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即将在光热发电领域大规模应用的辅助设备及产品

2017-08-11  来源:互联网      光热发电  光热电站  光热设备   

据统计,到2016年底,中国光热发电的总建成装机仅为28.3MW,这在全球超5GW的总装机数据面前几乎可忽略不计。无疑,这个数据意味着光热发电的国民认知度以及产业链各方参与度也会非常之低。

事实上,除了反射镜、真空集热管、吸热器、熔盐泵、汽轮机等光热电站的关键或专有装备之外,很多与光热电站相关的辅助设备及产品供应商对光热发电接触甚少,甚至一无所知……

目前,中国首批20个光热示范项目正在蹒跚前行。除个别项目因特殊情况暂被搁置以外,为了赶在2018年底前成功并网投运以满足获得1.15元/KWh电价的必要条件,大多数项目都在尽可能加快推进速度,以中广核德令哈50MW槽式光热电站为先锋的一批光热电站都已经步入项目实际安装建设的不同阶段。

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随着光热电站在中国的首次商业化推进,光热发电行业在国内的热度日渐升温。除了反射镜、真空集热管、汽轮机等光热发电关键或专有装备之外,越来越多的电站辅助装备及产品供应商开始关注到这一行业并积极参与其中。

事实上,相比其它可再生能源发电形式,光热发电行业涉及的产业链要广泛的多,下面我们来看看都有哪些辅助设备及产品将在中国首批光热示范项目建设大潮中一显身手。

1、轴承

应用领域:全系统,重点太阳岛

入选理由:

轴承可以说是机械的心脏,它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数,并保证其回转精度。

跟踪系统作为光热发电光场系统的核心产品,直接影响着光场的集热效率,进而影响电站的投资收益,无疑是光热发电非常关键的环节。而无论槽式液压跟踪系统还是回转驱塔式定日镜跟踪系统,都会用到一种重要的零部件,那就是轴承。

关注度较高厂商:

洛阳世必爱特种轴承有限公司

浙江长盛滑动轴承股份有限公司

嵊州市美亚特种轴承厂

2、钢结构

应用领域:全系统,重点太阳岛支架与厂房建设

入选理由:

钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

7月25日,玉门鑫能光热第一电力有限公司熔盐塔式50MW光热发电项目发布其钢结构制安及钢结构防腐涂料工程招标公告,工程量约590t。

关注度较高厂商:

成都博昱新能源有限公司

北京宝都钢结构工程有限公司

深圳市安泰科建筑技术有限公司

北京绿源加维能源技术有限公司

3、液压传动系统

应用领域:全系统,重点太阳岛

入选理由:

液压传动系统是由液压元件(液压油泵)、液压控制元件(各种液压阀)、液压执行元件(液压缸和液压马达等)、液压辅件(管道和蓄能器等)和液压油组成的液压系统。

在光热电站领域,槽式光热电站以及部分采用大面积定日镜塔式电站的跟踪系统将会大规模使用液压传动系统,这也将为这一传统装备带来新的市场机遇。2017年1月份,常州龙腾光热科技股份有限公司发公告为其两个入围光热示范项目内蒙乌拉特中旗导热油槽式10万千瓦光热发电项目和玉门龙腾新能玉门东镇导热油槽式5万千瓦光热发电示范项目采购液压驱动系统,采购数量分别为1500套和768套。

关注度较高厂商:

四川川润液压润滑设备有限公司

特力佳(天津)风电设备零部件有限公司

天津滨海光热发电投资有限公司

康达新能源设备股份有限公司

包头市液压机械有限公司

4、紧固件(螺栓、铆钉等)

应用领域:全系统,重点太阳岛

入选理由:

紧固件,是作紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件。紧固件应用领域广泛,包括能源、电子、电器、机械、化工、冶金、模具、液压等等行业,在各种机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、化工、仪表和用品等上面,都可以看到各式各样的紧固件,是应用最广泛的机械基础件。

光热发电系统运行寿命一般要达到25年以上,因此紧固件的质量以及防松性对于系统尤其是集热场的聚光精度和正常运行具有重要影响。此外,整个光热电站中会有大量的钢结构工程,钢结构的各构件或部件之间也需要大量的螺栓或铆钉等紧固件进行连接。

关注度较高厂商:

奥科宁克紧固件系统(苏州)有限公司

眉山中车紧固件科技有限公司

济南汇和机电设备有限公司

5、清洗机器人

应用领域:太阳岛

入选理由:

在光热电站的实际运维中,反射镜的清洁度直接影响反射镜的反射率,并最终影响着光热电站的发电量,特别是在我国西北部适合开发光热电站的区域,风沙较大,反射镜的清洗问题更为值得关注。

