11月6日,2025熔鹽儲能商業化發展論壇在新疆鄯善召開,浙江可勝技術股份有限公司(簡稱:可勝技術)研發副總裁兼副總工程師宓霄凌出席會議并作《三塔一機大型光熱電站的熔鹽儲能系統設計優化》的主題報告。

圖:宓霄凌
350MW三塔一機大型光熱發電項目
宓霄凌首先介紹了可勝技術格爾木350MW塔式光熱發電項目的相關情況。
該項目是全球單體規模最大光熱電站,納入了青海省2024年光熱發電示范(試點)項目,廠址位于青海省海西州格爾木市烏圖美仁光伏光熱產業園區。
據宓霄凌介紹,項目典型年DNI值1916kWh/㎡,海拔高度約2800m,單臺汽輪機350MW,聚光集熱系統將采用三塔布置方案,鏡場面積共330萬㎡,單座鏡場反射面積110萬㎡,單臺吸熱器額定功率520MWt,儲熱時長14h,熔鹽量10.7萬噸。項目設計年發電量約9.6億kWh,減排二氧化碳約60萬噸/年。
2025年10月16日,該項目正式開工建設。


截至11月20日,該項目三座吸熱塔基礎混凝土澆筑全部完成,順利實現三座吸熱塔基礎“出零米”目標。
據宓霄凌介紹,格爾木350MW項目采用三塔一機技術,即三座鏡場集熱,并鹽后共用一臺汽輪機;采用可勝技術第四代37㎡高精度、高可靠性智能定日鏡;鏡場總反射面積約330萬㎡,與全球已投運單機最大的鏡場(迪拜100MW項目175萬㎡)相比,反射面積是該項目的1.89倍;鏡場控制規模8.9萬臺定日鏡,控制系統規模達到全球第一。
從投資成本及度電成本來看,格爾木350MW項目的度電成本約0.55元/kWh,顯著低于100MW級的光熱項目。

表:格爾木350MW項目與典型100MW項目經濟性參數對比
宓霄凌表示,自首批光熱示范項目至今,我國光熱發電度電成本下降超50%,目前光熱發電正朝著大容量、低成本、智能化方向發展。
350MW項目熔鹽儲能系統設計優化
不光鏡場全球最大,格爾木350MW塔式光熱發電項目也是目前全球儲熱規模最大的光熱項目。
據宓霄凌介紹,格爾木350MW項目儲能時長為14小時,儲熱容量約10.6GWht,采用4套儲罐儲熱,熔鹽設計總量約10.7萬噸。
與目前全球儲熱容量最大的塔式光熱電站相比(智利Atacama110MW光熱項目),格爾木350MW項目的儲熱容量是該項目的2.5倍以上。
基于多年實戰所積累的經驗,目前在350MW儲熱系統建設中可勝技術主要將采用兩項創新技術:
創新技術一:冷、熱熔鹽儲罐將采用可勝技術首創的低位罐方案,降低不可用鹽量和長軸熔鹽泵難度。

先來看看常規方案存在的幾個主要問題:
1、熔鹽泵通常采用立式液下泵,100MW級熔鹽儲能系統的熔鹽泵軸長可達18m,設計、制造和檢修維護難度大,可靠性低;
2、國家第一批光熱示范項目熔鹽泵大多采用知名進口品牌,普遍存在振動大、運行穩定性差等問題;
3、熔鹽泵的安裝方式導致:儲罐不可用鹽量比例高達14%~18%,影響儲熱系統經濟性。
宓霄凌表示,熔鹽泵的結構形式導致了其可靠性差和儲熱系統利用率低的問題,制約了熔鹽儲能技術的發展。
而應用可勝技術低位罐解決方案則可實現熔鹽泵軸長與儲罐高度的解耦,泵軸長大幅縮短、可靠性大幅提高,具體原理如下:

