中國儲能網(wǎng)訊：中控德令哈10MW塔式熔融鹽太陽能熱發(fā)電站項(xiàng)目是我國首個投入運(yùn)行的以熔融鹽為傳熱和儲熱介質(zhì)的塔式項(xiàng)目，也是繼西班牙Gemasolar、美國Crescent Dunes之后全球第三座商業(yè)化運(yùn)行的熔融鹽塔式電站。該電站是浙江中控在水工質(zhì)塔式太陽能熱發(fā)電站的基礎(chǔ)上改造而來的，將水工質(zhì)替換為主要通過雙儲罐結(jié)構(gòu)，以二元硝酸鹽作為吸熱、儲熱介質(zhì)，利用大規(guī)模定日鏡場收集太陽能，將熔融鹽加熱并進(jìn)行儲存，再根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度指令，利用熔鹽與水熱交換后產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，由于帶有儲能系統(tǒng)，因而可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、可調(diào)度的電力輸出。目前，該電站已連續(xù)運(yùn)行了9個多月，運(yùn)行的情況如何？遇到了哪些問題？是如何解決？該電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)給中控德令哈50MW示范項(xiàng)目的建設(shè)又帶來了哪些有益的鋪墊？為此，國家太陽能光熱聯(lián)盟記者對浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長金建祥進(jìn)行了專訪。
太陽能光熱聯(lián)盟：金總您好！請您簡單介紹一下中控德令哈10MW熔融鹽塔式電站的運(yùn)行情況。在運(yùn)行過程中有沒有遇到一些問題？如果有，又是如何解決的呢？
金建祥：中控德令哈10MW熔融鹽塔式電站自2016年8月20日并網(wǎng)發(fā)電至今，系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行9個月了，所有可發(fā)電的天均正常發(fā)電，發(fā)電量與軟件設(shè)計(jì)偏差小于3-5%；關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行參數(shù)達(dá)設(shè)計(jì)值，吸熱器出口熔融鹽溫度565℃，熔融鹽換熱器出口蒸汽參數(shù)9MPa，510℃。電力品質(zhì)與火電相當(dāng)，總體光電效率高于原來的水工質(zhì)傳熱儲熱系統(tǒng)；并且隨著儲熱容量加大和運(yùn)營方式優(yōu)化，可減少多云天對汽輪機(jī)負(fù)荷的影響。
電站在運(yùn)行過程中，遇到了兩個關(guān)鍵問題：一是吸熱器預(yù)熱時光斑不均勻，導(dǎo)致部分吸熱管無法預(yù)熱到設(shè)定溫度，致使在進(jìn)鹽過程中很容易造成熔融鹽堵塞管道的情況，這對吸熱器存在熱沖擊的風(fēng)險。我們的技術(shù)人員根據(jù)紅外熱像儀對吸熱器進(jìn)行實(shí)時溫度監(jiān)控，優(yōu)化預(yù)熱階段的光斑控制算法。優(yōu)化后光斑在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，效果良好。
第二個問題是吸熱器在進(jìn)鹽過程中不可避免的會發(fā)生堵管現(xiàn)象，尤其是在西北地區(qū)低溫大風(fēng)的冬季。我們的解決措施是：1. 優(yōu)化預(yù)熱、進(jìn)鹽及疏鹽策略，降低堵管概率；2. 增加堵管自動判斷及處理程序，自動識別堵管區(qū)域并針對性調(diào)整預(yù)熱方案；3. 對吸熱器保溫進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。
太陽能光熱聯(lián)盟：金總您好！請您簡單介紹一下中控德令哈10MW熔融鹽塔式電站的運(yùn)行情況。在運(yùn)行過程中有沒有遇到一些問題？如果有，又是如何解決的呢？
金建祥：儲熱是太陽能熱發(fā)電區(qū)別于其他清潔能源最大的優(yōu)勢。即使同為太陽能光熱電站，是否帶有儲能導(dǎo)致的運(yùn)行效果也完全不同。
