一、光热定额编制背景及过程
太阳能热发电(也称光热发电)技术是指通过熔盐、水或其他介质和装置将太阳辐射能转换成热能,再将热能转换成电能的一种发电方式。光热发电具有出力稳定,对负荷支撑能力强,并具备一定储能功能,可与电网进行双向互动等优点;同时,光热与风电、光伏及其他能源打捆的平滑效益会极大提升可再生能源的消纳水平。根据聚光形式的不同,目前国际上商业化应用的可配置大容量储热系统的光热发电型式主要包括塔式、槽式和线性菲涅尔式和碟式四种。
截至2023年底,全球光热发电累计装机容量约7550MW,主要集中在西班牙、意大利、美国等发达的国家,我国光热发电累计装机容量约588MW,在全球光热发电累计装机容量中仅占比8.3%。
自2016年以来,在政策引导下,光热发电行业得到快速发展。2023年3月国家能源局发布《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》,标志着我国光热发电进入规模化发展的新阶段。
随着太阳能热发电技术的开发应用,为快速响应市场需要,促进光热发电产业规模化发展,完善太阳能热发电工程造价管理体系,统一概算定额,提高工程投资概(估)算的编制质量,引导形成太阳能热发电工程投资编制标准化机制,合理确定工程投资,有效利用建设资源,提高投资效益,维护公平公正的市场环境,保障工程建设各方的合法权益,特开展《太阳能热发电工程概算定额》的编制工作。
根据《国家能源局综合司关于下达2018年能源领域行业标准制(修)订补充计划(第一批)的通知》(国能综通科技〔2018〕157号)的要求(计划编号:能源20180910),由水电水利规划设计总院(可再生能源定额站)、中国电建西北勘测设计研究院有限公司、电力规划总院有限公司、中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司、浙江可胜技术股份有限公司作为主要起草单位编制《太阳能热发电工程概算定额》。
最终正式发布、出版中华人民共和国能源行业标准《太阳能热发电工程概算定额》NB/T 11423-2023。
二、光热工程概算项目划分、费用构成
01、《光热定额》主要包括以下8个部分
02、光热定额适用范围《光热定额》适用于槽式、塔式、线性菲涅尔式太阳能热发电厂的新建、改建、扩建工程概(估)算编制,采用其他太阳能热发电方式的工程概(估)算编制可参照使用。《光热定额》目前可涵盖50MW、100MW、200MW三个典型装机规模项目,基本上满足近期市场发展需要。
03、光热定额项目划分
04、太阳能热发电工程总费用构成工程总费用包含了设备购置费、建筑工程费、安装工程费、其他费用、增值税、基本预备费、特殊项目、动态费用8部分之和。
三、光热工程概算定额
太阳能热发电工程概算定额的结构,包括了设备安装工程概算定额、建筑工程概算定额、施工机械台班费定额和费用定额。适用于槽式、塔式、线性菲涅尔式太阳能热发电厂新建、改建、扩建工程概(估)算编制,采用其他太阳能热发电方式的工程概(估)算编制可参照使用。
四、光热工程设计概算
一、设计概算文件组成编制说明1.工程概况2.编制原则及依据3.基础价格4.费用标准6.各部分投资编制情况7.其他需要说明的问题8.主要技术经济指标表
二、概(估)算表包括工程总概(估)算表、建筑工程概(估)算表、安装工程概(估)算表、其他费用概(估)算表、分年度投资计算表。
三、概(估)算附表包括建筑工程单价汇总表、安装工程单价汇总表、施工机械台班费汇总表、建筑工程单价分析表、安装工程单价分析表。
五、光热工程特殊项目概算定额
工艺设备安装工程概算定额工艺设备安装工程概算定额应包括槽式聚光集热系统安装定额、塔式聚光集热系统安装定额、线性菲涅尔式聚光集热系统安装定额、传热流体系统安装定额、储热系统安装定额、蒸汽发生系统安装定额、汽轮发电机组安装定额、管道安装定额、保温及油漆工程定额、化学水处理系统安装定额、供水系统安装定额定额、附属生产工程设备安装定额,共十二部分98节342个定额子目。
(1)槽式聚光集热系统安装定额槽式聚光集热系统由若干个集热回路组成,以欧洲槽ET150集热器为例,一个回路一般由4个SCA(太阳能集热阵列)组成,以两排相邻方式布置,每排有两个SCA,各个SCA通过跨接管路(COP)实现连通。一个阵列又由12个集热器(SCE)组成。本标准中槽式聚光集热系统安装定额包括槽式聚光集热系统反射镜安装,集热管安装,驱动装置安装3节3个定额子目。
集热器(SCE)结构示意图
集热器(SCE)运输
集热器(SCE)吊装
1)集热管安装定额子目编制
集热管是槽式太阳能集热器的核心设备。包括不锈钢内管,外面包裹的玻璃套管、除气环、波纹管。金属管表面外镀有选择性涂层,该涂层对于太阳光谱具有很高的吸收率和低的发射率,玻璃套管通常由耐热玻璃制成。在玻璃套管与金属吸热管之间抽成真空。在玻璃套管与金属管封接处,使用柔性管连接。
集热管结构示意图
2)驱动系统安装定额子目编制驱动系统用于驱动集热器绕主轴旋转,通过控制集热器旋转的角度实现追踪太阳及特殊情况下驱动集热器快速返回安全位置。
驱动装置示意图
