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        2. 馬云青:阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路建設和運維經驗
          來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 5292查看 | 2017-01-06 14:25:00    
            CSPPLAZA光熱發電網訊:2016年12月28日~30日,中國光熱示范電站開發領導者峰會暨CSPPLAZA2017新年匯在甘肅敦煌盛大召開,天津濱海光熱發電投資有限公司CEO馬云青就甘肅阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路的建設和運維作專題分享。

            馬云青在演講中表示,做該試驗平臺的關鍵問題是熔鹽槽式技術如何打通,并從四個方面對該問題進行了闡述,第一是熔鹽槽式技術的經驗反饋;第二是光熱發電技術的經濟安全和可持續性問題;第三是國際合作和項目管理;第四是國產化的步驟和策略。

            馬云青在演講中特別強調了光熱產業要想取得長足發展,一定要推動國產化的進展。他表示,試驗回路系統設計非常精密,所需設備、部件數量很大,而在排鹽、回路波動以及節省冷泵能耗等一些關鍵問題上,國產化卻無法實現。中國企業應在技術含量要求較高的設備部件上付出更多努力。

            馬云青還強調,一項技術的發展應與人類的發展相容相符,否則,這項技術是無用的。阿克塞800米熔鹽槽式試驗回路的建設開發已初步證明槽式高溫熔鹽技術是可行的,克服了開發項目之初的兩大顧慮,即該技術能否經受低溫情況下的凍結問題以及槽式熔鹽的安全性問題。


          更多內容,請閱讀下面刊出的馬云青的演講全文(注:本文根據速記和錄音資料整理,文章內容未經演講者本人審閱):

            非常感謝大家,讓我有機會介紹實驗平臺的一些經驗,這些經驗不成熟,提出的觀點也未必正確,不管怎么樣貢獻出來請大家批評指正,改進下一步的工作。

            要做測試平臺,熔鹽槽式如何打通是關鍵問題。在做這個問題的時候有很多想法,下面一一來講。第一是經驗反饋的問題;第二是光熱發電的技術經濟安全和可持續性問題;第三是關于國際合作和項目管理;第四是國產化的步驟和策略,國產化重點突破的項目。

            初步結論:槽式高溫熔鹽技術是可行的。過去有很多這方面的顧慮,主要的顧慮是兩個方面,一是它能不能夠經受低溫情況下的凍結問題,這是最大的問題;第二是槽式熔鹽有沒有安全問題,后面是經濟性考量。

            槽式熔鹽的一次投資比較高,但是降低造價的空間還是比較大。槽式熔鹽長期來看安全可靠,但是不能低估運行當中的風險,槽式熔鹽是可持續發展的新能源,同時具有很大創新空間。引進吸收消化創新的特點是非常大,今天討論的問題中大家都提到了各自的特點和能力,我們是新公司,我們這方面能力不夠,但是投資者敢于投,在這種情況下鼓勵大家努力去做。

            一個啟示,剛才也談到了,分包采購應該在技術整合上下工夫,分包采購像光場、儲熱換熱和發電機組再加上DCS,這四個方面工作是要在整合上下工夫,為什么要找總體院,為什么要找一個國內設計院做總包,就是為了整合方面要做無縫的連接,任何一個有縫的連接對工程都是災難,我們搞核電時間比較長,在這些問題上有一點疏忽就會造成很大的麻煩。感覺到從我們角度來講能力不夠,就只好要小心。

            第二個方面新能源項目大包采購管理中間是接口關系,接口管不好項目是做不好的,在這方面已經有很多證明,特別是核電證明的特別清楚。

            第三個方面,設計理念,從設計方面也要進行轉型跟與時俱進的要求,西北院是我們總包院,它要做很多適應性設計,還要獨立的進行BOT和發電機組的設計。但是在儲熱換熱的方面我很贊成王志峰老師的意見,就是要有化工方面的專家,現在都提到熔鹽問題,我感覺到我們新熔鹽進入的時候要考慮幾個問題,第一它要適應很多的事情,第一適應熔鹽管,管材要適應;第二要適應各種管道,也要適應熔鹽閥門,也要適應熔鹽泵,這些問題上缺一不可。如果認為我的鹽是從指標來講很不錯,這是遠遠不夠的,必須要把問題一塊進行解決。

            第四個方面,國產化是降低造價的關鍵,我們買了熔鹽管、集熱管,也買了很多泵和閥門,總的加起來這部分的資金不到10%多一點,三四億人民幣,但是在國內大宗材料方面那是很花錢的,特別是懸臂、大量的電纜,這么大的光場、這么大的地方,特別是塔式這么大的光場,而且要兩軸運轉的鏡子,這需要多少鏡子啊,在這方面的創新和降低價格都是非常重要的。

