CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：“玉門鑫能50MW二次反射塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目采用模塊化設(shè)計(jì)，具有靈活投資、占地率低、可分步建設(shè)、并行調(diào)試、分組投運(yùn)及單獨(dú)維修等多項(xiàng)優(yōu)勢。隨著液態(tài)金屬、氣體及固體顆粒等作為傳儲熱介質(zhì)可達(dá)到更高溫度的光熱技術(shù)的不斷成熟，塔式和二次反射技術(shù)必然成為未來的大趨勢，我們也致力于推動二次反射塔式光熱發(fā)電技術(shù)走向商業(yè)化?！苯?，在第六屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會上，江蘇鑫晨光熱技術(shù)有限公司（簡稱“鑫晨光熱”）總工程師游思梁先生如是表示。

圖：游思梁在大會上發(fā)言

據(jù)游思梁介紹，2019年6月16日，玉門鑫能50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目一號模塊進(jìn)行了約3小時的滿功率測試和聯(lián)調(diào)，總共投入了2595臺定日鏡。這三個小時平均DNI是791W/㎡，最高時達(dá)到1000W/㎡，吸熱器出口溫度最高達(dá)到570℃，熔鹽平均流量為90.7m3/s，吸熱器平均輸出熱功率達(dá)16.21MWth，最初的設(shè)計(jì)點(diǎn)是17MWth，這是在DNI沒有達(dá)到900W/㎡的情況下測得的?？梢灶A(yù)知，如果DNI達(dá)到900W/㎡，單模塊的熱輸出功率可以達(dá)到18.44MWth，這將超出最初的設(shè)計(jì)值。

圖：玉門鑫能50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目#1模塊

游思梁認(rèn)為，采用模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)主要在于如下幾大方面：實(shí)現(xiàn)占地率更低、效率更高；可以分步建設(shè)、并行調(diào)試；投資靈活、風(fēng)險(xiǎn)可控，投資商樂于接受；可以分組投運(yùn)、提前發(fā)電(建設(shè)五個模塊就可以發(fā)電)；單個模塊發(fā)生故障可以單獨(dú)維修，不需要全場進(jìn)行停機(jī)維修。

“二次反射技術(shù)是延續(xù)效率最高、最有潛力的塔式路線；選用低風(fēng)險(xiǎn)、高效率的地面容積式吸熱器，將外部管排式吸熱器的一些風(fēng)險(xiǎn)盡量降低，特別是凍堵及管道的熱疲勞等問題得到了很好的解決；采用成熟且中國儲量較大的熔鹽儲熱,降低了儲熱系統(tǒng)成本；推廣建設(shè)和投資更靈活的模塊化集熱場，可以為后續(xù)模塊建設(shè)和運(yùn)行提供借鑒和經(jīng)驗(yàn)；采用智能視覺校正技術(shù)，大大縮短調(diào)試時間。最終，通過這些技術(shù)革新與改進(jìn),二次反射技術(shù)在玉門鑫能50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目一號模塊得到了成功的應(yīng)用。”游思梁總結(jié)到。

在本次發(fā)言中，游思梁還就玉門鑫能50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目定日鏡、控制系統(tǒng)、吸熱器、熔鹽罐及調(diào)試等關(guān)鍵設(shè)備及環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

定日鏡。定日鏡外形尺寸為4.4m×4.0m×2.3m，鏡面反射率93%，工作風(fēng)速17m/s，生存風(fēng)速25m/s，工作環(huán)境溫度-40-65℃；二次反射鏡的面型精度是1.4mrad；二次網(wǎng)架直徑60米，鏡盤直徑是60米，塔架升頂后水平位移精度要控制在5mm以內(nèi)。隨后，通過光學(xué)級的檢測工程保證其精度后，二次反射塔網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及主結(jié)構(gòu)在地面完成拼裝，通過頂升的方式穩(wěn)步地從低空上升到高空，在保證施工安全的同時也保證如此高光學(xué)精度的設(shè)備在吊裝過程中不被破壞。

游思梁強(qiáng)調(diào)：“二次反射鏡對鏡面材料有特殊要求。我們選取了一種定制的帶膜層的高反射鋁鏡，它采用一層二氧化硅的保護(hù)層、一層二氧化鈦的反射層及耐候保護(hù)層，可以耐受200℃的高溫。為保證這一材料的安全性，我們委托西班牙相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對其進(jìn)行長時間高倍照射耐受性的驗(yàn)證，結(jié)果顯示其反射率衰減度可以達(dá)到我們的設(shè)計(jì)要求?！?/p>

“我們在玉門項(xiàng)目地?fù)碛幸粭l一萬平米定日鏡自動生產(chǎn)線，采用自動化生產(chǎn)方式保證大批量定日鏡面型精度的一致性。每臺定日鏡由16片1㎡的小鏡片組成，每片子鏡之間有角度差，通過自動化角度調(diào)節(jié)工裝來進(jìn)行鏡片角度調(diào)節(jié)，然后實(shí)現(xiàn)自動粘膠，最后運(yùn)往現(xiàn)場?！庇嗡剂禾岬健?/p>

