“中控德令哈10MW塔式熔盐系统改造工程将于今年7月底前完成，后期的50MW塔式熔盐电站的整个初设已经完成，工艺包等都已经完成设计，目前正按照计划稳步推进。”日前，浙江中控太阳能技术有限公司副总裁徐能出席2016中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA年会并就中控德令哈50MW塔式熔盐光热示范电站的开发情况进行了全面介绍。

下面刊出的是徐能的发言全文。(根据速记和视频资料整理。)

各位尊敬的领导，专家，业界同仁，大家下午好!今天我代表中控太阳能公司把中控50MW项目的方案，还有最近做的一些事情跟大家做一个分享。分享之前还是先有必要作一下感谢，因为我们中控从2010年开始研究塔式技术，包括日常的一些研发，包括德令哈的项目开展过程当中，得到了很多业界同仁的帮助和支持，特别是各级相关政府部门，各位业界专家，还有西北电力设计院等设计院同仁，以及我们的供应商，在此表示衷心感谢。

中控太阳能是一家研究塔式太阳能光热技术的公司，我们的研究目前以塔式熔盐整体解决方案与核心装备为主，现已掌握了聚光、储热、光热转换以及系统集成等全流程的技术。德令哈50MW的项目，一期10MW已稳定运行了3年，并获得了我们国家首个光热电站的上网电价。我们公司从2010年开始立足于自主研发，作为自主研发的一家企业，特别是像塔式熔盐这么复杂的系统，不可能一蹴而就，要遵守科学研究的客观规律，必须得分阶段脚踏实地的一步一步的往前走。

刚才说的是我们自主研发这几年来主要经历的几个过程，从一开始的理论研究，到杭州的小规模试验，到德令哈一期10MW项目的工程化验证。而工程化验证结合了塔式熔盐技术的两大核心技术又分两个阶段，第一个是镜场的大规模高精度聚光技术，第二是熔盐的储热和换热的技术。这两个技术都很关键，而且都有较大的难度。之前很多同仁以为目前已投运的10MW项目就是中控的塔式解决方案，其实不是，我们的最终解决方案是塔式熔盐。那为什么一开始做水系统，是因为要利用水系统相对简单的系统工艺先验证镜场的聚光技术，等聚光技术成熟以后，再验证整个熔盐系统技术，这样做相对会比较稳妥，也有利于技术的稳步验证和推进。

目前我们可以提供的产品和服务，首先是装备，塔式系统整个电站核心的装备我们都可以提供。另外是服务，包括全场的EPC或还有分系统的EPC，比如太阳岛和储换热岛的EPC。还有系统设计咨询服务，工艺包的设计，熔盐的整个工艺包也是我们自主研发的。还有发电量测算，包括电站建设好以后包括运维的服务等。

通过我们6年多来的自主研发，截止到目前我们在塔式熔盐技术方面已拥有百余项专利，软件著作权有20项，并承担863课题2项，省市级的课题就比较多了。通过德令哈的项目我们也积累了丰富的产业链整合以及工程运营的经验。太阳能热发电站的运营经验很关键，因为热发电跟火电有很大的区别，受天气影响比较大，运营难度相对来讲会增大不少。

下面介绍一下德令哈项目，一期是1万装机规模，接下去我们会再建一个独立的5万装机规模的塔式熔盐电站，单塔设计，经优化设计的储能是6个小时，年发电量1.36亿度。注意1.36亿度电是有前提的，即是在一定的光资源情况下的发电量，并不是每年都有这个发电量。目前我们设计的1.36亿是取自于德令哈20年的光资源分析总结出来的一个典型工程年来计算的。在实际每年的运营过程当中，根据每一年光资源的情况，发电量会有上下的波动。

这张表格是一期项目的主要技术参数。一期的项目除接收器的涂层，还有反射镜的背漆是进口材料外，其他的都是国产的装备。

一期的项目自2012年6月份开始安装，到2013年7月并网发电，再考虑青海地区冬季无法施工的因素，总体效率是比较高的。从此也可以看出我们前期技术研发的成熟度，不然不可能在这么短的时间内实现项目投运，而且现场有近3万台的定日镜3年来都能非常高效稳定的运行。

项目一期1万的规模，由于当地电网条件的限制，前面2年只允许我们发50%的负荷，从去年年初开始允许我们发80%的负荷。运行近3年，到今年7月5号就3年，通过前期的数据进行折算，系统年利用小时在1600—1800之间。另外德令哈的光资源相对国内来讲处于中上的水平，年DNI在2000kWh/m2左右。

