发布者:CSPPLAZA | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 4901查看 | 2016-06-29 11:48:00
CSPPLAZA光热发电网报道:“槽式作为一种较为成熟的技术,我们现在想尽可能的将整个产业链快速规模化,以进一步降低成本。同时在大槽和新型导热油基础上做进一步的改进,使整个电站在100到150MW的规模下极具经济性,满足国家政策层面对于2020年实现10GW装机和电价低于1块钱的目标,甚至达到8毛、9毛这样。”常州龙腾光热科技股份有限公司总经理俞科在日前出席2016中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会时阐述了未来该公司对于槽式光热发电技术的一些创新计划和发展目标,并向与会者介绍了该公司正在推进的内蒙古乌拉特中旗100MW槽式光热示范电站的最新进展。
下面刊出的是俞科的发言全文。(根据速记和视频资料整理)
主持人:再次感谢徐总的分享。下面介绍的项目是内蒙古乌拉特中旗100MW槽式光热示范电站,是常州龙腾与中核南京能源发展有限公司组建的合资公司作为项目业主方来开发的一个项目。这个项目也是常州龙腾这家公司主推的一个示范项目,有请中核龙腾新能源有限公司总经理俞科先生上台跟大家分享。
俞科:首先感谢CSPPLAZA给我们创造一个这样好的交流平台,下面我把内蒙古中核龙腾示范项目给大家做一个基本介绍。首先是项目的基本信息、选址以及前期工作,后面介绍一下我们在槽式电站方面储备的新技术,以及槽式在产业链上的一些准备。
项目装机容量是100MW,地点是在乌拉特中旗,纬度是41.5度,纬度对电站的发电量是有很大影响的。技术路线选择的是常规的RP3反射镜形式的抛物面槽式,介质是导热油,我们现在试验的是一种新型导热油,初步设计的回路数量是340条,储热5小时。业主单位是我们和中核建集团设立的一个合资公司,是我们双方合作的一个项目。
这是项目的总图,占地约7000亩,设计的总发电量2.96亿度;项目地理位置位于包头西北200多公里,距乌拉特中旗8公里左右。考虑这个选址也是基于我们国内第一个示范项目——大唐的项目,当时他们在内蒙选了20多个测光站,依据当时的数据选了资源比较好的地点,然后自己再进行测光。
具体的位置在内蒙古北部地区,离边境不远了。实测DNI为2025KWh/m2/y左右,我们测了有三年的数据。
电网接入点为13公里处的110KV升压站,另外一个接入点大约是10公里外的110KV变电站。水选择的是当地处理厂的中水资源,可以满足2—3个100MW电站的需求。
这是我们初勘场址的地形图。这块土地的平整度非常好,利于后期的施工建设降低土方量。项目前期2012年我们就在内蒙古建示范的槽式回路,考虑到后期大规模的电站开发和建设中间需要对国产的装备以及集成的技术进行充分的认证。整个槽式回路是否能够在中西部地区长期运行,并且达到设计的效率,这是一个对于将来电站运行至关重要的部分。
这是2012年的时候基于我们第二代集热管集成的回路,当时实测的效率在Gb=830W/m2,入射角35°,标准回路工况下(进口293℃、出口393℃)达到了67%以上的光到热的转化效率。该回路是由CSPServices公司负责检测,我们也有DLR出具的报告,2012年的检测结果与当时西班牙光热电站的转化效率已经非常接近。
项目开发方面,光资源分析是非常重要的工作,虽然我们有3年的实测数据,但是并不足以用这些数据单独做发电量的测算,我们需要做光资源典型年的分析。我们邀请了欧洲比较知名的光资源分析的机构SolarGis,海外大量的太阳能项目都是由他们来做光资源评估。基于他们提供的卫星数据,加上我们3年的实测数据,对于我们电站典型年TMY做了分析,通过分析我们看到太阳辐射长期辐射值(P50):水平面总辐射:1784kWh/m2,直接辐射:2062kWh/m2,任何一年DNI有90%的可能不低于1916kWh/m2。这样的资源条件对于中国来讲应该还是可以的。