(2)塔式聚光集热系统安装定额本标准中塔式聚光集热系统安装定额包括定日镜安装,定日镜立柱安装,吸热器管屏安装,吸热器钢构架安装,吸热器外防护板安装,校正系统标靶板安装,缓冲罐安装,熔盐槽安装,塔顶检修起重机安装,储气罐安装,空气压缩机安装,共11节26个子目。
1)定日镜安装定额子目编制定日镜是由定日镜镜体、立柱、连接座、电动推杆、电机、标准紧固件、电控箱、电源箱组成。
定日镜由专业机构或人员在组装车间进行组装,组装车间内负责组装反射镜、支架等附件,组装完成后在指定的区域进行验收及交接,组装工作不在本定额工作范围内。
定日镜组成结构图
车间组装示意图
本定额包含本体检查,场内运输,布料,放线,立桩,送桩,固定桩头,调整找正,测量记录工序,不包含施工钻孔,套用钻孔定额见建筑工程相关定额。
(3)线性菲涅尔式聚光集热系统安装定额线性菲涅尔式聚光集热系统采用熔盐作为吸热介质,集热系统进口在北边,出口在南边,沿南北向平行布置,东西方向一维自动跟踪太阳。集热单元包括镜面、集热管和支撑结构、驱动系统等。每个集热单元长度为8160mm。对应一个集热单元,包含20列反射镜片和两根集热管,单根集热管长4060mm,集热管首尾焊接相连;纵向每隔8160mm对应一个立柱,立柱用于支撑集热管与集热管滑动组件。每个集热单元对应的镜面面积为120.384㎡。
集热组件由12个集热单元组成,每个集热组件长度(由南到北)98m,宽度(由东到西)21m。集热组件有效反射面积12X120.384=1444.608㎡。每个集热回路由11个集热组件组成,集热回路有效反射面积11X1444.608=15890.688㎡。
本标准线性菲涅尔式聚光集热系统安装定额包含一次反射镜安装,CPC安装,熔盐真空集热管安装,一次反射镜支架安装,导轨支架安装,CPC集热管导轨安装,驱动装置安装,共7节7个子目。
1)一次反射镜安装定额子目编制一次反射镜包括玻璃材料与镀锌铁件框架,玻璃采用低铁玻璃,玻璃镀层镀制三层,分别为增透层、反射层以及保护层,反射率达到93%以上。镀制完成后喷涂两层油漆,保证了反射镜具有良好的耐腐、耐磨及抗紫外老化能力,其性能完全满足太阳聚光集热项目对反射镜的要求。定额根据太阳能集热器总采光口面积按“100㎡”为计量单位,工程量按集热器外周长定义的平面面积计算,包括相邻反射镜面之间的间隙,其工作范围包括一次反射镜安装,不包含一次镜本体制作。工作内容包括本体检查、场内运输,布料,搬运,吊装,连接,间距调整,记录等。
一次反射镜安装示意图
2)CPC安装定额子目编制CPC(复合抛物面集热器,compound parabolic collector)又称为二次反射镜,是由圆的渐开线和抛物线组成,中心轴对称,是一种非成像聚光器。入射光在二次反射镜中经过一次或多次反射到达真空集热管表面,损失较少,还可对斜入射的太阳光进行有效收集。二次反射镜是线菲系统的关键件,其线型、加工成型精度以及反射率是提高线菲系统集热效率的关键因素。定额根据吸热器采光口面积按“10㎡”为计量单位,工程量按吸热器的总长度和CPC的采光口宽度的乘积计算,其工作范围包括CPC的金属结构与二次反射镜安装,不包含CPC的金属结构与二次反射镜镜体制作。工作内容包括本体检查、场内运输,布料,吊装,螺栓连接,固定调平等。
CPC安装安装示意图
3)熔盐真空集热管安装定额子目编制熔盐真空集热管位于反射镜面的焦线位置,为直通真空管式结构。聚焦的太阳直接辐射能在集热管内转化为热能,传送给传热介质,并将传热介质加热至最高达550°C的温度。集热管的内层为不锈钢管,直径为90mm,外层为真空玻璃管,两端用金属波纹管封接。具有弹性连接功能的金属波纹管可以在集热管升温和冷却过程中补偿内部金属管和外部玻璃管之间的热胀冷缩的差异。熔盐真空集热管安装定额根据常温状态下吸热器有效长度按“100m”为计量单位,其工作范围包括真空集热管与进、出口柔性连接件安装。工作内容包括本体检查,吊运,焊接,送管,无损检测,管道吹扫,通水试验等。
熔盐真空集热管安装示意图
4)支架与轨道安装定额子目编制支架及轨道是反射镜与真空集热管的承载结构,其安装工作主要包括一次反射镜支架安装、导轨支架安装及CPC集热管导轨安装。支架与轨道较常用材料主要为镀锌钢与镀锌铁件。一次反射镜支架安装、CPC集热管导轨支架安装及CPC集热管导轨安装定额根据设计图示尺寸按照成品质量以“t”为计量单位,工程量计算组装、拼装连接螺栓的质量,不计算焊条质量。一次反射镜支架安装定额工作范围包括支架与传动杆安装;导轨支架安装定额工作范围包括支架安装以及钢丝绳购置与安装;CPC集热管导轨安装定额工作范围包括导轨与滑动支架安装。工作内容包括本体检查,场内运输,布料,放线,吊装,螺栓连接,固定调平。
支架与轨道安装示意图
5)驱动装置安装驱动装置是实现一次反射镜实时跟踪太阳功能的主要部件。驱动装置安装定额根据驱动装置数量按“套”为计量单位,其工作范围包括驱动装置、金属传动杆、角度传感器、限位开关及正反转等设备安装。工作内容:本体检查,场内运输,安装,线路连接,传动系统调试,记录等。
主讲人
何漂,中共党员,一级造价工程师、咨询工程师、一级建造师,光热概算定额主要起草人。就职于工程建设公司成本管控中心,主要从事总承包项目合同管理及成本管控工作,参与了多个光热、风电、光伏、市政项目的成本管控。