下面重点提一下风速对电站设计的影响。这些图表是我们在德令哈几年测试下来对风速数据的综合统计分析。如果对塔式技术研究比较深入的话，会意识到风速的数据是非常关键的。风速数据研究透彻，对系统设计和定日镜的设计会起到很重要的作用。比如说定日镜的抗风性能是根据历史的最高风速去设计?还是根据年平均的风速去设计?究竟根据哪个风速去设计?有些人认为需要按照最高风速去设计，确保最高风速情况下定日镜也不能有抖动。其实这样的设计思路是不正确的，因为一个电站几万套定日镜，会导致成本是非常高的。抗风的设计主要从整个镜场系统去考虑，而不是片面仅考虑定日镜本身，这样的设计思路得到的设计结果才会有比较好的经济性和运行效果。

再讲得具体点，塔式电站对定日镜有一个重要的要求，就是免维护。为什么?25年的运行周期，几万台的设备，要定期维护的话成本是不可想象的。而定日镜的免维护设计有两个很重要的考虑因素，就是磨损和润滑。这两个因素跟风速都息息相关。专业的传动设备厂家，在寿命期内进行免维护设计的时候肯定会向你索要详细的风速数据。比如15m/s以上的风速占全年的比例是多少，?9m/s风速占全年的比例是多少?4m/s风速占全年比例是多少?等等。有了这样的数据，才能进行科学的模拟仿真计算和针对性的试验，才能得出设备的磨损在25年以后是不是还能达到应用精度的要求。

这是两条现场实际运行的曲线，目前的系统我们配备了半个小时的蒸汽储能，在DNI一定时间的波动情况下负荷可以保持稳定，后续上了熔盐储能后发电的稳定性会更好。

在我国建设太阳能热发电站，要解决的另一大困难就是来自环境的一些挑战，如低温、风沙，还有现场劳动力的缺失等。我们电站从建设到运行4年来，在这些方面积累了很多宝贵经验。

另外再简单提一下清洗的问题。我们在项目投运之前对清洗不重视，但是3年运行下来感觉到清洗是一个很大的问题，也是热发电系统维护工作中工作量最大的一项工作。我国西北地区灰尘跟西班牙、美国相比比较大，因此必须有高效、低成本的清洗设备，保证镜面的清洁度。镜面的清洁度下降10%发电量就下降10%，发电量下降10%对电价的影响基本上就是10%，所以定日镜清洁很关键。另外在西北地区冬天无法使用水洗，因此我们开发了两种方案，一种是水洗，一种是干洗，水洗用水量很低，冬天我们使用干洗的方式，经过两年的验证，目前干洗已实现较好的效果。再提醒下大家，即使是这样，每天还是无法保证完全的镜面清洁，因此每个项目计算发电量的时候必须要考虑到这个因素，否则对你项目前期的经济性评估影响可能会比较大。根据几年来现场的数据，我们在测算发电量的时候严格考虑了这个因素。所以很多人问我们为什么你们中控测算出来的发电量跟其他方相同地区同等规模电站相比总是偏低的，这就是原因之一，另外我们还考虑了众多在实际运行过程中对发电量产生影响的因素，这也是基于我们这几年的运行经验总结出来的。

再讲一下熔盐的研发过程。在聚光技术3年的验证过程中，其实我们研究塔式熔盐的技术从2011年开始同步在杭州进行。我们在杭州有一个试验平台，是目前国内唯一一座塔式熔盐系统，聚光、吸热、储热、换热全流程的试验平台，虽然规模不大，但是流程比较完整。现在我们非常庆幸有这么一个平台，因为在平台上关于熔盐系统容易出现的问题我们基本上都出现过，有些是被动想不到出现的，有些是为了验证特意让它出现的。比如说熔盐的冻堵，熔盐的泄漏，包括阀门的泄漏，还有设备的泄漏，包括熔盐在吸热器里凝固，凝固以后怎么样把熔盐成功的熔化掉，这些问题我们在试验平台上全部出现过，而且都进行过实际的验证,并在后续的项目中均进行了针对性的设计。只有这样我们自己才具备了充分的底气进行德令哈10MW的项目熔盐改造工程化的应用，不然没有这么小规模全流程的试验，仅凭几台定日镜的试验和局部的试验，直接到10MW级工程化的应用，风险是极大的。