            第五個方面熔鹽作為導熱的介質具有高效性,但是要預防安全上的風險問題。

            實驗平臺簡單介紹,實驗回路組成是集熱場,我們搞一個800米,換熱器現在的蒸汽測定的數值能夠生產1180千瓦的蒸汽,最大的流量是2.45噸每小時,熔鹽最大流量是8.12立方米每小時,儲熱15小時,汽輪機發電機選擇比較低只有200千瓦,現在不敢熱發電,發出來的電很多。從9月11日投入運行到現在,回路已經運行110天,可以24小時運行,蒸氣發生器運行了一個星期就停下來了,因為花錢太多了,知道它的性能就可以了,到現在為止沒有發生重大的設備事故,阿克塞回路的溫度出口可以達到550度,進口溫度200多,儲熱換熱器性能良好,初步獲得的數據是符合設計的預期。

            實驗平臺,總體布置是在最右方的發電機廠房,比較高的臺架是換熱器,再往前面的罐子是儲熱器,這邊是光場,光場800米回路為兩排,每排400米,如圖,儲熱,儲熱跟光場之間的關系大家也看到了,這邊是熱交換機跟儲熱的關系和發電機組的關系、換熱跟儲熱罐之間的關系,大家后天去參觀的時候可以看到。

            我們做實驗平臺的目的主要是技術方面、經濟方面、安全風險和可持續性的問題。技術方面應當說是可行的,當然后面也有一些問題,最大的問題是提高汽輪機的效率,在有一篇文章中看到西班牙的專家提出,我們國家在申報太陽能熱發電效率問題,我們講的比較高,當時報的是21%,光對電的效率是21%,還有更高或者更低的。總的來看這個數字是要確切要驗證的,盡管我們的熔鹽是550、制造出來的蒸汽530度,但是汽輪機的效率很低,國內汽輪機效率達到42%已經很不錯了,孫銳院長主持跟國外討論了幾次汽輪機的效率問題,最好的是45%這樣的情況。

            一定要解決這件事,如果前面把光場的效率提高1%費很大的勁,結果吃掉了這么多,到底從哪解決問題呢?當然要從最后的汽輪機、發電機,不然很麻煩,這是非常重要的體會。

            第二方面最重要得到什么啟示呢?為什么要搞一個回路呢?因為回路是非常精密的回路,所需要的設備、部件數量又大,而且設計非常的精密,比如旋轉接頭、軟管、伴熱、熔鹽在檢修的情況下排鹽的問題,還有整個回路的波動問題,怎么節省冷泵能耗的問題,這都是很重要的問題,恰恰在這個問題上國內做的是不夠的,在這種情況下國產化就無法實現。很小又很精密,咱們也經常做集熱管、反射鏡,但是我剛剛說的這幾個在槽式熔鹽中應該付出更多的努力,技術含量很高,但是能夠努力的廠家還不算太多。

            社會效益來講,社會效益很好,因為它使用的土地是戈壁和荒漠,當然內蒙有一些牧場等等,但是最重要往西部走都是戈壁和荒漠,所以社會效益比較好,但是一定要加速國產化,推動國產化的進展。

            安全和風險問題,安全問題是人身安全和設備安全,風險是運行的風險,這幾點上存在著一些問題。

            從持續發展來說,這些地區最差的是兩個,第一是缺少人才,如果是建設一個500兆瓦要十個機組,需要的技術人員是很多的,在甘肅都是從外地招聘的,本地的人是待不住的,在當地扎根的話很難,這個地方水很少,當然國家要求一定要空冷,空冷很好,但是空冷耗電效率要降低,一定給國內搞制造業提出了非常嚴肅的問題,能不用水發電嗎?而且可以提高嗎?如果不解決這個問題,在大力發展光熱發電的時候還依靠蒸汽發電那是無法持續的。

            關于儲能的問題,儲能是初步設計的一個方面,如果儲能從5小時儲能往下走的時候主要的拐點在15小時,這是最好的位置,為什么選15小時呢?在15小時可以有17.9公分做一個鋪墊,但是這是歐洲的設計,在國內來講,還要繼續再看。關于可持續性的問題,利用的優點和資源是無限的,土地也是無限的,同樣的功率機組塔式和菲涅爾式占地面積比較小,太陽熱的損失也比較小,冷泵啟動次數比較少,一年365天都在轉,主要的缺點是不間斷運行,如果長時間無人照顧要有額外的儲熱,熱場部件比較多、對伴熱和保溫要求比較高等等,這是主要問題。


            談到經濟問題的時候,怎么來看待這件事,要說50兆瓦、5萬千瓦的電站花20億人民幣,那么每千瓦的造價就不得了了。核電每千瓦造價才一萬多元,光熱做起來20億,一千瓦是四萬,跟光伏和風電比起來更不行了,我們覺得不公平,因為和發電不掛鉤,這樣我們采取國際使用的方法,發了多少電就投資多少錢,就是這個公式,然后把它折現,凈折現以后下面的公式,建成的這片投資,在多少年里邊用了多少運行跟維護的費用,也把它折現,折現到歷年的投資中去,公式做減法等于0,T就是回報率,前面都是賠錢,到這一年才開始有一些回報。


            所有的這些費用都折在電價中,這樣就可以跟很多的電力進行比擬,和風電和光伏都可以比擬,槽式和塔式、菲涅爾式都可以比了。這種情況下,我們要找一個比較公平的確定造價的基準參數。現在也在研究怎么達到這個結果,國家給1.15元,發電是兩億五千瓦每年。


