题。都需要解决热负荷分布不均匀、热疲劳等问题,这些问题决定着吸热器性能的好坏。而性能直接决定了吸热介质的出口温度,进而影响到后续热功转换效率,它能否安全高效的运行也直接关乎整个光热电站运行的稳定与否。
下文梳理汇总了CSPPLAZA下设光热发电供应链平台上的吸热器厂商及产品信息,以供采购单位和行业参考:
东方电气集团东方锅炉股份有限公司
东方电气集团东方锅炉股份有限公司(简称东锅)创建于1966年,隶属于中国东方电气集团有限公司(是中央确定的涉及国家安全和国民经济命脉的53户国有重要骨干企业之一,属国务院国资委监管企业),致力于为世界能源及环境保护提供先进装备和一流服务。
该公司拥有健全的压力容器设计及制造质量保证体系,具有国际先进水平的科研基地、完善的试验检测手段和国际一流的管理水平。已取得压力容器A1、A2、A3级设计及制造许可证,美国ASME压力容器U、U2钢印和相应的授权证书,ISO GB/T9001质量体系认证合格证和中国民用核承压设备制造许可证等证书。
2018年8月,东方锅炉和在中国电力工程顾问集团有限公司在北京隆重举行哈密塔式熔盐5万千瓦光热发电项目聚光集热系统和蒸汽发生器合同的签字仪式。哈密项目合同的签订,是东方锅炉太阳能光热领域市场开拓取得的重大突破。
作为国际著名、国内一流的大型动力主机设备商,东方锅炉深谙能源转换之道,自身在太阳能光热领域更是拥有丰富的技术积累和独特优势。在2009年就开始研发太阳能光热发电关键设备和技术,并将太阳能光热产业作为东方锅炉的战略性产业进行重点发展,先后参与了国内多个科研性、示范性项目的研发和供货,凭借强大的综合实力和技术优势,在光热发电领域形成了独特优势。
东锅吸热器产品选用高镍合金材料,耐高温、腐蚀、满足温度应力、热疲劳,采用无缝管无间距紧密排列,降低温度应力、热疲劳的影响。吸热器表面温度实时监控,与镜场多目标点策略相结合,实现吸热器表面能流密度的均匀化,监控并保证吸热器的安全。
主要业绩:
阿克塞汇东新能源有限公司75万千瓦“光热+”示范项目
哈密塔式熔盐5万千瓦光热发电项目
中科院延庆塔式光热试验项目水工质腔室直接过热蒸汽式吸热器
山西国金350MW超临界循环流化床火电机组带1MW光煤互补示范项目
上海锅炉厂有限公司
上海锅炉厂有限公司(简称上锅)隶属于上海电气集团股份有限公司,是国内外知名的大型电站锅炉设备设计制造企业。
近年来,上锅不断加大在新能源装备方面的研发力度,充分利用大型火力发电站的技术优势和工程经验,并结合上海电气的产业集群和雄厚的资本优势,使公司逐步成为太阳能光热发电系统核心技术研发、系统集成、工程服务以及金融服务的综合服务提供商。
上锅设计的MSR由集热器、集热塔和熔盐管道组成,目前集热塔的高度主要根据发电规模来确定,100MW的集热塔高度约260m。熔盐管道将来自冷熔盐罐的熔盐输送至集热器,然后将吸热后的高温熔盐输送至热熔盐罐。上锅设计的集热塔可将来自镜场的太阳光能高效地转化为熔盐的热能。
主要业绩:
迪拜光热700MW光热+250MW光伏太阳能电站
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
哈尔滨锅炉厂有限责任公司创建于1954年,是新中国“一五”计划156项重点工程中的两项,是哈电集团重要成员企业。
60多年来,哈锅高擎自主创新的“火炬”,有的放矢瞄准科技前沿产品,占领行业技术发展的制高点,创造了众多行业之最,华夏第一,填补了一项项空白,竖起了一座座丰碑。从50MW高压锅炉到1000MW超超临界(二次再热)锅炉的70%国产首台电站锅炉产品均在这里诞生,几乎包揽了装备制造业所有的国家级荣誉。截至2018年末,累计生产电站锅炉1400余台/3.55亿千瓦,产品产量居全国首位,成为电站锅炉、石化容器、舰船动力、环保设备、电站辅机、核电产品、海水淡化及水处理设备等产品设计制造及提供系统解决方案的综合服务商。
