“本工程暂定于2017年7月太阳能集热场开工,2017年7月动力中心汽机房开工,本工程计划从浇筑第一灌混凝土至机组投产工期为17个月,保证2018年11月并网发电。当然这个过程中还需要很多的建设条件和一些边界条件确定以后,才能把这些节点落实。光热不像常规的火电,模块化、规范化,积累了多年的建设经验,干起来比较顺手。光热发电项目开发没有标准,也没有依据,在这个过程当中,我们还需要进行很多的探索,困难也多,所以还需我们继续去努力。”在6月14~16日于浙江杭州召开的中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会2017(CPC2017)上,常州龙腾光热发电工程有限公司总经理李怀普向与会人员分享了该司开发的玉门龙腾50MW槽式光热示范电站的开发进展及取得的经验。
值得一提的是,龙腾玉门50MW槽式光热示范电站将采用新一代硅油作为传热介质。李怀普结合龙腾在内蒙建设的600米试验回路的运行数据来为大家介绍了采用硅油的一系列好处和优势。李怀普指出,硅油最大的特点是相比常规的导热油使用温度可以更低,运行温度可以更高,热稳定性也更好。它的三个特点,第一关于环境温度低的情况,无需防凝系统,更低的初期投入以及运维成本。因为我们国家光热资源比较好的地区都是西北,这些地区的极端温度有在零下30度左右的。而在高温情况下,它的效率是很高的,更高的支持我们发电量,再一个在温差同样储热的时间,更少的熔盐量,更少的初期投入,更少的电伴热维温。
此外,李怀普认为推进光热示范电站建设的意义主要有以下四个方面,一个是示范太阳能热发电设计、产品、技术和标准规范;第二积累建设、运营和管理经验;第三促进国产技术、设备和材料的自主研发和产业化;第四促进消化钢铁、玻璃、水泥等传统行业消化过剩产能,助力国家产业升级。
下面是李怀普的演讲全文(注:本文根据速记和录音资料整理,文章内容未经演讲者本人审阅,仅供参考):
我这里分四个内容,第一个就是项目介绍,第二是项目开发的进度,第三是项目开发经验的总结,第四是项目开发经验交流。
第一项目介绍。这是槽式电站的原理图,它主要分三个主要的岛(集热岛、储热岛和常规岛),我们这个项目几个主要的指标,装机50MW,项目的地点在甘肃玉门,纬度是北纬39.8°,经度东经97.82°,采用抛物线槽式技术路线,传热介质是硅油,集热面积627840平方米,储热介质是熔盐,储热时长是9小时,项目投资规模约15亿元,单位造价3万元。我们公司在内蒙做了一个600米的实验回路,这个示范的回路建于2012年,权威检验机构也认证,三年的运维经验符合要求,也符合国际的一些检测标准,这为我们公司未来的槽式光热项目开发、应用以及技术储备奠定了技术基础。这是我们采用新一代的导热油循环技术,这个硅油最大的特点是相比常规的导热油使用温度可以更低,运行温度可以更高,热稳定性也更好。它的三个特点,第一关于环境温度低的情况,无需防凝系统,更低的初期投入以及运维成本。因为我们国家光热资源比较好的地区都是西北,这些地区的极端温度有在零下30度左右的。而在高温情况下,它的效率是很高的,更高的支持我们发电量,再一个在温差同样储热的时间,更少的熔盐量,更少的初期投入,更少的电伴热维温。另外一个HelisolR5a导热油无毒,无害,不易燃,安全通过了TUV的测试。
关于硅油的使用,我们在近几年做了一些技术储备和实验,新一代导热油我们在2016年4月份开始进入了高温运行状态,这个是我们导热油参数图,可以看出我们进口温度是250度,出口温度达到了430度,这是2016年6月10日实验的结果。另外在2016年10月份进行了测试,2017年的3月31日又进行了测试,特别在今年6月7日我们整个跟踪硅油在试验场的测试数据,为了以后我们调试和运行过程中如何把握集热岛的效率奠定一些基础。这是我们项目所在地,它的整个资源典型年的太阳能直射是1887.9KWh/m2/y,按照国家分的标准,应该是光资源最丰富的地带。这个图左边是站址处多年平均直接辐射量为1887.9kWh/m2,2004年达到直接辐射量最大值,为2033.3kWh/m2,在2014年时段直接辐射量最小,为1674.3kWh/m2,年最大、最小直接辐射量的差值为358.9kWh/m2。右边这个图说明在每一年内每个月光照平均值,站址处代表年各月平均直接辐射量为156.5kWh/m2,在5月份达到直接辐射量最大值,为215kWh/m2,在12月份达到直接辐射量最小值,为101.7kWh/m2。拟选站址处代表年年直接辐射量为1877.9kWh/m2,5月份、8月份光强度是比较高的。有了这个基础数据,可以为我们以后控制系统和控制策略如何把光资源效率更高利用起来提供依据。这是我们项目地旁边的整个太阳能辐射气象数据,这里年平均温度是7.1℃,多年极低温度是-35.1℃,最高温度是36.7℃,平均降水量是77.7mm,降雨量应该说还是比较少的;最大冻土深度是150cm。从整个项目它的接入系统的方式是这样考虑的,拟新建110kV升压站升压后,以单回110kV线路送至清泉330kV变110kV侧。项目电厂全厂年总用原水量为7.72×104m3/a。本工程拟采用玉门市酒泉循环经济产业园区附近的大红泉水库水作为电厂的水源。这是我们项目的电站布置图,地势为西南高,东北低,场地自然标高在2047~1987m之间,自然坡度约为3%,正好符合槽式光热电站的布置要求。