            另外一個點是關于社會效益的問題,評價一個技術重要的原則就是與人類的發展要相融相符,如果跟人類的生活需求不相符、不相融的話,這個技術是無用的,說得天花亂墜也不行。


            槽式熔鹽鋼鐵沒有別的,玻璃可以熔化、鋼鐵可以再煉,實在不行也可以當做肥料嘛,這些都不成問題,這是它最大的特點,我光說槽式熔鹽了,塔式也是一樣的,但是油的稍微差一些。總的算下來如果可以達到五千小時,一年兩億五千萬度電,占地面積方面,50兆瓦的槽式熔鹽發電肯定下來的數字就是2.5平方公里,每平方公里的產值是一億度電,按照1.15元電價,就是每平方公里的產值是一億一千五百萬,給了這么一個結果各方面都要朝這個方向努力。


            儲能和電價和發電投資的關系,儲能是非常非常重要的投資跟占地的參數,我把5小時儲能都當做1(100%),如果儲能7.5小時就降到0.94GW,再往十個小時0.933,再可以降低到百分之十幾,但是發電量如果是5小時儲能是100的話,往上走儲能是113、139、165,如果在5小時造價我也把它變成100%的話,后來到了15小時是175。所以儲能很關鍵,儲能對增加發電量都有好處,但是造價一定會更加高。


            今天上午在講首航節能工作的時候也是一樣,它占地這么大的光場,在不同的方向上一半的光是用不上的。所以必須占很大的地,才能保證儲能的要求,這是可以理解的。后面兩項計算是根據實驗回路現在所花錢而推算出來的,跟風能和光伏比較大家也知道了,不贅述了,風能、光伏發電是多少,雖然看起來造價比它高得多,但是每年還錢會比較快,三四倍的還錢。


            跟風能光伏的比較,我的數字可能不對,因為數字特點多,關于風能的造價,槽式熔鹽它在50兆瓦情況下大概是8塊錢,風電造價是0.66元,光伏是7毛錢,所以差距比較大,但是跟造價比較起來沒有很大的差別,用平準化的電價來算就不差這么多,但是要用單位千瓦造價就差的很多,上百倍!


            槽式熔鹽有沒有安全問題?我覺得槽式熔鹽有兩個問題需要關注,在高溫的情況下在400度以下不會有什么問題,400到550度之間部分有任何組份的分解,50兆瓦的15小時儲能用三萬噸熔鹽,這里邊某些含量,氯的含量是千分之一、亞硝酸鹽的含量千分之幾,累加起來就不得了,還有氧化硫這就不得了,總的來看這些問題是比較重要的,一定不能在過程中有組份的分解,如果有的話一定是注鹽之前把它消除掉,孫院長也談論過,到底怎么做合適還需要研究,否則的話熔鹽錘是很厲害的,會砸管,因為要分解嘛。


            熔鹽罐不是靜態而是動態的,有鹽進來還有鹽出去,所以罐子的高凈比要做的非常適合,熔鹽罐容積不要超過兩萬噸我感覺比較合適,如果超出會有危險,既然這么高的罐子一晃很容易把焊口裂開,那個時候熔鹽不得了,有滲漏不要緊,但是要焊縫斷裂就不是小事了,這是比較嚴重的問題,所以也存在著安全問題,所以安全問題很重要。


            阿基米德沒有關于熔鹽罐的設計標準,為什么找德國的林德呢?因為他們做的工作有自己的標準。


            關于其他的方面都是風險等等,關鍵部件重要的地方壞了,任何的地方壞了,必須要排險,為什么做800米回路要把所有的部件都要考驗,到現在運行110天,如果整個工作堅持到明年3月份,冬天低溫的時間過去數據會更好一些,到那時候再交流。


            項目管理的重要性,現在大家對項目管理都是特別重視,項目管理著力點是接口,重要的問題是程序,要嚴格的按照程序來做,如果沒有非常好的程序,來了以后耍聰明,見招拆招,我們的管理上常常是這樣,出了問題這個招、那個招,就是找不到程序如何去處理。所以緊急的情況下常常出現這種情況,這并不是非常有利的。現在需要一定要BOT的項目管理人員要培養,國內剛剛開始,如果不去花力氣培養好的項目管理人員,項目失敗的機會也很大,這是我們的經驗反饋,國際合作剛剛已經講了不想贅述了。


            牛頓說過,如果我比別人看的更遠一些,那是因為我站在巨人的肩膀上,西北院是巨人我就站在你的肩膀上,實在不行就是阿基米德、林德,你比我強嗎,我看的遠一些,干嗎學武大郎呢?這就是現在所做的工作和事情,下面都是集熱管、扭矩管這些很多了,槽式熔鹽在中國是可行的也是可以大規模建設的,安全的風險也是可控的,光伏和風電比平準化來衡量具有較大競爭力,降低造價的可能性大,而且可以調峰,10到20分鐘內可以做到,適宜在荒原戈壁發展,但是還是需要對發電機進行創新,提高效率,節省用水,謝謝!

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