中國儲能網(wǎng)訊:吸熱器是塔式光熱電站最關(guān)鍵的核心裝備,其制造技術(shù)和工藝難度較大,目前全球范圍內(nèi)擁有塔式吸熱器的設(shè)計(jì)制造技術(shù)能力的企業(yè)較少,擁有實(shí)際項(xiàng)目供貨業(yè)績的廠商主要包括美國Babcock & Wilcox、Pratt & Whitney、Riley Power、西班牙Sener、比利時(shí)CMI和中國的杭鍋等。
中國光熱發(fā)電示范項(xiàng)目即將集中啟動建設(shè),塔式項(xiàng)目在裝機(jī)規(guī)模上有望與槽式項(xiàng)目比肩。對塔式項(xiàng)目開發(fā)而言,如何采購高可靠性的吸熱器將是其面臨的一大問題。CMI能源集團(tuán)是其中一家較早涉足塔式吸熱器研發(fā)制造的企業(yè),著眼于即將爆發(fā)的中國市場,其正逐步推進(jìn)在中國的市場拓展。日前,筆者記者專訪了CMI能源集團(tuán)太陽能公司副總裁Michel Lalmand。
筆者:作為一家工業(yè)鍋爐廠商,CMI是于2008年與Abengoa達(dá)成合作,才進(jìn)入光熱發(fā)電領(lǐng)域的嗎?
Michel Lalmand:是的,CMI于2008年開始應(yīng)全球太陽光熱發(fā)電領(lǐng)軍公司Abengoa的邀請,開始開發(fā)一種太陽能光熱發(fā)電用塔式吸熱器,用于直接產(chǎn)生過熱蒸汽。
圖:南非Khi solar one電站
筆者:是哪方面的專長和經(jīng)驗(yàn),吸引了Abengoa選擇與CMI合作研發(fā)塔式吸熱器?
Michel Lalmand:因?yàn)镃MI在鍋爐設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)實(shí)力。
筆者:CMI與Abengoa的合作主要涵蓋哪些方面?
Michel Lalmand:與Abengoa的合作主要就是塔式吸熱器的設(shè)計(jì)、研發(fā)制造。我們最初是從直接蒸汽吸熱器的生產(chǎn)開始的,2014年,合作范圍擴(kuò)大到熔鹽式吸熱器。
筆者:請簡單介紹下外置式吸熱器和腔式吸熱器的對比?
Michel Lalmand:腔式吸熱器因其熱輻射損失較低,在同樣的吸熱器面積下,效率相對會更高一些,但外置式吸熱器的熱通量更高。兩者各有優(yōu)勢。
筆者:PS50吸熱器是CMI研發(fā)的首款吸熱器嗎?我們了解到,這是一種三腔式結(jié)構(gòu)的吸熱器,已在南非Khi Solar One電站上得到首次應(yīng)用,可直接產(chǎn)出500°C以上的過熱蒸汽。
Michel Lalmand:PS50確實(shí)是CMI的首款吸熱器,是按照Abengoa的技術(shù)要求設(shè)計(jì)的。這實(shí)際上是生產(chǎn)高壓過熱蒸汽(130 bar,530°C)的理念實(shí)踐,這款吸熱器在南非的Khi Solar One項(xiàng)目上得以應(yīng)用。
筆者:相對于傳統(tǒng)的飽和蒸汽吸熱器,這是否可以稱之為塔式水工質(zhì)吸熱器的一項(xiàng)里程碑式的突破?
Michel Lalmand:是的,它相對傳統(tǒng)的高效蒸汽循環(huán)而言是一個(gè)突破。
筆者:除了PS50,CMI研發(fā)的水工質(zhì)吸熱器還有其它什么型號的產(chǎn)品?在PS50基礎(chǔ)上有何改進(jìn)和提升?
Michel Lalmand:PS50吸熱器之后,CMI幫助Abengoa Solar繼續(xù)提高直接蒸汽式塔式光熱發(fā)電技術(shù)的競爭力。CMI隨后開發(fā)了百兆瓦級的吸熱器,該吸熱器在4個(gè)方面得到了優(yōu)化:規(guī)模效應(yīng);更高壓力和更高溫度(180bar, 580°C)的蒸汽循環(huán),提高了系統(tǒng)效率;通過提高熱通量減小吸熱器的尺寸;采用了新型外置式吸熱器設(shè)計(jì),而非腔式吸熱器。
筆者:MSSR-630熔鹽吸熱器是CMI研發(fā)的首款熔鹽吸熱器嗎?其將應(yīng)用于智利Atacama塔式熔鹽電站,從開始開發(fā)該款吸熱器到完成,耗時(shí)多久?
Michel Lalmand:MSSR-630MWth熔鹽吸熱器是CMI按照Abengoa公司技術(shù)要求開發(fā)的首個(gè)熔鹽式太陽能吸熱器。這款吸熱器的開發(fā)工作是2014年2月開始的,應(yīng)Abengoa Solar公司的需要,并按照Abengoa公司的技術(shù)要求開發(fā)的。同年5月由Abengoa太陽能公司的專家們對設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面評審,并由此在2014年7月成功拿到了智利Atacama1項(xiàng)目的合同。該吸熱器目前已部分交貨,現(xiàn)場安裝已在2015年8月開始。
設(shè)計(jì)開發(fā)工作之所以如此快速得益于以下因素的結(jié)合:Abengoa在塔式太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)和運(yùn)營方面的技術(shù)專長;CMI能夠最大限度地發(fā)揮外置式吸熱器方面的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢,以及在熔鹽新材料的應(yīng)用方面的初步研發(fā)成果。
筆者:開發(fā)這款熔鹽吸熱器攻克的技術(shù)難點(diǎn)主要有哪些?
