陈晨:中广核德令哈50MW槽式光热发电项目大修经验分享
发布者:Catherine | 0评论 | 303查看 | 2025-08-14 13:34:03    

近日,在第十二届中国国际光热大会暨CSPPLAZA年会上,中广核太阳能德令哈有限公司生产技术部经理陈晨发表主题演讲,系统分享了国内首个商业化运行的槽式光热电站——德令哈50MW项目的大修经验。


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图:陈晨


作为国内运行时间最长的光热示范项目,其2023年开展的首次机组大修不仅破解了多项技术难题,更构建了一套可复制的光热运维体系,为行业规模化发展提供了宝贵实践参考。


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德令哈公司:国内光热发电的“开路先锋”


德令哈50MW槽式光热发电项目是国家科技示范项目,肩负着光热发电技术攻关与实证的重要使命。陈晨介绍,该项目创造了国内光热领域的多个“第一”:首个开工建设、首个商业运行、首个列入国家可再生能源补贴目录,其推进历程为行业树立了标杆。


▌项目核心里程碑


2013年2月:青海省发改委核准立项;


2014年7月:场平施工启动,2015年8月完成第一罐混凝土浇灌;


2018年6月30日:实现首次并网,同年10月10日进入商业运行;


2020年3月12日:通过海西州能源局工程竣工验收。


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图:里程碑节点


项目占地面积约2.46平方公里,采用抛物面槽式导热油太阳能热发电技术,配置190个槽式集热器标准回路及一套双罐二元硝酸盐储热系统(储热时长9小时),年设计发电量1.55亿度。“作为传统火电与化工结合的新型发电技术,其系统流程复杂,属于技术与人才高度密集型产业,运维与大修工作极具挑战性。”陈晨强调。


▌运行指标与技术突破


经过多年实践,项目已形成多项行业领先的运行指标:


发电能力:单日最高发电量114万千瓦时,单月最高1892万千瓦时,2024年累计发电量达1.41亿千瓦时,等效利用小时数2850小时;


稳定性:2021年9月至2022年5月实现连续稳定运行230天,在国际同类型项目中处于领先水平,多次验证了低负荷深度调峰、快速爬坡及无功调节能力;


技术创新:在槽式光热运行控制策略、集热器球形接头、智慧巡检平台、智能清洗装备等领域实现突破,完成清洗车、球形接头等设备的国产化替代。


此外,中广核新能源在光热领域持续布局,在建项目总装机110万千瓦,包括德令哈200万千瓦“调峰型”项目(国内首台套大规模弃电储能系统)、吉林白城49万千瓦项目、西藏乌玛塘45万千瓦项目等,形成“光热+”多能互补的产业格局。


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光热大修整体介绍及经验分享:从问题诊断到效能跃升


2023年4月至5月,德令哈项目开展首次机组大修(对标火电B级检修),通过对汽轮机等关键设备的全面解体检修,系统解决了设备运行中的隐蔽性问题,机组性能显著提升。陈晨从检修体系、重点内容及成效三方面展开分享。


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图:生产运维及设备检修主要内容


▌检修管理体系:分层分类的精准运维


项目构建了覆盖“运行-检修-技术监督”的全流程管理体系,由运行部、检修部、生产技术部协同运作,开展14项技术监督(含金属、化学、环保等核心领域),形成标准化的设备台账、预防性维护及故障诊断机制。


根据设备特性与运行需求,检修工作分为四类:


状态检修:基于状态监测数据,在故障发生前针对性检修,主要应用于太阳岛集热系统(单回路可隔离);


定期检修:按磨损老化规律预设检修计划,如季节性春秋检、防寒防冻工作;


C/D级检修:针对运行良好的设备开展局部检查与清扫,周期7-10天,涉及泵、阀等易损部件;


B/A级大修:B级每4-5年一次(30-50天),对关键设备解体检查;A级每5-7年一次(60-80天),全面解体发电机组,涉及大面积退油、退盐等复杂工序。


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“光热检修需精准匹配光资源与电网计划,比如利用DNI较低时段开展大修,最大限度减少发电损失。”陈晨补充道。


▌大修重点内容:破解光热特有的设备挑战


槽式光热电站因介质多样(导热油、熔盐、汽水)、启停频繁(单日启停次数较火电高百倍),设备面临独特损耗。陈晨详细分享了大修中解决的六大核心问题:


1.双缸双转速机组轴系调整


项目汽轮机为双缸双转速设计,高、低转速轴通过中间减速机啮合,轴系中心测量受减速机齿轮啮合及轴伸自重影响,易出现误差。解决方案:将中间过渡轴与高压转子靠背轮螺栓回装把紧,利用高压转子自重消除过渡轴下沉量,最终测量数据满足厂家设计规范。