如果太陽能光熱電站沒有儲能，直接由吸熱器傳熱換熱產(chǎn)生蒸汽去推動汽輪機(jī)發(fā)電，雖然系統(tǒng)較為簡單，但發(fā)電穩(wěn)定性差，負(fù)荷不可調(diào)。而帶有儲能太陽能光熱電站可實(shí)現(xiàn)太陽能熱轉(zhuǎn)換與熱電轉(zhuǎn)換完全分離，發(fā)電不受陽光變化波動影響，發(fā)電連續(xù)、穩(wěn)定，并可根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度指令隨時調(diào)節(jié)發(fā)電功率，其調(diào)節(jié)速度遠(yuǎn)快于一般火電。
我們德令哈10MW的塔式電站儲能時長為兩小時，這就意味著該電站即使在完全沒有陽光的情況下仍可以保證汽輪機(jī)滿負(fù)荷發(fā)電兩小時。如果需要延長儲能時間，也只要適當(dāng)擴(kuò)大鏡場，增加熔融鹽用量，就可以很方便地實(shí)現(xiàn)。另外，日溫降2～4℃，日儲能損失小于0.7%的參數(shù)意味著該熔鹽儲熱系統(tǒng)保溫性能優(yōu)良。如果儲能作為用電晚高峰調(diào)峰之用，則儲能損失將小于0.2%。如果用電池來儲能，其充放電的能量損失大于10%。使用熔融鹽儲能的損失遠(yuǎn)小于電池儲能，同時熔鹽的使用壽命也遠(yuǎn)比電池要長。所以，在規(guī)模一定情況下，儲能時間越長度電成本越低，度電成本最多可以降低三毛錢左右。儲能時間一般大于15個小時就可以成為基荷電源了，可以實(shí)現(xiàn)24小時連續(xù)發(fā)電。
我們的技術(shù)人員通過采集德令哈10MW熔融鹽儲能電站的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，并與鉛酸電池、鋰電池等儲能對比后發(fā)現(xiàn)：熔融鹽介質(zhì)具有無污染、成本低、不衰減（不受循環(huán)次數(shù)限制）、安全性及可靠性高等優(yōu)勢。以熔融鹽為介質(zhì)的儲能技術(shù)是目前的主流技術(shù)，增加儲能系統(tǒng)雖然會增加電站的總投資，但也會明顯增加電站的發(fā)電時間，大幅度提高發(fā)電量，因此度電成本反而會明顯下降，這與人們的直覺剛好相反。所以，我們說太陽能熱儲能優(yōu)勢突出，發(fā)展?jié)摿薮蟆?
太陽能光熱聯(lián)盟：中控10MW的電站配置了2小時儲能，那么，如果單塔容量達(dá)到100MW，儲能時長增加至15個小時，那技術(shù)跨度情況如何？
金建祥：通過中控德令哈這個10MW電站，在儲能方面，我們現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)足夠支撐儲能時間的長短。但是如果塔式電站的單塔容量達(dá)到100MW，設(shè)計(jì)15個小時的儲能，那跟兩個小時儲能技術(shù)難度是很不一樣的，因?yàn)?5小時儲能所需的鏡場面積差不多比2小時儲能容量的大一倍。我們知道，15小時儲能的100MW電站需要150萬平方米以上的反射面積，如此龐大的鏡場，對于定日鏡的跟蹤精度和吸熱器設(shè)計(jì)制造都相應(yīng)提出了很高的要求。而15個小時儲能的10MW電站也一般只需要15萬平方米的反射面積，對于定日鏡的跟蹤精度和吸熱器設(shè)計(jì)制造的要求就會低得多，相對容易滿足要求。
因此，我們中控太陽能下一步研究重點(diǎn)將是：1. 大規(guī)模熔鹽吸熱、儲熱、換熱技術(shù)及工程化；2. 可以進(jìn)行單塔大規(guī)模、高參數(shù)發(fā)電，以提高發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)性；3. 快速大范圍負(fù)荷動態(tài)適應(yīng)性太陽能發(fā)電系統(tǒng)及裝備優(yōu)化；4. 研究太陽能熱與光伏、風(fēng)電互補(bǔ)的混合發(fā)電技術(shù)。有了這些技術(shù)，不僅有益于我們自己的50MW示范項(xiàng)目建設(shè)，更能提升綜合利用太陽能這種清潔能源的能力。
