5月28日,2025第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州盛大召開,浙江可勝技術股份有限公司(簡稱:可勝技術)研發副總裁兼副總工程師宓霄凌出席會議并作《格爾木350MW三塔一機獨立型大規模光熱發電項目開發》的主題報告。
圖:宓霄凌
350MW獨立型大規模光熱發電項目
▋350MW光熱項目基本情況
350MW的塔式光熱發電項目是全球單體規模最大光熱電站,納入了青海省2024年光熱發電示范(試點)項目,廠址位于青海省海西州格爾木市烏圖美仁光伏光熱產業園區。
據宓霄凌介紹,項目典型年DNI值1916kWh/㎡,海拔高度約2800m,單臺汽輪機350MW,聚光集熱系統將采用三塔布置方案,鏡場面積共330萬㎡,單座鏡場反射面積110萬㎡,單臺吸熱器額定功率520MWt,儲熱時長14h,熔鹽量10.7萬噸。項目設計年發電量約9.6億kWh,減排二氧化碳約60萬噸/年。
▋項目進展
◆ 2024年11月5日,青海省2024年光熱發電示范(試點)項目優選結果公布,浙江可勝技術股份有限公司申報的格爾木350MW光熱項目成功入圍。
◆ 2024年12月31日,青海省發改委發布《關于青海省光熱發電上網電價政策的通知》(青發改價格(2024)778號),明確項目上網電價0.55元/kWh(含稅)。
◆ 2025年2月19日,海西州能源局發布《關于格爾木350MW塔式光熱發電項目備案的通知》,原則同意對該項目進行備案。
◆ 2025年4月10日,青海省發改委關于印發《2025年青海省電力行業重點項目開發建設方案》的通知(青發改能源〔2025〕244號),本項目被納入2025年青海省電力行業重點項目開發建設方案。
◆ 2025年4月24日,可勝技術開發建設的青海億儲格爾木350MW塔式光熱發電項目可行性研究報告評審會在北京順利召開。
◆ 項目計劃2025年9月開工建設。
▋全球規模最大的聚光集熱系統
據宓霄凌介紹,格爾木350MW項目采用三塔一機技術,即三座鏡場集熱,并鹽后共用一臺汽輪機;采用可勝技術第四代37㎡高精度、高可靠性智能定日鏡;鏡場總反射面積約330萬㎡,與全球已投運單機最大的鏡場(迪拜100MW項目175萬㎡)相比,反射面積是該項目的1.89倍;鏡場控制規模8.9萬臺定日鏡,控制系統規模達到全球第一。
此外,該項目將采用可勝技術創新性產品——聚光集熱智能化運行系統。
▋面向多云天氣等復雜工況的聚光集熱智能化運行系統
針對光熱多云天氣運行工況復雜、操作員運行水平參差不齊的痛點,可勝技術成功開發出聚光集熱系統智能運行系統,可精準識別天氣變化、自動切換運行工況,實現聚光集熱系統一鍵啟動、一鍵集熱和一鍵疏鹽功能,大大降低了操作難度,提高系統運行可靠性,提升發電量達成率。
▋全球規模最大的熔鹽儲熱系統
格爾木350MW項目儲熱規模也是全球塔式發電項目中最大的,其儲能時長為14小時,儲熱容量約10.6GWht,采用4套儲罐儲熱,熔鹽設計總量約10.7萬噸。與目前已建成的全球儲熱容量最大的塔式光熱電站相比(智利Atacama110MW光熱項目),格爾木350MW項目的儲熱容量是該項目的2.5倍以上。
宓霄凌表示,在項目儲熱系統中將采用兩項創新性技術,一是:冷、熱熔鹽儲罐將采用可勝技術首創的低位罐方案,降低熔鹽的不可用鹽量和長軸熔鹽泵難度;二是,采用可勝技術專利技術的分布式儲熱系統方案,整個儲熱系統將由四對冷熱熔鹽儲罐組成,三個集熱塔下方各有一對冷熱熔鹽儲罐,發電島也有一對冷熱熔鹽儲罐。
●首創低位罐方案
傳統熔鹽儲熱系統是采用一個長軸熔鹽泵安裝在泵平臺上,通過儲罐頂部進入罐內,因此熔鹽泵軸長較長,可勝技術的短軸泵和高低位罐方案是在冷/熱鹽儲罐旁邊放置一個低位罐,并將熔鹽泵安裝在低位罐上(如下圖所示)。采用低位罐的方案,可以降低熔鹽泵軸長要求,從而降低熔鹽泵設計制造難度,可靠性更高。
低位罐方案優點:
1.熔鹽泵替代:熔鹽泵可采用國產短軸泵替代進口長軸泵,降低設計、制造難度,短軸泵的可靠性更高,且國產泵的成本遠低于進口泵。
2.不可用鹽量減少:長軸泵最低工作液位約1米,采用高低位罐可以降低每個熔鹽罐不能使用鹽量,減少熔鹽用量和儲罐體積,減少材料量。
3.儲罐優化:高位罐的高度不受長軸泵的限制,可進行高徑比優化,進一步降低材料用量。
宓霄凌表示,通過綜合計算,與常規高位罐方案相比,采用上述創新方案后整個熔鹽儲熱系統綜合成本可以下降11%-13%。
●分布式儲熱系統方案
可勝技術為大容量多塔一機光熱電站研發了分布式熔鹽儲能系統解決方案,該技術方案的熔鹽儲熱系統分散布置在各個鏡場中心和動力島,解決了長距離熔鹽輸送帶來的系統響應慢、啟停時間長等問題,并結合調峰型光熱電站的運行特點優化多塔一機的熔鹽儲熱系統配置、能量調度方案,從而大幅降低長距離熔鹽輸送管道成本。
宓霄凌介紹,分布式儲熱系統方案主要優勢在于:
1.消除了長距離熔鹽輸送對吸熱系統啟動的延時影響,提高了吸熱系統運行靈活性;
2.優化了熔鹽儲能系統配置,能量調度更靈活,提高了熔鹽儲能系統抗風險能力;
3.長距離熔鹽輸送管道設計優化,儲熱系統綜合成本降低約10%。
▋汽輪發電系統
目前全球在建及投運裝機規模最大的電站為200MW,大部分項目以100MW為主。格爾木350MW項目的裝機規模是目前在建的中廣核德令哈200MW項目的1.75倍。
350MW汽輪機組主要參數如下圖所示:
投資成本及度電成本
宓霄凌表示,格爾木350MW項目的度電成本約0.55元/kWh,顯著低于100MW級的光熱項目。