淺析槽式光熱發電工程建設及施工重點

韋佳+段明愛

【摘 要】太陽能光熱發電系統工作原理是先利用反射鏡將太陽的直接輻射能聚集在吸熱器上，加熱吸熱器中的吸熱介質，將光能轉化成熱能，再利用吸熱介質的熱能通過蒸汽發生系統產生高溫高壓蒸汽，利用高溫高壓蒸汽通過汽輪發電機組實現熱能到機械能再到電能的轉換。論文僅淺要分析槽式光熱發電項目在建設準備和施工階段需關注的重點，以供參考。

【Abstract】The working principle of solar thermal power generation system is to use a mirror to gather the solar radiation on the heat absorber， then the solar radiation heats the heat medium in heat absorber， converts light energy into heat， then using the heat of heat medium to produce high temperature and high pressure steam by the steam generating system， using high temperature and high pressure steam to realize the conversion of thermal energy to mechanical energy to electrical energy by turbo generator. This article only briefly analyzes the points needs to be attention in the construction preparation stagy and construction stagy of tank photothermal power generation project， for reference.

【關鍵詞】光熱發電；槽式 ；建設 ；施工重點

【Keywords】thermal power generation； trough； construction； construction priorities

【中圖分類號】TM615 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）12-0172-02

1 引言

太陽能光熱發電通常叫作聚光式太陽能發電，從熱力學原理上講，太陽能光熱發電站與常規熱力發電廠完全一樣。太陽能光熱發電按照聚集熱量方式的不同，主要分為槽式、塔式和碟式三種技術路線[1]。槽式太陽能光熱發電技術是目前實現商業化運行最多，且技術最成熟的太陽能光熱發電站系統。槽式太陽能光熱發電技術是采用“線聚焦”原理，利用大面積槽式拋物面形式的反射鏡將太陽光聚焦反射到集熱管上，并將集熱管內的傳熱工質加熱至高溫，利用其熱量加熱水產生蒸汽，推動常規汽輪機發電。

2 建設關注重點

2.1 廠址的太陽直接輻射資源情況

太陽法向直接輻射量（DNI）對光熱發電成本有較大的影響。根據國際可再生能源署（IRENA）的相關研究結論，DNI每增加100kWh/m2/a，發電成本下降約4.5%。因此，選擇廠址時，要高度重視直接輻射資源情況，盡可能將廠址選在直接輻射量高的區域。

目前我國能夠直接觀測太陽直接輻射的氣象站很少，致使太陽直接輻射資源觀測資料缺乏。目前的工程項目大多采用衛星數據庫數據，誤差較大。建議如下：

①建議太陽能資源豐富的地區政府主管部門，盡快在氣象站增設太陽直接輻射測量儀，開展直接輻射的測量工作，并為工程項目提供觀測數據。

②如果項目廠址具備條件，盡快建設太陽直接輻射測量站，開展直接輻射的測量工作。

2.2 工程項目用地

太陽能熱發電項目的占地面積的大小，決定于當地的太陽直接輻射強度、機組容量、聚光集熱方式和儲熱系統容量。

機組容量相同，太陽直接輻射強度越高，占地面積越小；儲熱系統容量越大，占地面積越大；塔式聚光集熱要比槽式聚光集熱占地面積大。

由于工程用地面積與多重因素有關，在申請用地面積前，一定要對機組的建設方案有初步研究，不能盲目確定用地面積。

2.3 工程項目用水

對于我國的太陽能熱發電項目，水資源是極其寶貴的，必須嚴格控制用水量。可采取以下節水措施：

①電廠水源盡可能采用地表水；

②汽輪機排氣冷卻應采用空冷系統；

③鏡面清洗盡可能采用干式清洗，如果采用水清洗，應將清洗水回收循環利用；

④可根據當地的氣象條件和反射鏡的具體情況，設置鏡面雨水收集系統。

2.4 輔助燃料和廠用電

對于配置儲熱系統的太陽能熱發電項目，輔助燃料并不參與運行調解，它的用途是機組啟動和吸熱、儲熱、換熱系統的防凝。

輔助燃料通常采用天然氣（管道輸送或罐車運送），也可以采用其他燃料。

在機組運行期間，廠用電應來自發電機出口端設置的廠用變壓器，而不應外購電力系統電力；在機組停運期間，可外購電力系統電力。

2.5 儲熱系統容量

太陽能熱發電的儲熱系統容量對機組的用地面積、年發電量和發電成本有重大影響，必須給予高度的重視。建議綜合以下因素，研究確定儲熱系統的容量：

①以上網電價最低為原則，通過系統優化確定儲熱系統容量。

②機組要承擔電力系統晚高峰負荷，則需要根據不同季節當地的日落情況和接入電網的晚高峰負荷的時間來確定儲熱系統容量；

③機組是否需要連續24小時發電，則需根據接入電網的負荷情況和機組各系統的配置情況綜合研究確定，儲熱系統的容量則需相應的調整。

2.6 工程投資和融資

由于工程造價高，在電價構成中，投資成本和融資成本的比重大，需要采取措施，嚴格控制。

①通過系統優化、招投標等措施，盡可能降低工程投資；

②可通過向國家政策性銀行申請低息貸款，降低工程項目的融資成本。

3 施工重點

①槽式光熱發電項目應建立起預先裝配車間，將鏡架與反射鏡進行工廠化裝配，對集熱管進行焊接。

②安裝現場裝設臨時防風護欄。

③從裝配車間到廣場運輸應采用專門運輸機械，運輸過程中應注意太陽灼燒保護，反射面應背對太陽光側。

④集熱器安裝時應采用專用機械進行，現場可靈活運行裝載機、汽車吊配平衡梁等方式進行吊裝作業。

4 結論

做好太陽能熱發電的區域發展規劃及施工指導工作。太陽能熱發電工程項目，具有自身系統復雜、占地面積大、與廠址外部資源關聯度高、工程施工周期長、投資額大的特點，因此，必須做好區域規劃方案。同時，在施工過程中要建立起質量檢驗規程，做好驗收及評價工作。

【參考文獻】

【1】余濤，余婕.光伏并網發電的研究進展[J].上海電力學院學報，2011（02）：46-48.endprint