“工程设想方面，在发电量与供电量上，要根据太阳直接辐射量计算逐时发、供电量，要考虑可靠性、检修、达产时间、老化、热损、厂用电影响。目前咱们是两年投产，但是要达到设计产能，可能要往后推一年、半年的时间。在财务投资估算上要考虑到资金投入时间，融资成本、发电量、达产时间，设备、建安、材料保管、调试费用、环保费用、补偿等等，尤其是说草原恢复费用，土地租赁费、土地使用税，备用容量费、辅助燃料、水费、工质损耗等运维费这些都要考虑。”2017年6月14～16日，在浙江杭州召开的中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会2017（CPC2017）上，内蒙古电力勘测设计院有限责任公司王志勇在发表题为《光热发电项目的可行性研究》的演讲过程中如是表示。
王志勇在演讲中分别从电厂规模、电力系统、建设的可行性，厂址选择，太阳能资源、工艺路线选择，工程设想与优化，投资估算与财务评价等方面向CPC2017与会嘉宾做了介绍。
下面是王志勇演讲全文：（注：本文根据速记和录音资料整理，文章内容已经演讲者本人审阅。）
各位专家、各位同仁，大家早上好。我跟大家交流的题目是“光热发电项目的可行性研究”。就目前来说，光热项目大部分的初可和可研都合并完成了，在这里讨论，我也就连初可和可研的一些共性问题一并研究。在此我偏重于光热项目的一些特殊性，因为大家都是同行，相对来说我们一般火电部分的可研大家比较熟悉，接下来就在电厂规模、电力系统、建设的可行性，厂址选择，太阳能资源、工艺路线选择，工程设想与优化，投资估算与财务评价分别做一些介绍。
在电厂规模、电力系统、建设方面，首先我们要分析电厂在地区规划中的地位和作用。我们这个电厂是基本负荷电厂，还是调峰电厂，还是调峰、热电联产分布式能源、微网、煤电或多能互补电厂，比如生物质能、ISCC电厂。这些都会对电场建设规模和投资路线产生比较大的影响。从建厂思想和必要性来说，我就是要分析这个项目是推动新技术发展，在新技术方面有所创新，创造一个产业这个方向考虑，还是要建设大型的光热发电产业，进行商业化投资这个方向来考虑。还是说我响应国家绿色能源号召，进行能源资源合理利用这个方面来考虑。从电力系统来说，中国西部地区光资源较好，但是目前西部电力盈余也比较多，这样就要分析当地电力系统现况、负荷预测、电力电量平衡对电厂的要求，结合工艺路线共同分析建厂的可行性，最终共同确定电厂规划容量及本期建设规模。
在厂址选择上，首先要收集区域气象站卫生数据，这是分析基础，优选年DNI大于1700kWh/m2•a的地点。建设用地根据土地总体利用规划，土地应选择未利用地，尤其要避免林地与草场，因为在目前来说，土地是归国土（资源管理局）管辖，林地是归林业厅（管辖），这样的话在征地时有时候会忽略了林地。对于土地用量来说，50MW槽式大概在2-2.5平方公里，塔式约3-4.5平方公里，宜选择地理纬度宜较低的位置，形状规整，坡度对于槽式或线性菲涅尔宜<3%，经济性要好一些;塔式可以适当放宽到5%。对于水资源来说，对于湿冷机组度约在2.3-3m3/MWh，对于空冷机组约在0.3-0.6m3/MWh。其中如果辅机采用干冷的电厂，用水量要少一些，辅机采用湿冷的电厂，用水量要大一些。对于接入系统来说，按照当地的电力系统现状和发展规划，要选择附近有介入容量与间隔变电站，并且间隔较近的地点。在辅助燃料上，槽式和熔盐菲涅尔对燃料要求交多，要关注一下布局，当然要选择一下交通运输条件比较好的地区。对水文气象要优选气温适宜，年均风速低，污染小，无洪涝的地区，这样提高发电量，降低造价。尤其要关注大风、雷暴、沙尘和凝冻等特殊气候的影响。在（我国）西部地区，风沙和凝冻是比较严重的问题。在政策方面要优选有政府支持，有土地、税收优惠，或者补贴的地区，比如说土地使用税，土地无偿化这些都对我们项目的电价造成很大影响。在地质条件方面，要选地址条件比较稳定，地震少，岩土条件比较好的地区。在太阳能资源方面，太阳资源对于光热电站来说是最重要的参数，从区域分布来说，我国西部地区是资源较好的地区，我们要收集厂址地区的气象资料，收集现场的观测站数据，以及卫星数据库太阳能资源数据。通过相关分析来形成典型年的太阳能资源数据评估，选择上DNI要大于1700kWh/m2•a每年，尤其要关注DNI大于200W/m2、过渡光滑、无陡升陡降的优良日比例。也就是说，优良日比例占比较低的对我们发电量影响比较大，在相同的年DNI总量的情况下，如果优良日比例较低的话，会造成频繁的启停机。从工艺路线选择，槽式商业化运行的经验比较成熟，占比达到80%以上，塔式和菲涅尔式占比要低一些，从占地来说槽式和菲涅尔式占地相对较小，塔式用地较大。从热损来说槽式和菲涅尔式，因为是线聚焦，热损相对较大。这是他们的特点，所以在选择工艺路线上，要根据他们的特点来选择。