2.汽轮机组损伤修复


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叶片水蚀:因疏水系统频繁投用,高压末级叶片出现浅表皮水蚀,低压后四级呈锯齿状损伤(末级最严重),通过平滑打磨处理,未影响转子动平衡;


异物撞击:低压缸第一级动静叶片发现15×10×6mm金属异物,打磨高点后回装,未深挖处理;


管道腐蚀:疏水管道弯头因汽水冲蚀壁厚减薄超10%,全部更换并升级材质;


冷端优化:清洗机力冷却塔填料(原结垢堵塞),机组真空提高2KPa。


3.蒸汽发生系统效率提升


隔离阀内漏问题:扩大隔离范围,延长检修时间确保彻底处理;


导热油杂质沉积:采用高温大流量化学清洗,在线过滤溶解杂质,换热器端差明显改善;


溢流罐清理:因人工清理效率低且存在VOCs排放风险,计划研发专用清理工装。


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4.压力容器特检与隐患消除


2023年11月曾发生蒸汽发生器管板泄漏,检修发现同类问题普遍存在:高压加热器管程焊缝周边母材裂纹、容器接管角焊缝气孔与裂纹。解决方案:打磨补焊处理浅表层缺陷;按GB4732(疲劳容器标准)优化设计,加强应力集中部位(如接管角)防护。“首次特检建议采用常规检测,而非RBI评估,避免遗漏隐患。”陈晨强调。


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5.电伴热与支吊架治理


电伴热故障:因安装搭接错误、氯化物腐蚀、氧化镁受潮绝缘失效(占故障75%),通过制定安装规范、在线焊接修复等方式解决;


支吊架缺陷:频繁启停导致管道温差超200℃,出现支架脱空、位移、弹簧吊架欠压/超压等8类问题,利用冷态窗口调整管夹位置与螺栓紧力,加固基础。


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6.熔盐罐保温与太阳岛检修


熔盐罐保温:顶部及搭接处破损导致散热损失大,采用“气凝胶+硅酸铝”材料,将水平搭接改为V型搭接(长度从100mm增至200mm),散热损失下降67.6%;


太阳岛检修:利用大修窗口期更换破损反射镜、失效集热管,检修驱动装置,减少日常检修的集热损失。


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▌大修成效:设备效能与发电量双提升


通过系列检修措施,项目设备可靠性与发电能力显著提升:集热器设备可利用率从95.2%升至99.2%;整体流量提升19.4%,集热效率恢复至设计水平(导热油温度达393℃);熔盐加注800吨,储热罐液位增加2%,年增发电量108万千瓦时。


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2024年上网电量达1.41亿千瓦时,同比提升14%,预计2025年突破1.5亿千瓦时。


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后续光热生产运维核心能力建设建议:构建全链条竞争力


基于德令哈项目的实践经验,陈晨提出光热生产运维核心能力建设的“三大方向”与“四个建议”,为行业持续发展提供路径参考。


▌核心能力建设三大方向


1.运行调控类


长周期低负荷变工况运行策略:优化储放热能量分配,完善镜场温度控制与跟踪精度调整,搭建全工况仿真机培训系统;


导热油泄漏检测技术:构建在线监测平台与高清监控系统,实现泄漏快速预警;


全系统效率评估:实时监测镜场集热效率、换热器端差、汽轮机效率,建立动态评估体系。


2.监督检测类


导热油全生命周期管理:从入场检测、净化处理到危废处置全程监督,完成国产导热油混油实证(成本降低30%),建立CNAS级检测实验室;


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无人机智能巡检:通过高分辨率可见光/红外相机与AI识别,实现镜场缺陷(破损、变形等)精准检测,准确度达98%,效率提升9倍;


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管道与支吊架管控:制定导热油系统RBI检测方法,建立支吊架信息数据库,完成关键管道设计校核与优化。


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3.检修维护类


液压驱动装置维护:破解渗漏、油质劣化等5类核心故障,实现备件国产化替代;


集热器检修技术:优化集热管端部保温,完成旋转接头国产化替代,解决集热管变形与螺栓断裂问题;


电伴热修复技术:自主研发检修工装,掌握在线修复工艺,降低更换成本与周期。


▌四点发展建议


1.打造核心运维能力:整合运行调控、检测、检修技术,形成标准化运维体系,奠定高质量运维基础;


2.实现供应链协同:建立光热设备供应链数据库,优选技术领先、服务优质的供应商,构建备品备件联储平台;


3.开展装备联合研制:联合同业力量搭建“研发-测试-应用”平台,推动关键设备国产化,降低造价与运维成本;


4.复盘前端优化设计:基于运维实践反推光学、热力学设计优化,提升系统自动化水平,从源头降低造价与运维压力。

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