对于槽式电站本身的设计而言,国外有数十座电站在运行,所以我们没有对这方面再做更多的变更。我们现在考虑的是在整个设计过程中总体遵循现有电站的设计规范,但会在一些特定方面做优化。对发电量的模拟我们是跟德国的Fraunhofer公司合作,基于他们的模拟核心联合开发了一个名为ConSoYield的模拟软件。首先是分辨率很高,实时的数据输入可以仿真电站运行的实际情况,精确到秒;同时我们在这里可以调整仿真策略。比如设定它每天保证20小时发电,不断的降负荷,使汽机不停机,采用发电量最大的策略,保证汽机尽可能的负荷比较高,满发,可以在里面进行手工的设定。同时它的发电量准确性是这个软件的主要特点。
根据欧洲的经验,通过数据对比发现,电站发电量模拟结果与实际发电量平均差异为2.29%,以及集热场热能输出的差异会更小。通过输入光资源可以得到每天实时的发电量曲线,发电量模拟有助于我们在初期分析电站运行的情况,并且提出电站发电的策略。
可研方面我们委托华北院在进行相关的工作,同时也非常感谢电规总院孙院长这边给我们的项目进行的评审,后续的相关的工作现在还在继续进行中。这里着重提一条的关于传统的导热油现在只能运行到393℃,对于电站的性能有一定的限制。导热油凝固点在12℃,内蒙地区相对寒冷,低的凝固点让我们在调试及运行过程中的维温产生一定的成本。现在我们跟德国瓦克进行战略合作,示范一种新的导热油可以使我们的电站从393℃提升到430℃的运行温度,同时保持零下40℃不凝固。
最右边的图显示的是跟常规的导热油比在不同阶段高温测试下得到油的品质外观的变化,旁边是析出高沸物的情况。这种导热油从目前测试来看稳定性是很好的,这也是当初吸引我们跟他们展开合作的重要的基点。
更低的运行凝固点使整个系统无需防凝,导热油不需要考虑防凝的问题,可以节省相应的投资。更大的运行温度的温差会使储能的密度增加,比如广核项目1300兆瓦时的储能系统,如果用这种新型导热油之后,同样数量的熔融盐的储热容量能上升40%左右,但罐体和管道无需更换为不锈钢材料,相应降低了电站储换热系统的投资成本。这种导热油是一种硅油,是无毒无害相对不易燃的导热油,安全性也有所提升。
基于新型导热油的特性,我们从2014年开始了解这个技术的优势之后就计划进行工程示范,今年初升级了集热场系统,并且于4月份正式投入高温运行,目前已经实现了430℃的运行温度,电规总院和华北院以及其他的合作伙伴都到我们的项目地考察参观过,现在整个系统不采取任何的防凝措施。
这是新一代导热油的运行曲线。基于新的导热油介质跟新的技术,内蒙的项目正在做更深进一步的研究。基于这种特性发电量能比原来的设计进一步提升,同时储能的小时数有可能进一步扩大,电站的成本结构也会得到进一步的优化。
我们现在计划在第一个项目上采用部分新技术,比如这种新型的导热油,集热场会采取成熟的供应链。
槽式系统方面国外有非常成熟的设计经验,我们拟委托国内外的设计院合作,将国外现成的电站设计加上我们对于新型循环系统实际运行的经验结合完成整个电站的设计,这里边应该没有特别大的障碍。关键是现在光热发电是一个产业链,经过这么多年的准备,目前来讲光热发电从槽式供应链上来讲已经比较完整。我们公司现在能够提供的就是集热管、聚光器、跟踪系统,国内也有多条反射镜的生产线,产能已经能够我们示范项目的需求。熔盐系统常州太阳宝做了双罐储能系统的示范,集热场我们已经做了3年多的示范。东汽为广核也正在生产第一台汽机,杭汽方面为中控项目也提供了汽轮机,相信这方面未来也会有更多的案例。集热技术方面,我们参与了863项目和新疆新华能项目,我们自己在内蒙也完成了一条回路的组装。当时在广核项目的投标过程中间,我们的集热场方案中用两条组装线一天可以安装一个回路。340条回路,正常情况下会安排4条组装线,整个安装周期应该是在200天左右。如果时间抓得更紧一点,一年的时间足够完成安装。同时使用了硅油之后会使调试时间大大的缩短,原来使用常规导热油在冬季调试要采取许多措施,并且加注这种导热油施工也需要预热等相关的措施,换成硅油之后调试会相对容易进行,并且硅油的加注不需要任何的保护措施跟维温措施,这样可以大大