对于工艺路线上，他是塔式、槽式、菲涅尔式、其他方案的特点，结合电网对负荷的要求，他是连续、间断、固定时段、季节负荷率变化是说明样的，还是目前不要求。带供热负荷就要考虑冬季全天运行，是不是多能互补，如果采用生物质能，或者采用ISCC的，对槽式运行有更好的提升效果。在运行模式的影响上，对储能要求很高时，高温系统效率更高一些，所以优势更大一些。辅助燃料供应方面，辅助燃料供应困难时，对于线聚焦工艺应选择耐低温的介质，比如说耐低温的硅烷油或者低温熔盐这些。分析土地价格对项目的影响，分析云量对塔式的影响，就是说土地价格如果当地比较贵，在建设塔式的话，相比来说投资影响大一点。分析地形坡度对槽式的影响，分析地质，地域、环保的影响。比如说对塔式，要避开候鸟迁徙，对槽式，要注意导热油对一些敏感地方的影响。此外还要分析设备产品供应的情况。比如说投资商本身就是设备供应商，或者说地区有比较大的能够供应的设备商。那么要进行运行业绩和成熟经验的分析，企业是追求稳健可靠还是求新创新。比如说如果追求稳健可靠，那可能就是槽式，如果是求新创新呢，那就是塔式、菲涅尔式或者其他技术。
在工艺路线方面，对于塔式，吸收器方面基本选择了柱式，工质方面是熔盐用得比较多一些，镜场方面基本都是圆形，定日镜方面通过工艺结构计算、投资、造价，来进行定日镜的分析。对于塔来说来进行多塔单塔的分析。对于槽式来说，ET、HT、UT，UT槽相对来说更先进一些。工质来说有导热油、熔融盐，采用熔盐的时候要分析他的防凝和热损。集热管有70MM、90MM，如果采用熔盐管，要关注其可靠性。在集热器布置上，轴向南北向发电量较多，冬季负荷较高时要采用东西向。对于菲涅尔式，经典的工艺都是水工质的，现在也有导热油或熔融盐的，要分析他的防凝和热损。集热管介质采用熔盐时要关注可靠性，这和槽式时一样。反射镜呢有平面的、微弧的。还有水平菲涅尔和倾斜菲涅尔的选择。
在工艺设想与优化方面，要考虑厂区、发电岛部分进行总平面布置优化，进行厂区总平面规划方案的技术经济比较，拆厂区竖向规划上，要考虑防洪排涝，场平坡度等。坡度角大时要考虑阶梯布置，考虑土方费用、电量影响、基础、道路材料影响进行阶梯数量优化。对于集热系统，按照选定的技术路线，太阳能资源、各系统效率、运行方式按LCOE最低原则优化确定太阳倍数、设计点DNI，集热场规模储能容量，最后进行集热系统配置和集热场布置。对于槽式，进行集热器、集热管、反射镜优化比选，对集热场回路间距、通过电量、单回路的最大流量进行优化，对分区、运行方式进行优化。对于塔式，对吸热器参数进行优化，比如说直径、高度，对集热塔高、塔形进行优化，对定日镜尺寸进行优化，对集热场布置进行优化，进行与吸热器的耦合分析。对于蒸发系统，如单双列、系统形式，进行一系列优化，对于储热系统要对汽轮机的压力跟冷罐温度、罐尺寸、盐泵配置、换热器形式容量等进行优化。对于防凝配置，对防凝方式与容量进行优化。在辅助系统上配置初始化盐装置、防凝、伴热、疏放，目前来说还有熔盐罐的防漏检测。在汽轮机方面，目前都基本采用中间再热机组，双速或高速，这样能提高热效率。对于供热，选用抽凝机组，适宜时采用低真空供热，多机或背压小机。对于主蒸汽压力来说，要结合机组效率、储能容量、运行方式、厂用电率优化。因为主机压力提高的时候，虽然机组效率提高了，但是排盐温度也提高了，这样会对盐的总量，对造价会有影响。机组冷却方式上，有湿冷、空冷。在背压优化方面，目前是采用背压8-10KPa。辅机基本都采用变频调速。从工程设想来说，要结合接入系统考虑附件厂站与规划进行升压站、开关站配置。在紧急停运设备的配置上，有备用电源、储能装置、UPS、柴油发电机等可选。