我们在2014年年底正式启动对德令哈10MW熔盐改造项目进行设计，并于2015年6月份正式开始设备安装，到现在刚好是1年的时间。截止到目前主要的设备已经完成安装，并已开始单体调试，预计在今年7月底完成系统调试，具备试运行条件。

这是改造项目的工艺图。从中也可看出为什么当时我们做两个塔的原因，因为当时就准备后续把其中一个塔换成熔盐塔。改造后的1号塔熔盐系统是完整的，从吸热、储能、换热到发电。

这是我们目前10MW项目熔盐改造的实景图，这个吸热器就是熔盐的吸热器，半个月之前已经全部安装完毕。

从这幅图可以看出吸热器是一片一片构成的，出厂之前每片的保温、涂层、电伴热都已经安装好，在现场只要进行分块的吊装即可。因此整个吸热器的安装效率很高，一个礼拜之内全部安装完毕。

我们的改造项目在系统设计时候已经对防冻进行了系统性考虑，从这幅图看我们给储换热系统建立了一个厂房并通了暖气。主要目的有以下两点：一是在严寒天确保项目成功稳定运行，二是可通过开关暖气系统验证防冻系统的可靠性并为后续工程优化设计提供依据，看是否也可以取消厂房。大家可能会说国外的系统储换热部分都是直接安装在室外的，但你有没想过他们冬天的温度相对我国西北还是比较高的，系统的防冻相对简单。

这是其中一个储罐，去年年底就完成了。

这是熔盐泵，因为到货比较晚，厂房安装的时候才到货，所以当初特意留了接口，从屋顶直接进行吊装。中间是熔盐泵吊装时候的过程，右边是熔盐泵的电机。

这是一些管道。

这是一些仪表电器。

这是熔盐改造的进度，去掉去年冬天不能安装的几个月时间，也就6、7个月的时间，现在单体已经开始调试，包括整个储罐的预热系统已经全部完成调试，达到了当初的设计目标。

下面介绍一下德令哈50MW的项目。由于场地的局限，我们经过优化确定了6个小时储能的规模。储能规模没有进一步增大不是技术的问题，而是受场地面积的限制。根据德令哈实际的光照条件，还有目前设备成本的数据，根据我们的软件计算50MW项目在德令哈地区电价最低的最优储能规模是8—10个小时。讲到这里顺便补充一点,根据我们的研究，不同的光资源数据和设备成本，最优的系统规模会发生变化。因此每个项目都要根据上述条件进行针对性的最优设计，不能盲目跟从。50MW项目整体占地面积2.4平方公里，采光面积约55万平方，蒸汽参数13.2mpa，535摄氏度，典型气象年发电量1.36亿度，这个发电量的计算我们是综合考虑的众多实际因素，我们有信心和实际的数据会比较接近。顺便提下，目前我们的10MW系统，理论上测算的发电量跟实际的误差从一开始投运前的15%左右，下降到目前5%以内。主要原因是我们结合3年的实际运行数据，不断对软件算法进行了优化。这些经验都在50MW项目的设计和计算中进行了应用。

还有，计算发电量时候要考虑实际DNI的利用率。如早晚的DNI是不能利用的，云来了以后吸热系统要停下来，云走了以后要重新启动吸热系统，这个过程当中你的光资源利用率是有损失的。所以，一般有效的光资源会占到实际光资源的70%—88%之间，根据天气的不同，具体比例有所不同。天气差一点比例会低一点，天气好一点比例会高一点，这些我们都是有实际数据的。

目前为止整个项目初设已经完成，工艺包等等都已经完成设计。

这是整个项目不同负荷情况下的热平衡图，还有主要的设备。目前设计的定日镜每台面积是20个平方，电站熔盐总量约8500吨。

系统要实现高效稳定运行，除要有优化的系统设计外，设备的质量也很重要。根据我们这么多年我们技术研发的积累，我们对系统的关键设备已建立了一套完整的质量控制体系。从设备的技术规格，设备在制造过程中全程的关键点监造规范，现场安装过程监控规范等等。因为设备的质量靠检验是检验不出来的，务必要依靠过程的控制。以下就是关于熔盐相关的设备我们目前总结的规范体系。