技術特點:
1、低位罐解決方案大幅縮短了熔鹽泵軸長,解決了熔鹽泵因軸長過長帶來的可靠性差、檢修維護困難的問題;
2、通過低位罐帶壓運行的方式,運行過程中僅需調節低位罐氣相壓力,避免了對連接管道上熔鹽閥門的頻繁調節,提高了低位罐運行可靠性;
3、通過在連接管道上設置安全保障系統,保證了低位罐的運行安全性和檢修安全。

目前,該項創新技術已在浙江湖州熔鹽儲能新技術示范平臺(見上圖)完成了小試驗證,試驗結果表明,低位罐解決方案具有控制簡單、運行平穩的特性,具備工程可行性。
同時,該方案在今年5月份投運的金塔多能互補基地項目10萬千瓦光熱項目中也成功實現首次商業化應用,液位自動控制平穩,短軸泵振動0.3mm/s,指標優秀,且還為項目節約1200t熔鹽。
此外,采用低位罐解決方案后還可降低熔鹽儲熱系統設備投資、建設、檢修和維護成本(詳見下表)。

綜合來看,該項創新技術經濟性顯著,具體體現如下:
1、鹽量減少,儲罐尺寸減小,儲罐和熔鹽成本降低;
2、熔鹽泵軸長縮短,熔鹽泵采購和檢修成本降低;
3、熔鹽泵平臺高度降低,土建成本更低;
4、熔鹽泵平臺位于地面附近,檢修、維護成本降低;
宓霄凌透露,就350MW項目熔鹽儲能系統成本做一個評估的話,采用了低位罐短軸泵方案之后,整個項目的總投資降低了大概1.5個億,整個儲熱系統綜合成本降低了大概12%。
創新技術二:采用可勝專利技術的分布式儲熱系統方案。
據宓霄凌介紹,三塔一機大型光熱發電項目儲熱系統主要有以下設計難點:
1、鏡場規模較大,需采用多塔設計方案。汽輪機組居中布置,則每個吸熱塔到汽輪機組的直線距離將達到1500m,要將吸熱器收集的能量輸送至汽輪發電機組將需經過長達2000m~3000m的長距離輸送管道;
2、長距離的管道輸送系統,管道工程費用高昂;
3、熔鹽管道沿程阻力大(按照常規設計管道沿程阻力將高達3~4MPa),進而導致熔鹽泵揚程增加160~200m,熔鹽泵尤其是冷鹽泵的設備選型難度大。
經過對多個方案優化比較之后,可勝技術最終選擇整個采用分散布置的思路,即熔鹽儲熱系統分散布置在各個鏡場中心和動力島(見下圖)。

對此宓霄凌解釋如下,采用該方案后:
1、消除了長距離熔鹽輸送對吸熱系統啟動的延時影響,提高了吸熱系統運行靈活性;
2、優化了熔鹽儲能系統配置,能量調度更加靈活,提高了熔鹽儲能系統抗風險能力;
3、長距離熔鹽輸送管道設計優化,儲熱系統綜合成本降低約10%(經估算350MW項目大概可節約上億費用)。
關于浙江可勝技術股份有限公司:
可勝技術成立于2010年(前身中控太陽能),總部坐落于浙江杭州,是一家專業從事太陽能光熱發電和熔鹽儲能技術研究及產業化推廣的國家高新技術企業。
在光熱領域深耕15年的可勝技術堅持自主創新,掌握具有自主知識產權的全流程核心技術與關鍵裝備,目前已經申請了有439項專利(含310項發明專利),參與編制標準42項(其中牽頭編制IEC國際標準2項,牽頭編制國家標準5項)。
目前,由可勝技術參建開發的光熱項目裝機已達1710MW,市場占有率全國第一。
2025年以來,已有金塔中光太陽能“光熱+光伏”試點項目、浙火吐魯番100MW光熱項目、三峽青豫直流100MW光熱項目、國電投吐魯番100MW光熱項目成功投運。

圖:金塔中光項目

圖:浙火吐魯番項目

圖:三峽青豫直流項目

圖:國電投吐魯番項目
