上海电气:大漠孤烟中的「光」与「热」

时间:2023-09-24 14:25来源:上海电气
  迪拜太阳能光热光伏四期项目位于库卓沙漠中的穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆太阳能园区内,占地面积44平方公里。项目光热部分由100兆瓦塔式和3台200兆瓦槽式光热机组组成,250兆瓦光伏部分利用园区闲余位置,实现场地应用最大化。该项目全部投产后,将为当地30余万户家庭提供清洁电力,每年减少160多万吨碳排放,对当地实施清洁能源战略具有重大意义。

上篇:塔式光热

  虽然距离迪拜市区不足65公里,但这里既没有熠熠生辉的玻璃幕墙,也找不到直冲云霄的摩天大楼。但在这片大漠孤烟的任何一个角落,都能看到一座宛如火炬的建筑矗立在沙海深处——这便是太阳能集热塔,迪拜太阳能光热光伏项目的标志性建筑。
  所谓“万丈高楼平地起”。让我们把时间倒回五年前,重新回顾一下这座荟萃诸多“世界第一”的项目是如何完成建造的:
  2018年4月中旬,上海电气和沙特国际电力与水务公司在沪签订该工程总承包合同。从这一刻起,上海电气建设者们就立志将这个项目打造成世界上规模最大、技术最先进的光热发电站。
  同年4月下旬,首批中方建设者便风尘仆仆地来到迪拜城外的库卓沙漠。飞速爬行的蜥蜴、三两结群的骆驼、来回跳跃的羚羊……建设者们顶着40多度的地表温度,在一望无际的沙漠腹地开始建设前期的准备工作。
2018年5月7日,集热塔区域开始场地勘测。
  经过近三个月的前期准备,建设者们顶着沙漠中的酷热和风沙,于12月23日完成桩基施工,也宣告集热塔建设工作正式开始。来自中国和其他国家的上千名建设者们有序推进项目建设,经过三个多月的紧张施工,于2019年3月5日完成1300吨基础钢筋及模板施工。随后,建设者们又马不停蹄地对光热塔基础混凝土开始浇筑,在连续奋战将近42小时后,顺利完成全部混凝土浇筑。
2019年3月7日下午14点58分,光热塔基础混凝土浇筑全部完成。
  在项目现场抓紧建设的同时,国内大后方也如火如荼地制造着各类配套设备。仅2019年一年,就有数十万吨的原材料和上万箱配套零部件运抵现场,为项目的后续进展提供了保障。
2019年7月25日,光热项目中配套的光热储罐预制钢板从国内发货。
2019年10月22日,塔式熔盐吸热器关键设备从上海发往迪拜项目现场。
  2019年10月21日下午3时,随着注水式长螺旋钻机在CT区域西侧开始运转,塔式项目的70000支镜场立柱施工正式启动。钻孔、立柱吊装、混凝土浇灌……由于项目所处的沙漠地质不易立柱成孔,因此对立柱安装位置、方位角精度都提出了更高的要求。为此,建设者们通过专用工具加装紧固件,结合立柱复测技术,确保安装进度如期进行。
  2019年11月21日,项目完成1000支立柱安装。经过现场施工、质量管理和改进施工方法,自2019年12月20日时,已有4000支立柱完成安装。
2019年12月5日,集热塔高度已突破110米大关,建造工作顺利过半。
  2019年12月21日,第一片定日镜的安装工作顺利完成。由于定日镜吊装精度达毫米级,建设者们从部件和紧固件的采购、专用工具定制、立柱安装,再到定日镜自动生产线现场调试、验收和正式投产,逐一攻克各类技术难题,使安装速度从最初的每天10面提高到每天300面,安装效率得到跃迁式提升。