作为电力设备行业的“国家队”,中国电站锅炉行业的“奠基者”和“排头兵”,哈锅牢记央企使命,积极贯彻落实国家新发展理念,投身于国家供给侧结构性改革、“一带一路”等重大战略落实中,坚持以创新驱动企业持续发展,做精火电主业,紧盯新兴产业,擘画多元化产业布局,着力转型升级,培育高质量发展新动能,奋力走好新时代央企长征路。
哈锅依托50MW-1000MW不同容量不同等级的锅炉设计基础,已独立完成太阳能小试试验吸热器设计工作,目前正在进行调试工作,试验数据及调试技术可用于实际工程项目的方案设计指导,该试验台极限热流密度可达1200KW/m2,目前,哈锅正在进行50MW~200MW等级塔式光热电站的吸热器设计开发工作,哈锅吸热器配备红外摄像测温系统以及背板温度测量系统,采用自主开发软件对吸热器温差应力进行分析计算,能够避免局部热流密度过高导致金属超温,损坏吸热器。
主要业绩:
三峡恒基能脉瓜州“光热储能+”项目
北京巴布科克·威尔科克斯有限公司
北京巴布科克·威尔科克斯有限公司(简称北京巴威公司)是一家拥有世界领先的锅炉及相关产品技术的高端装备制造商及整合服务提供商。
北京巴威公司创立于1986年,是大型电站锅炉领域专业技术和高端服务的先驱者。领先于市场的快速发展和变化,北京巴威公司动态引进美国巴威公司的先进技术,采取合作研发、自主研发等模式,经过30多年的快速发展,现已形成电站锅炉、工业锅炉、锅炉岛成套、电站环保、电站高端服务以及可再生能源产品等业务板块,集产品开发设计、生产制造、试验检测、系统集成、售后服务于一体的业务体系。
2009年美国B&W公司向eSolar公司的加利福尼亚州西拉(Sierra)塔式太阳能示范电站交付了10MWt的快装式水/汽太阳能吸热器,该吸热器具有良好的设计、制造和运行业绩。美国B&W公司通过该吸热器的设计、制造和成功运行,掌握了塔式太阳能吸热器的核心技术,并在总结汽水吸热器成功经验的基础上,完成了熔盐吸热器的技术设计,现在美国B&W公司已向北京巴威公司转让了全套吸热器设计技术。
主要业绩:
美国Sierra 电站
龙岩智康光热项目
西子清洁能源装备制造股份有限公司
西子清洁能源装备制造股份有限公司成立于1955年,前身为中国余热锅炉领军企业杭州锅炉集团股份有限公司,隶属于中国企业500强西子联合控股,致力于成为全球领先的清洁能源装备及解决方案供应商。
公司始终贯彻“以客户为中心“的核心价值观,为客户提供全生命周期能源解决方案与智能化能源装备和服务。主营业务涉及余热锅炉、生物质锅炉、循环流化床锅炉、燃气锅炉、盾构机等新装备的咨询、研发、生产、销售、安装,以及EPC、锅炉维修、升级改造、智慧锅炉等新服务。同时提供新能源领域全生命周期的智慧服务,并将业务链延伸至新能源投资运营。现已成功打造以新能源技术为核心的中国首个航空零碳工厂;投资参建中国首座规模化运行光热储能电站,所应用的储能技术入围国家2021年度能源领域首台(套)重大技术装备项目;旗下电极锅炉技术荣获欧盟及中国核电标准认可。公司积极参与“一带一路“建设,业务遍及世界100多个国家及地区。
西子洁能在10余年光热研发的基础上,积累了丰富的吸热器系统、蒸汽发生系统设计经验,已在10MW、50MW光热项目上积累了丰富的业绩。
主要业绩:
中电建青海共和50MW塔式光热发电项目
中控德令哈10MW塔式光热发电项目
中控德令哈50MW塔式光热发电项目
首航高科能源技术股份有限公司
首航高科能源技术股份有限公司(原北京首航艾启威节能技术股份有限公司)创建于2001年,是深交所A股上市公司(股票代码002665),首航高科以“清洁能源和节能环保”为企业发展战略,从事光热利用系统、电站空冷系统、余热利用系统、水资源利用系统及热电冷三联供系统的研发、设计、制造、建设、运维,项目投资及项目总承包等服务的高新技术型企业。