Michel Lalmand:主要難題是為管板和管道選擇最合適的材料??紤]到熔鹽的高溫和強(qiáng)腐蝕性,我們使用了鎳合金,這種材料以往從未在鍋爐設(shè)計(jì)中使用過,所以,基本沒有可靠的數(shù)據(jù)可以借鑒。
筆者:總的來看,塔式吸熱器的技術(shù)難點(diǎn)是什么?熔鹽吸熱器相對水工質(zhì)吸熱器的難度是否更大,主要體現(xiàn)在哪些方面?
Michel Lalmand:熔鹽吸熱器的設(shè)計(jì)并不比水蒸汽式吸熱器更難。例如,熔鹽吸熱器是在低壓力條件下運(yùn)行,也不用考慮蒸發(fā)的問題……但是,對于熔鹽吸熱器來說,是有一些特殊問題需要考慮:鑒于熔鹽的腐蝕性,必須使用鉻鎳鐵合金之類的特殊材料;要采取特殊措施防止熔鹽凍結(jié),熔鹽溫度要控制在260°C以上。
筆者:塔式吸熱器在高溫下要保證25年的商業(yè)化運(yùn)行壽命周期,在電站運(yùn)維階段,需要為吸熱器做的日常維護(hù)工作都有哪些?
Michel Lalmand:日常維護(hù)工作應(yīng)由運(yùn)營商來完成,CMI不負(fù)責(zé)維護(hù)工作。通常,在可預(yù)見情況下,無需特殊維護(hù),與普通鍋爐的維護(hù)一樣,我們需要檢查各種閥門和設(shè)備,涂層除外。在吸熱器20-25年的服役期間,吸熱涂層應(yīng)每隔1~2年更換一次。
筆者:請談?wù)勀鷮χ袊鉄崾袌龅目捶ǎ?
Michel Lalmand:總體來講,CMI相信,除了成本較低的光伏發(fā)電外,太陽能光熱發(fā)電因具有可儲存和生產(chǎn)可調(diào)度電力的優(yōu)勢,所以太陽能光熱發(fā)電有其發(fā)展空間。中國有非常適合建太陽能光熱發(fā)電項(xiàng)目的地區(qū),世界上其它合適的地區(qū),例如智利和南非正在發(fā)展光熱項(xiàng)目,沒有理由認(rèn)為在中國不能開展。中國幅員遼闊,使其成為潛在的巨大市場。目前,太陽能光熱發(fā)電市場還處于發(fā)展的初期階段,全球范圍內(nèi)的投資者也有限,中國市場更是如此。CMI將關(guān)注中國市場如何發(fā)展,并做好支持中國市場的準(zhǔn)備。
筆者:CMI集團(tuán)對中國光熱市場目前的態(tài)度如何?
Michel Lalmand:對于其它國家的市場,CMI將自身定位為設(shè)備供商。我們積極抓住機(jī)會面向中國市場,向中國優(yōu)秀的合作伙伴開發(fā)的項(xiàng)目提供太陽能吸熱器。我們進(jìn)入中國市場主要擔(dān)心的是如何保護(hù)我們的技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)。
筆者:據(jù)您了解,目前國際上知名的塔式吸熱器廠商都有哪些?CMI在其中處于什么樣的地位?
Michel Lalmand:就目前來說,CSP市場被少數(shù)幾個(gè)主要的跨國公司主導(dǎo),各家都開發(fā)了自己的技術(shù),包括自行設(shè)計(jì)的太陽能吸熱器。大多數(shù)制造商只是為掌握吸熱器技術(shù)的公司生產(chǎn)部件。所不同的是,CMI掌握太陽能吸熱器的一整套設(shè)計(jì)技術(shù),因此能夠完全獨(dú)立地生產(chǎn)和制造吸熱器。
筆者:CMI除了與Abengoa有合作外,還與其他光熱廠商有合作嗎?
Michel Lalmand:Abengoa和CMI在太陽能吸熱器開發(fā)方面是合作伙伴,目前為止我們是為Abengoa提供吸熱器的獨(dú)家供應(yīng)商。但是如果市場給我們提供機(jī)會的話,我們也愿意向其它公司供應(yīng)太陽能吸熱器。
筆者:作為吸熱器供應(yīng)商,CMI除了單純地供應(yīng)產(chǎn)品外,是否提供相關(guān)的輔助服務(wù)?如安裝、檢測、調(diào)試等等?
Michel Lalmand:如前所述,CMI自身定位為設(shè)備提供商。所以,現(xiàn)場的工作我們留給EPC承包商。我們只提供現(xiàn)場設(shè)備安裝、調(diào)試及測試過程中的咨詢和監(jiān)督服務(wù)。
筆者:您認(rèn)為中國本土廠商在吸熱器制造方面面臨的主要挑戰(zhàn)有哪些?
Michel Lalmand:由于極高的熱通量和高溫,以及復(fù)雜的運(yùn)行要求,太陽能吸熱器的設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn),即使對最有經(jīng)驗(yàn)的鍋爐制造商來說也不例外,它需要許多跨界的的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)支撐。