对于建设槽式电站它的主要意义,我们从四个方面考虑,一个是示范太阳能热发电设计、产品、技术和标准规范;第二积累建设、运营和管理经验;第三促进国产技术、设备和材料的自主研发和产业化;第四促进消化钢铁、玻璃、水泥等传统行业消化过剩产能,助力国家产业升级。
项目的开发进展。整个项目一共有大概20几个支撑性的文件,到目前为止除了初步设计和工程施工许可之外,其它文件都已经得到批准。第二个采购设备,汽轮机采购了东方汽轮机,我们已经进行了正式的排产计划,排产设计,交付计划,还有以后的售后服务,进行了一些节点的对接。发电机完成了所有合同谈判,近期就要签订合同。蒸发器、硅油采购、油盐换热器等还在进一步沟通。整个工程的物资采购应该说还是走在了前面。施工前的前期准备情况,从目前情况来看,建设的条件包括可行性已经在审批了,项目已经备案,初设到目前为止已经完成,现场施工手续已经基本具备,施工监理已完成招标。现场三通一平施工招标文件已经完成,三通一平施工用图已经完成。这是我们项目推进原则性节点计划,本工程暂定于2017年7月太阳能集热场开工,2017年7月动力中心汽机房开工,本工程计划从浇筑第一灌混凝土至机组投产工期为17个月,保证2018年11月并网发电。当然这个过程中还需要很多的建设条件和一些边界条件确定以后,才能把这些节点落实。这不像我们常规的火电,模块化、规范化,积累了多年的建设经验,干起来比较顺手。但对于光热发电来说,没有标准,也没有依据,在这个过程当中,我们还需要进行很多的探索,困难也多,所以还需我们继续去努力。
项目开发经验总结。第一难点和问题,我们主要说一下示范项目所处的环境,国家目前电源项目产能过剩,消纳不足。目前我们国家的电力装机到2016年底是16.64亿千瓦,产能严重过剩,今年主要任务就是去产能,从这点看光热项目在这个时期的建设也是逆势而上,我们要克服很多政策和市场不利因素。另一方面结构和布局不适应发展新常态要求,比如说现在的火电、风电、新能源等等,在全国结构上可能不太合理,东部经济发达但电源少,资源比较少;西部消纳低,但资源禀赋好,还需要很长的输电线路来外送,所以整体结构还需要进一步优化。接着是装备制造业发展不平衡;项目开发成本与电价预期集中度偏窄;以后光热电价下降是趋势,但是我们如何才能把光热项目开发的成本降下来,它降的速度能不能跟我们电价的变化同步和吻合,使我们的光热电站能够健康的发展起来,这也存在很大的不确定性。还有全寿命其价值折现不确定性较大,这一个是消纳问题,还有一个就是电网的结构,弃光等等,这些因素,还没有完全解决,特别是我们的产能过剩,到时候让谁来发,这还需要政策的支持。
另外,项目管理是否按期实现预定目标,存在极大不确定性。前期工作项目备案与核准并行在项目管理模式上利弊明显,支持性文件办理难点突出,特别是在土地使用和接入系统方案落实等问题较多。另外一个设计阶段,缺乏业绩和技术储备不足,指标设计无规范和标准可依。边界条件基础数据品质存在不确性,造价控制难度极大。第三施工建设过程中,施工和管理的模式优势与利弊难以权衡。特别是施工组织设计没有标准可依。施工工序和工艺要求、施工组织的资源配置、新技术与新工艺应用、进度、质量、造价、环保、安全等等这些控制都有很大的挑战。尤其是调试方法和策略存在极大的挑战。第四运营管理方面,探索如何打造满发与足额消纳,落实风险管控的可持续性运营模式。全生命周期25年,如何可持续运行。如安全生产、可靠性、稳定性、效率指标、成本控制、经济性、全生命周期收益预期、投资价值评估等如何去检测和计量没有说法。第五项目评价阶段,项目示范过程当中积累了经验和教训,如何优化和指导未来光热产业项目推广应用。如设计指标,性能指标,考核指标等,直接关系到整个电站如何健康持续的发展。
第三关于项目示范价值。第一形成具有独立支持产权的规范、标准指标体系奠定基础;第二是为下一步太阳能光热项目发展推广创造条件等。如何为实现产业结构调整继续锦上添花、探索年气候条件下项目运行的特点、建立编制示范项目的标准和规范、摸索项目建设国产化率的基础、探索从项目开发、建设、运营及全寿命期经营一体化经营的管理模式等,是一个要在示范过程中高度重视聚集的工作。
最后谈谈关于项目开发中的经验交流。第一我们严格遵守国家电源建设项目法律法规。包括物质采购与招标工作一定要按照国家法律法规来做。施工单位和施工队伍的选择,工程监督,如何管理的选择,我们也按照国家的相关规定和依据来做,我们在这个过程当中坚决杜绝“三边”工程。第二积极探索国家光热示范项目从项目开发、设计、建设、运营等管理方面的成本、工艺技术完备性、系统运营的可靠性、国产化率、投资规模经济性、推广价值的可行性,管理模式的高效率等方法。以示范项目为平台,科学、积极创新、总结经验,探索出国家槽式光热电站开发建设生产经验的规范和标准,为形成具有中国制造特色的知识产权体系奠定基础。同时,我们也坚信我们有能力做到这一点。
谢谢大家!
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