淺析槽式光熱發(fā)電工程建設(shè)及施工重點

韋佳+段明愛

【摘 要】太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)工作原理是先利用反射鏡將太陽的直接輻射能聚集在吸熱器上，加熱吸熱器中的吸熱介質(zhì)，將光能轉(zhuǎn)化成熱能，再利用吸熱介質(zhì)的熱能通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，利用高溫高壓蒸汽通過汽輪發(fā)電機組實現(xiàn)熱能到機械能再到電能的轉(zhuǎn)換。論文僅淺要分析槽式光熱發(fā)電項目在建設(shè)準(zhǔn)備和施工階段需關(guān)注的重點，以供參考。

【Abstract】The working principle of solar thermal power generation system is to use a mirror to gather the solar radiation on the heat absorber， then the solar radiation heats the heat medium in heat absorber， converts light energy into heat， then using the heat of heat medium to produce high temperature and high pressure steam by the steam generating system， using high temperature and high pressure steam to realize the conversion of thermal energy to mechanical energy to electrical energy by turbo generator. This article only briefly analyzes the points needs to be attention in the construction preparation stagy and construction stagy of tank photothermal power generation project， for reference.

【關(guān)鍵詞】光熱發(fā)電；槽式 ；建設(shè) ；施工重點

【Keywords】thermal power generation； trough； construction； construction priorities

【中圖分類號】TM615 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）12-0172-02

1 引言

太陽能光熱發(fā)電通常叫作聚光式太陽能發(fā)電，從熱力學(xué)原理上講，太陽能光熱發(fā)電站與常規(guī)熱力發(fā)電廠完全一樣。太陽能光熱發(fā)電按照聚集熱量方式的不同，主要分為槽式、塔式和碟式三種技術(shù)路線[1]。槽式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)是目前實現(xiàn)商業(yè)化運行最多，且技術(shù)最成熟的太陽能光熱發(fā)電站系統(tǒng)。槽式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)是采用“線聚焦”原理，利用大面積槽式拋物面形式的反射鏡將太陽光聚焦反射到集熱管上，并將集熱管內(nèi)的傳熱工質(zhì)加熱至高溫，利用其熱量加熱水產(chǎn)生蒸汽，推動常規(guī)汽輪機發(fā)電。

2 建設(shè)關(guān)注重點

2.1 廠址的太陽直接輻射資源情況

太陽法向直接輻射量（DNI）對光熱發(fā)電成本有較大的影響。根據(jù)國際可再生能源署（IRENA）的相關(guān)研究結(jié)論，DNI每增加100kWh/m2/a，發(fā)電成本下降約4.5%。因此，選擇廠址時，要高度重視直接輻射資源情況，盡可能將廠址選在直接輻射量高的區(qū)域。

目前我國能夠直接觀測太陽直接輻射的氣象站很少，致使太陽直接輻射資源觀測資料缺乏。目前的工程項目大多采用衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，誤差較大。建議如下：

①建議太陽能資源豐富的地區(qū)政府主管部門，盡快在氣象站增設(shè)太陽直接輻射測量儀，開展直接輻射的測量工作，并為工程項目提供觀測數(shù)據(jù)。

②如果項目廠址具備條件，盡快建設(shè)太陽直接輻射測量站，開展直接輻射的測量工作。

2.2 工程項目用地

太陽能熱發(fā)電項目的占地面積的大小，決定于當(dāng)?shù)氐奶栔苯虞椛鋸姸?、機組容量、聚光集熱方式和儲熱系統(tǒng)容量。

機組容量相同，太陽直接輻射強度越高，占地面積越??；儲熱系統(tǒng)容量越大，占地面積越大；塔式聚光集熱要比槽式聚光集熱占地面積大。

由于工程用地面積與多重因素有關(guān)，在申請用地面積前，一定要對機組的建設(shè)方案有初步研究，不能盲目確定用地面積。

2.3 工程項目用水

對于我國的太陽能熱發(fā)電項目，水資源是極其寶貴的，必須嚴(yán)格控制用水量。可采取以下節(jié)水措施：

①電廠水源盡可能采用地表水；

②汽輪機排氣冷卻應(yīng)采用空冷系統(tǒng)；

③鏡面清洗盡可能采用干式清洗，如果采用水清洗，應(yīng)將清洗水回收循環(huán)利用；

④可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和反射鏡的具體情況，設(shè)置鏡面雨水收集系統(tǒng)。