  2020年1月9日上午10时,项目现场迎来首个重大节点:世界最高太阳能集热塔顺利封顶。整个集热塔外形天圆地方,塔土建结构为222米,加上集热器后总高度将达到262米。
  在安装定日镜的同时,吊装集热塔顶端集热器的准备工作也在加紧进行中。该集热器在地面完成组装后重量达到1600吨上下。为将其送至222米高塔顶,建设者们创新地采用“地面模块化安装+滑移进塔+整体吊装”方法,在保证安装质量和安全的前提下,实现了世界上最快完成地面安装、滑移和吊装的集热塔吊装作业新纪录。
2020年6月12日,塔顶集热器吊装就位至222米高塔顶,标志着塔式发电机组完成重大节点。
2020年12月12日,塔式光热发电机组首台熔盐储罐注水试验顺利完成,为下一步罐体保温和附件安装创造了条件,也为熔盐系统投运奠定了坚实基础。
2020年12月19日,塔式光热发电机组冷熔盐泵支架钢结构完成吊装。此前,该机组热熔盐泵支架已于当地时间12月11日吊装就位。至此,该机组冷、热熔盐泵支架两组大型钢结构整体吊装全部就位。
2021年2月26日,6万面定日镜完成吊装,标志着镜场安装工作进入收尾阶段。至6月中旬,塔式项目已完成定日镜安装62197面。
  为保证塔式镜场调试工作的顺利开展,建设者们根据现场实际情况,合理安排调试工作和设备投运顺序,优化调试方案、措施,克服现场强光照、风沙大等恶劣气象条件,确保项目进度稳步推进。
2021年9月28日,塔式机组400千伏变电站首次电网倒送电一次成功,各项参数均显示正常,所有受电设备运行良好,为后续塔式机组水循环调试、槽式机组注油等节点奠定坚实基础。
2022年3月29日,迪拜100MW塔式光热项目顺利完成首次光通,标志着塔式项目由冷态调试向热态调试的顺利过渡。
2022年9月18日,迪拜光热项目塔式机组蒸汽发生系统注盐、疏盐调试工作宣告完成。
2023年2月16日10时46分,迪拜项目塔式镜场、熔盐吸热器同步启动,持续产盐至16时58分系统正常停运。期间,镜场、熔盐吸热器各系统在预热、升温和停运过程中运行状态和各项参数稳定良好。
经过将近四个月时间的全面调试后,塔式项目于2023年2月顺利实现满负荷运行,也为后续移交业主投入商运奠定了良好的基础。
  如今,灼热而明亮的塔顶每日照耀在孤寂的库卓沙漠中。回顾过往,这既是一段由绿色低碳、可持续发展理念激发的传奇,更是“一带一路”倡议下中外技术交流合作的硕果。让一个个绿色项目不断从愿景变为行动和成果,为全球可持续发展提供有力支持,这就是“一带一路”带给世界的变化……
迪拜 [阿联酋]
  迪拜太阳能光热光伏四期项目位于库卓沙漠中的穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆太阳能园区内,占地面积44平方公里。项目光热部分由100兆瓦塔式和3台200兆瓦槽式光热机组组成,250兆瓦光伏部分利用园区闲余位置,实现场地应用最大化。该项目全部投产后,将为当地30余万户家庭提供清洁电力,每年减少160多万吨碳排放,对当地实施清洁能源战略具有重大意义。

