以技术研发为核心,中电建中南院蓄势待发

时间:2017-11-10 09:48来源:国家光热联盟
  由于太阳能光热发电配置储热系统,机组可以在没有光照的条件下稳定发电,并可以根据电力系统负荷的变化情况调节机组的出力,可参与电网一次调频和二次调频;太阳能光热发电机组比燃煤机组的启停时间短、最低运行负荷低,具有更好的调峰性能。因此,在电力系统中可作为主力机组承担基本负荷,也可作为调峰机组承担高峰负荷。所以,实现我国能源替代和碳减排的战略目标,太阳能光热发电是能源行业必然的选择之一。作为“熟水懂电、擅规划设计、长工程承包、能投资运营”的中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司(下文简称中南院)专注于全厂性能优化与大规模储热系统技术研究,发力太阳能光热发电领域,积极参与国家首批太阳能热发电示范项目之中阳张家口察北能源有限公司熔盐槽式6.4万千瓦光热发电项目建设,蓄势待发。
  11月8日,国家太阳能光热产业技术创新战略联盟(下文简称国家光热联盟)秘书长杜凤丽一行到访中南院。中南院新能源工程设计院院长助理廖锷,热电室主任徐灿君等热发电相关人员参加了本次座谈交流会。
  首先,国家光热联盟秘书长杜凤丽一行参观了中南院的荣誉室,在工作人员的讲解下,熟悉了中南院在面向国内和国际两个市场中,在水电水利工程、新能源工程、水环境治理与生态保护工程、市政交通与建筑工程等四大行业;涵盖技术服务(含规划、勘测、设计、科研、咨询等),工程承包(含EPC、设备成套、岩土施工等),投资运营三大板块历年来所做的工作。
  随后的座谈交流会上,杜凤丽阐述了本次走访的目的。她说,国家光热联盟是在科技部等六部委的指导下成立的,作为产学研相结合的创新型组织,每一个成员单位对国家光热联盟以及整个行业的发展都起到了非常重要的作用。联盟高度重视每个成员单位,希望通过对联盟成员单位的走访,一方面可以加深了解;另一方面,听取需求和建议,以便为成员单位提供更加务实的服务,共同促进产业发展。
  创新引领行业发展,实力雄厚技术团队是基石
  中南院是具有综合甲级设计资质、综合甲级勘测资质、甲级咨询资质,拥有GB,GC,GD全类别6个等级的压力管道设计资质。其太阳能光热发电的技术团队主要集中在新能源工程设计院,新能源工程设计院涵盖资源分析、光电、热电、电气一次、二次、仪控、水工、结构、建筑、总图、道路、地质等科室和专业,总人数150多人,具备相当的设计实力。
  在软件配置上,光热技术团队利用SAM、CAESAR II、UE、FLUENT、PKPM,Midas,STAAD、木联能、火力发电经济性评价等专业软件;并自行开发了光热相关设备选型、计算程序,确保太阳能光热发电安全。
  以课题研究,主导业务发展
  中南院利用其在新能源领域的优势,重点研究槽式太阳能热发电站全厂性能优化方案、大规模储热系统等。中南院旨在通过进行各级课题研究,不断产生研究理论和成果,形成中南院在太阳能光热发电设计及优化区域细分的核心竞争力。中南院在太阳能光热发电领域目前的科研课题有:
  2016年,申报了中国电建集团光热发电的技术项目课题,项目依托中南院自有开发平台、横向合作等方面,逐步取得阶段性成果。 
  2017年,中国电建集团关于光热发电重大专项,中南院负责槽式太阳能光热发电部分研究工作。 
  2017年,中南院申报了湖南省科技课题开发项目,重点对储热系统进行研究。
  深研槽式太阳能热发电技术,专注全厂性能优化和大规模储热系统研究
  一、全厂性能优化研究
  在全厂性能优化研究方面,技术团队研究槽式太阳能热发电不同介质(导热油、熔盐)下,不同集热面积、不同储热时长下的度电成本;同时,通过计算多种汽轮机的发电效率,计算不同冷罐运行温度时全厂散热量,核算不同冷罐温度的发电量。 
  二、大规模储热系统研究
  中南院技术团队主要对储热罐进行以下三个方面的研究:
  1、对罐体安全稳定性研究