对于采暖通风方面，采暖模式电采暖、熔盐、辅助燃料、抽汽、外供、太阳能热水等。如果采用电采暖模式，在白天系统运行的时候，他对经济性影响比较大。在热工自动化上，对于塔式是最要关注的问题，因为塔式的控制相对来说是一个难点。工程设想，在发电量与供电量上面，要根据太阳直接辐射量计算逐时发、供电量，要考虑可靠性、检修、达产时间、老化、热损、厂用电影响。目前咱们是两年投产，但是要达到设计产能，可能要往后推一年、半年的时间。在财务投资估算上要考虑到资金投入时间，融资成本、发电量、达产时间，设备、建安、材料保管、调试费用、环保费用、补偿等等，尤其是说草原恢复费用，土地租赁费、土地使用税，备用容量费、辅助燃料、水费、工质损耗等运维费这些都要考虑。
谢谢大家。
问答环节:
主持人：谢谢，王总的演讲非常专业非常详细，从技术路线的选择，每个系统优化考虑的措施做了一个很好的介绍。接下来我们留两个问题的时间。
提问1：谢谢王总的分享，我看了您的报告里面有非常多的篇幅是关于系统的优化，我想请教一个问题，对于塔式电站来说，影响厂用电的主要系统或者设备有哪些，相应的如何或者有什么建议去优化厂用电？
王志勇：对于塔式电站来说厂用电负荷最大的肯定是冷盐泵，其他也有影响，但是冷盐泵是最大的。对冷盐泵来说，吸热器这一块是固定阻力，那么就是塔高影响要大一些。这样当然从开始的时候就要进行优化，因为塔高越高，发电量就越多，那么开头就要对塔高进行优化。从以后的发展角度来说，往塔顶上打盐基本上是能量基本上损失的。比如有些厂子在熔盐这么一个发电装置有这样的工艺，或者说以后是不是说能有一些其他的，比如说把循环泵提高到塔顶，或者说其他的考量，这都是以后的工艺了，现在还是比较难以解决的地方。
提问2：这是一个矛盾，对于其他系统您还有什么建议吗？
王志勇：实际其他系统上，对于熔盐塔，现在用的水塔相对来说少一点，对于熔盐塔较多采用电供热。电供热尤其冬天白天供热对厂用电影响较大。因为白天电价高一些，白天从外网接入厂用电是不太合适的。白天采用抽汽供热，或者采用太阳能热水供热，或者采用一些储能，晚上放出来，这样会好一些。
提问3：有没有这种设想，在光热镜场部分比如说光伏代替一部分？
王志勇：目前这样的设想比较多，国内国外方案都比较多，但是受制于政策不明细，决策者是不是能拍定光伏厂用电。
提问4：我有一个问题关于发电站的优化设计，我们了解到内蒙院在承接中海阳玉门项目的设计，想请问对于空冷设计优化方面有没有经验分享，另外对于中国光热高寒地区，追求一种电站的高效率和防冻方面有没有分享的地方。谢谢。
王志勇：空冷优化在光热电站来说是非常重要的一块。冷端优化来说，跟常规的火电机组是不一样的，对光热电站一般来说，尤其到冬季，晚上会停一段，连续运行的时候不是特别多。这样，优化的时候要考虑到它的负荷率跟温度，还有全年运行时数的加权来共同确定设计温度。
防冻常规的就是关闭分裂隔断门，现在有一个问题，经常开闭相对来说它的严密性受到比较大的影响，这样可能以后的漏气要更严重一些，漏气以后可能还会有冻结的问题。这样在冬季来说就要分时段关闭分裂隔离门，这样减少隔离门的操作。再就是做一些防冻装置，这方面也有专利，比如说控制关闭门下游的压力减少压差来防冻结。
提问5：谢谢您，我补充一下，在甘肃地区采用直接空冷和间接空冷，光热电站背压范围有什么建议吗？
王志勇：甘肃地区其实也是西北地区，我们也做过这边的工程，对于这儿的推荐背压一般来说8-10千帕，相对来说能优化到8-9千帕，当然跟咱们机组的效率、空冷岛的价格有一定的影响，总体来说空冷岛的影响要小一点，背压低一些更合理。
提问6：我有一个类似的问题，我们光热发电的电价是比较高的，我们也希望把供暖比如说生活区和工作区的供暖用太阳能热水系统，目前太阳能热水系统它的可靠性和经济性怎么样？
王志勇：相对来说太阳能供暖属于比较好的效益，当然结合电厂发电取暖会更好一些。
主持人：厂用电除了王总讲的主要的，还有一个考虑优化的，整个系统的电伴热，电伴热的设计和运维的策略，这个对厂用电影响也是比较大的，也是关注的重点。我们再次掌声感谢王总！
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