经过多年的探索和实践,首航高科掌握了全套吸热器的设计、生产、安装、调试技术,建立了完整的技术体系,形成了100MW级电站用吸热器核心工艺设计包。
首航研发团队采用数值模拟的方法获得吸热管温度分布及热应力状况,从而保证吸热器在材料许可的温度和应力范围下运行。同时为保证吸热器流动特性达到最优效果,不断优化吸热器结构。
首航高科根据吸热器吸热装置工况的要求,与宝钢合作开发了国产镍基合金材料SHBG-2。经过研发团队的不懈努力,攻克了SHBG-2难变形等工艺难关,目前已在首航建设的两个光热电站中成功使用。
首航高科光热电站吸热器研制过程中突破了较多的技术难关,实现了重大技术突破,且拥有自主知识产权。首航高科自主研发设计的“100MW熔盐塔式光热电站吸热器“荣获中国可再生能源学会科学技术奖技术创新类一等奖,并被评定为能源领域首台(套)重大技术装备。
主要业绩:
首航敦煌10MW熔盐塔式项目
首航敦煌100MW塔式光热发电项目
江苏鑫晨光热技术有限公司
江苏鑫晨光热技术有限公司(简称鑫晨光热)致力于清洁能源的研究与开发,是国内最早从事太阳能光热发电领域商业探索与技术发展的厂商之一。公司主要从事光热电厂项目开发、工程总包、电厂设计、系统研发、产品开发制造、系统集成、运营维护等在内的全价值产业链业务,涉及土木工程、机械设计、电信、管道、软件、电子、电控、电气、热控、光学、机器视觉、数学等十多个专业技术学科的交叉与集成。
公司拥有国内资深的光热发电领域专家团队,领先的技术研发、产品开发设计团队,专业的供应链管理、质量管理、营销管理、项目管理团队,高效的技术服务和售后运维团队。公司实行集团化运营,下设技术研发中心、工程管理公司、产品制造公司、项目开发公司等,现有核心技术和管理人员200余名,其中博士、硕士人才占比达20%左右。
鑫晨光热始终坚持自主研发、自主创新,走具有独立自主知识产权的技术道路,目前持有各项技术专利42项,其中核心发明专利11项,荣获高新技术企业称号。公司拥有两大核心系统--二次反射镜场集热系统、分布式熔盐储能系统,两个大型工厂--定日镜工厂、二次塔次结构工厂,成为光热电站二次反射商业化应用的先行者之一,是全球唯一的二次反射光热发电系统集成商。
公司秉承“技术领先化、设计流程化、产品工厂化、工程标准化”管理理念,持续为光热发电行业的规模化、低成本、高效率提供更优的解决方案,通过推广熔盐蓄热二次反射塔式光热发电项目,追逐和赶超世界光热领域技术先驱,努力成为科技创新与产业发展的的领跑者。
鑫晨光热生产的直接式熔盐吸热器利用二次反射技术,使高倍辐射流投射于吸热器内对介质进行加热。相较于常规塔式结构,吸热、储热更加安全高效。吸热器位于二次反射镜下方,呈圆形敞开式结构。主要由吸热器筒体、冷熔盐进口上升管、吸热器下腔室、下腔室封头、熔盐流量分配器、热熔盐导流槽、热熔盐出口下降管、隔热防护盖、CPC 聚光板构成。
主要业绩:
玉门鑫能50MW塔式光热发电项目
蓝星(北京)化工机械有限公司
蓝星(北京)化工机械有限公司于1966年建厂,是中国化工集团公司旗下中国蓝星(集团)股份有限公司全资子公司,是一家以氯碱成套装置和电解节能改造技术为核心,为用户提供氯碱工厂及上下游一体化解决方案和EPC总承包的国际化工程公司。世界四大离子膜电解槽技术供应商之一,具有年产300万吨烧碱装置和500万吨电极生产能力;蓝星北化机是中国氯碱协会常任理事单位,欧洲氯协会、俄罗斯氯碱协会、北美氯碱协会和印度氯碱协会会员,产品出口亚洲、欧洲、北美洲、南美洲和非洲等国家。