2.4 輔助燃料和廠用電

對于配置儲熱系統(tǒng)的太陽能熱發(fā)電項目，輔助燃料并不參與運行調(diào)解，它的用途是機組啟動和吸熱、儲熱、換熱系統(tǒng)的防凝。

輔助燃料通常采用天然氣（管道輸送或罐車運送），也可以采用其他燃料。

在機組運行期間，廠用電應(yīng)來自發(fā)電機出口端設(shè)置的廠用變壓器，而不應(yīng)外購電力系統(tǒng)電力；在機組停運期間，可外購電力系統(tǒng)電力。

2.5 儲熱系統(tǒng)容量

太陽能熱發(fā)電的儲熱系統(tǒng)容量對機組的用地面積、年發(fā)電量和發(fā)電成本有重大影響，必須給予高度的重視。建議綜合以下因素，研究確定儲熱系統(tǒng)的容量：

①以上網(wǎng)電價最低為原則，通過系統(tǒng)優(yōu)化確定儲熱系統(tǒng)容量。

②機組要承擔(dān)電力系統(tǒng)晚高峰負(fù)荷，則需要根據(jù)不同季節(jié)當(dāng)?shù)氐娜章淝闆r和接入電網(wǎng)的晚高峰負(fù)荷的時間來確定儲熱系統(tǒng)容量；

③機組是否需要連續(xù)24小時發(fā)電，則需根據(jù)接入電網(wǎng)的負(fù)荷情況和機組各系統(tǒng)的配置情況綜合研究確定，儲熱系統(tǒng)的容量則需相應(yīng)的調(diào)整。

2.6 工程投資和融資

由于工程造價高，在電價構(gòu)成中，投資成本和融資成本的比重大，需要采取措施，嚴(yán)格控制。

①通過系統(tǒng)優(yōu)化、招投標(biāo)等措施，盡可能降低工程投資；

②可通過向國家政策性銀行申請低息貸款，降低工程項目的融資成本。

3 施工重點

①槽式光熱發(fā)電項目應(yīng)建立起預(yù)先裝配車間，將鏡架與反射鏡進(jìn)行工廠化裝配，對集熱管進(jìn)行焊接。

②安裝現(xiàn)場裝設(shè)臨時防風(fēng)護(hù)欄。

③從裝配車間到廣場運輸應(yīng)采用專門運輸機械，運輸過程中應(yīng)注意太陽灼燒保護(hù)，反射面應(yīng)背對太陽光側(cè)。

④集熱器安裝時應(yīng)采用專用機械進(jìn)行，現(xiàn)場可靈活運行裝載機、汽車吊配平衡梁等方式進(jìn)行吊裝作業(yè)。

4 結(jié)論

做好太陽能熱發(fā)電的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃及施工指導(dǎo)工作。太陽能熱發(fā)電工程項目，具有自身系統(tǒng)復(fù)雜、占地面積大、與廠址外部資源關(guān)聯(lián)度高、工程施工周期長、投資額大的特點，因此，必須做好區(qū)域規(guī)劃方案。同時，在施工過程中要建立起質(zhì)量檢驗規(guī)程，做好驗收及評價工作。

【參考文獻(xiàn)】

【1】余濤，余婕.光伏并網(wǎng)發(fā)電的研究進(jìn)展[J].上海電力學(xué)院學(xué)報，2011（02）：46-48.endprint