最后抽点时间介绍一下我们公司目前的两个重要产品，第一个是塔式太阳能热发电站的设计软件，该软件集合了我们公司6年来的研发成果。主要用于可研和初设阶段的方案设计、性能评估、经济性分析，大家不要小看可研，现在很多业主对可研的深度要求很高，可研要有较准确的投资回报分析，投资回报要分析准确必须有很准确发电量的测算和准确的成本测算。这两个数据不准，投资回报测算就不会准。目前我们遇到的很多项目，在可研做完以后整个系统的参数基本上也就确定了。

我们这个软件叫SPD1000，业内有一个公开的软件SAM，可以免费使用，接下来我也会稍微比较一下我们跟SAM软件简单的区别。SPD1000从光资源的分析到系统设计、发电量与场用电计算到电站经济性分析等功能全部具备，用户只要输入你的基本需求条件，系统的所有参数，包括设备的，还有就是电站的所有经济性数据在软件中均可自动输出报表，很实用。目前业界软件至少设计和经济性评估是分开的，类似SPD1000功能的软件业界还没有。

举个例子，比如用户要设计一个装机50MW的电站，但储能时间还未进行优化。那么我们的SPD1000就可以根据你的设计需求会输出最优的设计。当然每个设计都有一个寻优的目标，我们的寻优目标是电价，以电价最低为原则。那使用SPD1000需要输入哪些参数呢?大家如果用过SAM软件，就知道要输入的参数很多很专业。而SPD1000只要输入项目的所在地址，比如青海格尔木或者甘肃敦煌。当地DNI的数据，不是2000或者1900，是典型工程年的DNI曲线。另外就是定日镜的大小，吸热器进出口温度要求，系统装机容量，还有就是计算经济性的一些基本参数，比如设备的价格，包括税率以及贷款的情况。有了这些基本的数据，SPD1000就可以把整个塔式熔盐系统所有的系统和设备的设计完成，其中镜场可以直接输出施工图，其他包括储热岛、换热岛、发电岛的参数以及电站所有的经济性分析报表。

再解释详细下，就是用户输入一些基本参数后，SDP1000会根据电价最优的原则直接输出镜场排布，可以直接输出施工图的。还有吸热器的参数，如表面积多少，每根管子多高，口径多大，壁厚多少。包括换热系统的参数，换热系统过热、蒸发、预热的各级参数，包括温度、压力、流量等，还有储罐的参数以及发电量，上述数据在软件里都可以以报表的形式输出。我们很有自信，有了这么多年的研发积累和实际电站的运行数据，SPD1000的输出数据与实际偏差会确保5%以内。目前国外相关软件较多，但我们认为软件好坏，关键是其易用性，可用性以及计算结果的准确性，而计算结果的准确性必须基于实际工程的数据验证和优化才能实现。没有工程验证过的软件，要确保输出数据的准确性，难度是非常大，这点我想各位搞工程的专家同仁应该都有较深的体会。

还有就是整个电站的经济性，如每一年财务的报表，现金流报表等，都可以在SPD1000中直接输出。下面对SPD1000跟SAM软件做一个简单比较。SAM软件设计镜场的时候会让你输入两个关键的参数，太阳倍数和储能时间，但恰恰这两个参数是需要进行优化的，直接输入的往往不是最优值。SAM软件需要人工分别选取不同的太阳倍数和储能时间的组合，然后一一输出电站的电价数据，然后再由人工进行比较寻优。一方面对用户有一定专业性的要求，另一方面增加了不少工作量。而SPD1000可以自动进行优化设计，不需要用户输入相关太阳倍数和储能时间的组合数据。软件在优化的过程可能会有几万组数据的计算，通过大量的数据迭代比较才能做出一个优化的结果。

另外SAM软件无法根据你提供的实际地形限制进行针对性的镜场排布，只能假设电站边界形状不受限的条件下输出镜场设计。而SPD1000会根据提供的地形的边界形状条件进行针对性优化设计。

还有，SAM软件进行经济性分析的时候参考的是美国相关的税收数据，我们的软件里考虑了中国的税收政策，也考虑不同时间段不一样的电价模型。

最后介绍一下我们自主研发的塔式熔盐电站仿真系统，这也是我们3年来的开发成果。仿真系统主要可以进行电站的运行模拟和操作功能的培训，主要目的是通过仿真软件优化系统设计和培训操作人员。

下面是具体吸热系统的一个案例，这个工艺流程是很简单的，因为图中省略了很多旁路。这是根据我们的仿真软件得出的一个晴天模型下运行的曲线。这个是多阴天的运行曲线。