蓝星北化机具有A2级特种设备制造许可证和A1、A2级特种设备设计许可证,产品获得美国ASME认证、欧洲CE认证以及俄罗斯GOST认证;具有专业的无损检测能力,取得计量、测量管理体系3A级证书,是北京市企业技术中心和氯碱装备工程技术研究中心及北京市特种设备焊接培训中心,拥有专业资质及安装维修服务团队。
蓝星北化机积累了大量熔盐储换热设备及腔式吸热器、二次反射吸热器等设备的设计和制造经验,经过多年全力研发,推出了自主知识产权的塔式吸热器。吸热器采用模块化设计,包括吸热部分、保温部分、传输管道、安全组件及自动化控制系统等。
主要业绩:
玉门鑫能50MW二次反射塔式光热发电项目
比利时Cockerill集团(原CMI SOLAR)
JOHN COCKERILL SOLAR(原CMI太阳能公司)成立于2008年,至今已经有十年之久的历史。
JOHN COCKERILL SOLAR公司吸热器的主要特点:
1.多达十年之久的设计经验,丰富的项目设计和执行经验;
2.采用专利的护板设计,护板采用预制加工,减少现场工作量;
3.所有结构采用螺栓结构,现场无焊接;
4.采用塑性有限元分析以及产品生命周期模型,论证吸热器的使用寿命;
5.采用专利的天车系统,避免吸热器维护的拆卸,可以实现高空作业维护保养;
6.采用专业配置的红外摄像系统以及自行开发的软件系统,保障吸热器的安全运行;
7.采用分片式或者整体化的吊装解决方案,吊装方案灵活多变。
主要业绩:
鲁能海西格尔木50MW塔式光热发电项目
迪拜100MW塔式光热发电项目
南非装机50MW的Khi Solar One塔式光热发电项目
智利装机110MW的Atacama1塔式光热发电项目
上海电气亮源光热工程有限公司
上海电气亮源光热工程有限公司由上海电气和美国亮源(BrightSource)合资成立,致力于太阳能光热发电技术的研发和应用,光热项目的开发、建设、调试、运行,以及核心光热设备的研发、生产和供应。
上海电气亮源光热工程有限公司凭借母公司资质和实力可独立承接光热电站EPC总承包,聚光集热系统EPC、储换热系统EPC、常规岛系统EPC、技术支持、电站运行维护以及成套设备供应,包括:定日镜、吸热器、储罐、换热器、蒸汽发生器、汽轮机、发电机、空冷设备等。
上海电气亮源光热工程有限公司依托美国亮源全球领先的光热技术及其商业化电站实际运行经验,在吸热器设计、制造、运行、维护等方面具有先进设计技术和宝贵经验,能够根据需求设计生产出不同等级的水工质和熔盐工质吸热器。
若同时结合上海电气亮源先进的镜场控制技术和卓越的全厂整合能力,能将塔式吸热器与镜场实现完美融合,确保吸热器能安全稳定运行,实现吸热器性能和镜场效率的最优化。
主要业绩:
Coalinga科林加光热蒸汽驱油项目
Ivanpah塔式光热项目
Ashalim塔式光热项目
迪拜100MW塔式光热项目
南通万达能源动力科技有限公司
南通万达能源动力科技有限公司(原南通万达锅炉有限公司)是中国建材集团有限公司(世界500强企业)旗下企业,创立于一九五八年,坐落于长三角经济带北翼、中国近代第一城——江苏南通。
公司以国家能源环保政策为导向,致力于环保锅炉核心技术攻关及市场应用,开发了城市生活垃圾焚烧发电锅炉、生物质焚烧发电锅炉、余热发电锅炉、水煤浆锅炉、大型集中供热锅炉、循环流化床锅炉等一系列具有国内领先水平的特色产品,主要为发电、工业用蒸汽、供热以及节能减排、环境治理等行业和领域提供产品设计制造及工程服务。
南通万达能源动力科技有限公司长期专注于节能环保能源设备开发,为用户提供质量可靠太阳能塔式吸热器(熔盐、空气等介质)。目前公司研发的太阳能空气吸热器已交付使用,通过布雷顿循环将太阳能转换为电力,系统简单,电站建设成本低。
注:2023版《中国光热电站开发供应链指南》目前已启动编辑,现面向光热全产业链厂商免费录入【联系小编:18515082346(微信同号)】。