圖：玉門一萬平米定日鏡自動生產(chǎn)線細(xì)節(jié)

控制系統(tǒng)。該項(xiàng)目定日鏡總體布局面積達(dá)到3.4平方公里，有78090個控制節(jié)點(diǎn)，如果發(fā)生斷電，未歸位的高倍聚光反射鏡可能會照射到地面的熱工裝置，造成非常大的安全隱患。為規(guī)避這一風(fēng)險(xiǎn)，我們采用上海晶電的一套專有技術(shù)，類似于動力線載波原理，并進(jìn)行一些創(chuàng)新和改進(jìn)，取消大量的控制電纜布置，用供電電纜協(xié)同進(jìn)行控制，同時在這套系統(tǒng)中增加一種分布式的儲電電池，并放置在合適的位置，保證在全場失電后半小時之內(nèi)使所有定日鏡可以完全復(fù)位，避免事故的發(fā)生。

吸熱器。玉門項(xiàng)目采用容積式直接吸熱器，其主要特點(diǎn)包含：1）無熔鹽凍堵風(fēng)險(xiǎn)，熔鹽直接吸收太陽能輻射，從根本上消除了熔鹽在吸熱器中的凍堵風(fēng)險(xiǎn)，保證了電站運(yùn)行中的穩(wěn)定性；2）較高的熱效率，吸熱器散熱面小、零熱阻、光吸收率可達(dá)99%，理論研究表明光熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá)90%以上；3）設(shè)備造價低，吸熱器本體為不銹鋼316鋼殼結(jié)構(gòu)，采用流量調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)出口流量，技術(shù)成熟，設(shè)備完全國產(chǎn)化；4）自用電比例低，使用低揚(yáng)程兩臺熔鹽泵（一用一備）向吸熱器供冷熔鹽，熔鹽泵峰值功率僅為6KW；5）運(yùn)行難度系數(shù)低，保溫蓋板快速開合可應(yīng)對復(fù)雜的來云工況，在無功率輸入情況下，300℃以上的熱熔鹽在有保溫措施的吸熱腔內(nèi)可存放8個小時無凝結(jié)現(xiàn)象。

圖：直接式熔鹽吸熱器

熔鹽罐。玉門鑫能項(xiàng)目熔鹽罐選擇了雙層高溫熔鹽罐方案，其容積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熔鹽儲罐的容積。其穹頂固定在外罐上，內(nèi)外罐分離，穹頂通過一個吊頂在內(nèi)罐形成保溫層，這樣外罐的每次熱脹冷縮不會傳遞到內(nèi)罐的焊接處，同時在內(nèi)外罐之間有空氣夾層，這樣可以大大節(jié)省保溫材料的用量。

圖：雙層熔鹽儲罐

在施工過程中，先完成外罐施工，然后在外罐內(nèi)部焊接內(nèi)罐（正因如此才得以在玉門寒冷的冬季工況下開展內(nèi)罐施工，同時在外罐內(nèi)部進(jìn)行人工加熱，保證罐內(nèi)溫度，在內(nèi)罐進(jìn)行焊接完全沒有問題）；外罐的承載力基礎(chǔ)單獨(dú)設(shè)計(jì)，與內(nèi)罐的隔熱基礎(chǔ)彼此隔離，這樣大大地降低防熱基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工難度，節(jié)省了施工時間。

鏡面清洗。與供應(yīng)商開發(fā)無水負(fù)壓清洗車，先用毛刷將定日鏡的灰塵刷松，再用負(fù)壓將所有散開的灰塵吸到車體內(nèi)部，然后再處理掉。目前，每個模塊鏡面清洗的頻率是7天一次，每臺清洗車每天清洗186臺定日鏡，平均每分鐘清洗面積達(dá)5㎡。同時，鏡場要做一些配合，比如，當(dāng)清洗車開過來的時候，工作中的定日鏡的俯仰角保持不變，便于清洗車進(jìn)行清洗；若清洗車沒有得到額外的指令清洗，則其它定日鏡保持原地等待，否則可能碰撞到正在追日的定日鏡。

調(diào)試。采用巧妙的仿生學(xué)原理，為每臺定日鏡以及二次塔架安裝“眼睛”，雙方可以通過通信精準(zhǔn)地定位對方的位置，同時計(jì)算出所有未知參數(shù)。運(yùn)用這種方法，花費(fèi)9天的時間即可完成246臺定日鏡調(diào)試；理論上來講，如果為每臺定日鏡都安裝“眼睛”，只需10天就可以完成對單模塊的調(diào)試。

圖：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)