  储热罐的运行温度高,与常温工况相比,高温下罐体材料的许用应力急剧变小,罐体的柔度显著增大。储热罐运行时面临风、雪载荷,地震载荷和允许发生的地基沉降的外部因素,同时内部还存在泵的抽吸造成局部的扰动,需要对储热罐体稳定性进行理论核算。 
  2、罐体基础绝热研究
  储热罐底层基础散热不佳,引起高温储罐基础热量聚集、温度抬高,从而使得基础附近土壤的水分加速蒸发,土壤粘性和承载力下降,极易引起基础不均匀沉降问题。 
  3、罐体研究
  技术团队创新性地对罐体进行非稳态模拟,以预防罐体受热不均、泄露监控等意外发生。主要研究模拟罐体运行温度周向、高度的差异,模拟计算罐体散热量,模拟罐体温升过程。 
  厚积薄发,参与太阳能光热发电项目建设
  中南院在研究课题的基础上,积极参与太阳能光热发电示范性项目的建设。
  1、示范项目概况
  入选国家首批20个示范项目的中阳察北64MW太阳能光热发电示范项目,场址位于河北省张家口市察北管理区沙沟镇脑包底村,占地约4.15km2,场址区域年总直接辐射量为2279.6 kWh/m2,项目采用槽式反射膜聚光发电技术路线,设计安装1032个集热器组合,分为172个集热回路,集热面积为1054704 m2,储热时长为16h,装机容量为64MW,采用一次中间再热凝汽式机组。光热电站每年发电量为32003.5万kW·h,年利用小时数可达5001小时,容量因子为0.571 。
  2、项目进展
  2016年4月-12月进行可行性研究报告、评审;
  2017年3-5月,中南院进行地质详细勘察;
  2017年6月完成可研收口,并进行初步设计;
  2017年7月,中南院提出长周期设备采购技术文件;
  2017年8月至今,业主进行融资和设备采购中。
  访企情、问需求、解难题、送服务、促发展
  杜凤丽秘书长在认真听取了中南院发展历程和在太阳能光热领域的研究和工作后,表达了极高的赞赏:中南院默默耕耘,在太阳能热发电领域既立足技术研究,并同时成功参与首批太阳能热发电示范项目的建设,是其利用优势、多方发力、脚踏实地的结果。目前太阳能热发电产业和企业体量在整个可再生能源发电中相比较小,如何保障我们的项目成功投运,并不断降低成本,是实现产业突破的关键。但在产业发展的关键时期,不是某个单独企业所能推动的,更需要光热人团结协作,共同推动,把热发电的蛋糕不断做大,大家才能都有饭吃。
  中南院也表示将积极开展多方面交流合作,在联盟的主导和推动下,加强与产业链相关企事业单位的合作;同时,也倡导相关标准、规范的编制,在产业发展的起始阶段,以标准规范产业健康持续发展。
  中南院简介
  中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司始建于1949 年,总部位于湖南省长沙市,是世界五百强企业中国电力建设集团有限公司的重要成员企业。中南院注册资本7.5 亿元,具有工程设计综合甲级和工程勘察、工程咨询、工程监理、环境影响评价等16 项 甲级证书,同时拥有对外承包工程资格证书等多项其它资质。现有在职职工2500 余人,其中,享受国务院政府特殊津贴的专家11 人,教授级高级工程师409 人,拥有2 位省级勘察设计大师,并曾经培养了2 位中国工程院院士。多年来,中南院参与了国内外众多清洁能源、水资源及基础设施的建设。承担了包括龙滩水电站(4900MW), 向家坝水电站(6400MW)等一批具有国际顶尖技术水平的大中型水电站勘察设计。自1996年以来,中南院连续位居“中国勘测设计单位综合实力百强”、“中国工程设计企业60 强”、“中国承包商及工程设计企业”前列,先后荣获国家科技进步奖21 项,国家优秀工程设计和优秀工程勘察金奖7 项,银奖3项,FIDIC(国际咨询工程师联合会)百年重大土木工程优秀奖1项, 国家质量银奖1项,湖南省省长质量奖1项。

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