科普 | 解密甘肃在建单机最大塔式光热电站工程技术密码
发布者:Catherine | 来源:中国能建 | 0评论 | 1321查看 | 2024-01-30 09:12:19    

1月23日,甘肃阿克塞汇东新能源光热+光伏试点项目完成11960面定日镜安装,标志着项目镜场施工全部结束。近日,中国能源建设股份有限公司官微刊文,对该项目建设进行了详细介绍。该项目由中国能建华东院自主开发并承担EPC总承包,是甘肃省内在建单机规模最大的塔式光热项目。


全文转载如下:


光热发电缘何布局于此?


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四九时节的阿克塞,日照依然强烈。沐浴在和煦的阳光里,让人感到暖意融融。


“阿克塞处于柴达木盆地荒漠与河西走廊荒漠包围之中,年日照在3000小时以上,是全国太阳能资源最丰富的地区之一。”在华东院阿克塞项目经理方军看来,发展光热发电,阿克塞占尽天时地利人和。


今年是阿克塞项目团队在戈壁滩“安营扎寨”的第二个年头。两年过去,一座规模宏大的塔结构建筑拔地而起,11960面定日镜全部安装完成,一座占地面积达16.5平方公里的超级太阳能发电厂正加速建设中,其中光热区占地面积约3.2平方公里,光伏区总用地面积约13.3平方公里。


阿克塞项目是国内在建单机规模最大的塔式光热项目,包括110兆瓦光热发电和640兆瓦光伏发电,总装机容量750兆瓦。项目采用塔式聚光集热技术,使用五边形巨蜥式定日镜。单块定日镜重约1.2吨,面积48平方米,总的镜场面积达58万平方米。


“光热+”模式如何破局?


近年来,随着我国清洁能源结构的持续优化发展,“风光发电的波动性与间歇性”成了一道摆在清洁能源产业发展前的“必答题”。


风电、光伏往往是“看天吃饭”,风力大小、天气情况直接影响了这两种能源的持续、稳定发电。光热发电真正具备了低碳清洁、出力连续稳定,可24小时发电、有可靠储能、电网调节能力强等特点,但成本却是光伏的4倍。


如何在解决光伏发电的波动性与间歇性的同时提升项目的经济性?几经探索,华东院给出了一个两全其美的“解决方案”。


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图片:阿克塞项目光伏发电区


经项目开发团队多年的思考和实践,华东院创新性地提出了“光热+”商业模式,以“光热+光伏”智能耦合的形式,用光热电站的可调性来弥补光伏电站的随机性和不稳定性,以光伏电站的低成本电价弥补光热电站的高成本电价,使得光伏白天发电,光热利用白天储存的热量晚上发电,实现多能互补。


“作为国家能源局首批‘光热+’示范项目之一,阿克塞项目的实施带动了一大批光热电站的建设,目前在建的光热电站总容量达到了400万千瓦,大大带动了光热电站的产业链发展。”华东院党委委员、副总经理、总工程师叶勇健自豪地表示。


技术封锁如何突破?


项目建设初期,光热发电技术在国内刚起步,项目核心设备大多依赖国外进口,负责光热发电机组“血液”循环的“心脏”——低温熔盐泵就是其中之一。


中国制造厂能否生产该种熔盐泵?一个共同的目标出现在了项目团队的心头。


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图片:阿克塞项目熔盐罐


项目团队与国内多家制造厂商进行多轮技术谈判,决定携手攻克低温熔盐泵这一“卡脖子”难关。华东院充分发挥技术引领产业链的作用,成立专班对熔盐泵进行充分研究,从设计方案上确保采用国产熔盐泵的可靠性。最终项目低温熔盐泵、调温熔盐泵等关键软硬件全部采用国产化设备,实现了大压差熔盐调节阀在国内大型塔式光热电站中的首次正式使用。


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定日镜是塔式光热电站的重要组成部分,华东院携手设备厂家联合攻关,攻破提升镜片机器人PAD工位镜片寻边技术、面型检测技术等多个核心技术,实现定日镜产线和定日镜零部件的国产化突破。


设计蓝图如何落地?


项目所在地海拔近3000米,最低气温达到零下35度,四季温差大,常年遭受沙尘暴危害,项目施工、安全质量面临着巨大挑战。


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远远望去,180余米的聚光集热塔屹立在戈壁银海中央,未来,集热塔顶部将安装高达近40米的吸热器,塔身总高度将达220米左右,运行阶段吸热器及其钢结构加上内部熔盐总重量达到1500吨左右。如何支撑如此大的重量,对项目施工提出了更高要求。


“为保证设计及质量要求,聚光集热塔的混凝土施工必须24小时不中断,从2023年的4月开工至同年9月封顶,整整5个月,项目生产、安全、质量团队24小时三班倒、五班倒进行施工,工地上没有一刻是停歇的。”叶勇健说道。


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定日镜镜场安装是建设中的又一块“硬骨头”。11960面定日镜能否精准地将太阳光聚拢并反射到集热器上,直接关系着集热效率,因此对镜子的设计和安装精度、测量精度的要求极高。其中难度最大的是立柱顶板相对水平面角度以及立柱相对于垂直轴线的角度偏差仅±1°,后期复测精度更是达到0.1°。


施工过程中,项目组织设计和施工团队边实践边研究,摸索并创造了满足立柱施工精度的施工措施,立柱的施工进度从一天20根逐步提升至一天超300根,经安装精度测量,精度合格率为100%。


严寒、高热、风沙等恶劣环境没有困住项目人员前进的脚步,凭借着“缺氧不缺精神,高原更攀高峰”的信念,建设者们全力保障项目建设平稳推进,彰显了铁军风范。


目前,项目建设正加速推进,预计于2024年10月投产。项目建成后,年发电量将达17亿千瓦时,将为当地经济发展提供可靠的能源保障。


来源:中国能建新闻中心、华东院

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