下篇:槽式光热 + 光伏

  俯瞰广袤的库卓沙漠,一股气势磅礴的工业之美袭来,上万排鳞次栉比的卷曲镜面和深蓝色光伏板,整齐划一地排列着,悄无声息地将汩汩热浪换化为绿色电流。虽不如集热塔那般光彩夺目,它们却将原本萧瑟的荒漠变为了一片“蓝海”。
  在这片“蓝海”的背后,有着一个暖心的故事。2018年10月,迪拜光热项目启动场平工作。为了保护当地生态环境,项目现场需要将蜥蜴、骆驼、羚羊、赤狐等各种当地野生动物安全转移,为它们安置新家。
 
  为此,项目建设者特地聘请动物保护专家,对建设选址内的各类动物进行长期跟踪观察,经过一番悉心考虑,他们在围栏每隔200米处设置一个开口,放置食物和水,吸引留在场区内的野生动物,并最终将它们安全移至工地外。
  除了野生动物,项目选址内还长着200多棵牧豆树。为了保护这些珍贵树木,确保每一棵树木能够被安全移植,建设者们大力协助业主,事先用GPS对树木逐棵定位、编号,再连续浇水十天,并在沙漠中专门修一条路,方便车辆运输。
 
  进入正式施工期后,项目进度管理成了最大挑战。随着组装件陆续从国内运抵现场,建设者们用半年时间,就在沙土地上建立起两座镜子组装工厂——所有的塔式定日镜和槽式抛物镜,都将在这里组装后运到现场安装调试。
  然而,对于体积和重量过大的项目设备,就无法在现场进行加工和组装。比如,槽式发电1号区域共布置9台溢流罐。作为导热油系统中重要的容器储存设备,单台溢流罐长度就达到52米,净重达200多吨。
2020年1月20日,槽式导热油膨胀罐、溢流罐等关键设备发运,标志着槽式机组首批大型设备开始进入交付阶段。
  为了将这些大型部件顺利运抵现场,项目建设者们对运输路线精心策划、反复验证,制定了运输路线方案,排查运输路线上障碍点,预先做好对应处理方案,并与运输单位以及迪拜当地路政、警察等机构不断沟通协商,顺利将设备运至现场。
 
  入场后,建设者们又根据溢流罐超大、超重所带来的吊装难度,对实施细节进行深入研究与反复验证,在吊装方案制定过程中指挥安装单位严格执行吊装方案,于2020年3月27日首台溢流罐吊装顺利就位。

2020年5月4日11时,迪拜项目槽式太阳能光热发电1号区域最后一台溢流罐顺利吊装就位。

  与此同时,集热器单元的施工工作也在紧锣密鼓地进行中。占地约9.9平方公里的槽式1号机组布置了超过2万组抛物面型集热器单元,安装总重超5.3万吨。每个集热器接近4吨,镜面面积143平方米,开口技术达到8.2米,刷新了商业化槽式开口新纪录。其创新设计提高了光学精度,优化了安装程序,并极大地降低了制造和安装成本。
2020年9月20日上午9点30分,随着最后一组集热器缓缓就位,标志着槽式发电1号机组镜场主体安装顺利完工。
  积累了槽式一号场区溢流罐运输和吊装的经验之后,建设者们对二号场区的溢流罐吊装动作提前准备,策划发运计划和大件运输路线,及时对照运输和吊装计划,仅用20天便完成了全部吊装,比一号场区节省近一半时间。

 
2020年10月22日,迪拜四期光热项目槽式二号场区9台溢流罐全部吊装就位。
2020年11月14日,迪拜光热项目2号槽式机组主厂房第一根钢结构成功吊装,标志着机组主体设备安装正式开始。
 
2020年12月10日,项目1号槽式机组首台熔盐储罐注水试验顺利通过。
  光伏项目的推进工作在2021年也取得了决定性进展。建设者们全力克服人手不足、电网审核严苛等困难,于10月12日实现倒送电一次成功,并最终获得并网许可。
2021年11月8日,光伏项目1号区首先并网成功,各项参数指标正常。
2021年6月7日,迪拜迎来51摄氏度最高气温,该气温在当地多年难遇。在此挑战下,槽式3号机组9台溢流罐吊装工作顺利完成,为后续施工创造有利条件。
  2022年2月3日,槽式项目的熔盐系统预热化盐工作正式启动。第一台槽式光热发电机组共计8个熔盐罐,熔盐熔化后全部进入四台冷盐罐。至11月13日预热化盐顺利结束时,总化盐量超17.8万吨。
  在长达9个多月的预热工作中,建设者们克服环境高温和化盐过程中的重重困难,既对预热系统进行启动许可和全程状态监视,又持续监视熔盐罐的各部分温度等诸多参数,有力保证了预热化盐工作的完成。
  自2022年三季度开始,项目现场开始全面进入冲刺阶段。目光所及之处,尽是项目人员匆忙的脚步、紧锁的眉头和激烈的讨论,所有人向着一个个阶段性目标铆足了劲。
2022年11月29日15时48分,槽式光热机组首次成功并网发电后,集控室内的建设者们一片欢呼雀跃。
  短短五年时间,库卓沙漠的腹地就出现了一片黄沙和蓝海相互交融的壮观景象。来自中国和世界各地的建设者们众志成城、同心协力,用智慧攻克技术壁垒,用脚步丈量这片沙漠,用他们的点点微光汇聚成万家灯火的绚丽光芒。

注:本文章转载自上海电气,不代表本网观点立场。

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