目前,我国光热电站进入集中筹备及建设期,电站建成开始运行之后,反射镜的清洁度直接影响反射镜的反射率,并最终影响着光热电站的发电量,对镜场系统进行经常性清洁是保证电站效率的必要手段。我国大多数光热电站建在西北部地区,风沙较大,反射镜的清洗问题比较突出,更为值得关注。

关注度较高厂商:

浙江中控太阳能技术有限公司

宁波跨越太阳能板清洗车有限公司

镇江苏福机械有限公司

6、传感器

应用领域:全系统,重点太阳岛

入选理由:

传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节,其应用早已渗透到诸如工业生产、海洋探测、环境保护、生物工程等极其广泛的领域。而随着光热发电行业的日益发展,许多传感器及其解决方案供应商也开始关注并积极参与到这一领域。

以50MW项目对压力传感器的需求为例,大概在几十至几百不等(以上数据为估值,具体需求量根据项目设计不同有所变化)。传感器之于光热发电项目的作用主要在于:通过对项目过程参数(例如熔盐或导热油的压力与温度等)的测量,准确、实时地将过程参数反馈给DCS系统或者过程控制仪表,对于光热项目的发电效率、安全防护、故障诊断等方面都具有积极正面的作用。

传感器种类繁多,可用于光热发电项目的多个模块:倾角传感器可用于追踪系统,通过对定日镜的角度控制,实现追日角度的自动纠正和修改,大幅度提高对太阳能的接收率。除此之外,温度传感器可用于各回路管路的表面温度测量或者工质温度测量;压力传感器可用于集热管或储热罐内工质的压力测量。

关注度较高厂商:

无锡北微传感科技有限公司

杰佛伦西威自动化科技(上海)有限公司

上海倍加福工业自动化贸易有限公司

库伯勒(北京)自动化设备贸易有限公司

广州市西克传感器有限公司

7、熔盐罐

应用领域:储热岛

入选理由:

为了实现稳定供应清洁电力,发挥光热发电可配置高性价比储热系统的特点和优势,首批20个光热示范项目全部配置了储热系统,其中18个项目配置了熔盐储热系统。

当太阳辐射期间,通过集热场加热熔盐来存储热能,以便在无太阳辐射的期间,从储罐中利用泵抽取熔盐并通过换热器,将高温熔盐中的热能置换出来,以满足无太阳辐射期间的能量需求。在实践中,为了延长电站的发电时间或者增大发电容量,光热发电电站的储能系统中的所需熔盐储量非常大,一般都达到万吨级,因此储罐罐体体积和重量都非常大;同时,为了提高蒸汽质量,提高后端发电机组的运行效率,熔盐的温度需要被加热至更高温度(可能被加热到550°C以上的高温)。上述这些条件或要求对熔盐储罐地基的承重及保温提出了更高的要求。

此外,全球首个百兆瓦级的熔盐塔式光热电站——新月沙丘此前也因熔盐罐发生泄漏事故停运8个月,今年7月12日刚刚恢复运行,该事故也为首批示范项目建设方敲响了警钟。

关注度较高厂商:

杭州锅炉集团股份有限公司

哈尔滨锅炉厂有限责任公司

山东济容热工科技有限公司

济南华威泵业有限公司

8、电加热/电伴热

应用领域:全系统,重点储热岛

入选理由:

在目前常见的熔盐储热型光热电站中,作为储存和释放太阳热量的重要装置,熔盐储热系统能否稳定运行十分重要。由于熔盐介质具有凝固点高和腐蚀的特性,为了防止熔盐在管道、储罐、阀门、仪表中发生凝固,需要对所有熔盐流经的设备进行电伴(加)热。

另外,以常用的TherminolVP1导热油为例,这种导热油的结晶点为12℃,在较寒冷的夜间或某些地区也很容易发生凝固。因此电伴热也逐渐被应用于传热介质所流通的所有管道系统,包括导热油防冻。目标是保证传热介质在任何时间内都维持50摄氏度以上的温度,以确保无任何可能凝固的结晶点。

电伴热作为一种有效的管道(储罐)保温及防冻方案一直被广泛应用。其工作原理是通过伴热媒体散发一定的热量,通过直接或间接的热交换补充被伴热管道的损失,以达到升温、保温或防冻的正常工作要求。20世纪70年代,美国能源行业就提出用电伴热方案来替代蒸汽伴热的设想。70年代末80年代初,包括能源行业在内的很多工业部门已广泛推广了电伴热技术,以电伴热全面代替蒸汽伴热。目前,电伴热已经在石油化工、船运等多个领域广泛应用。

关注度较高厂商:

沈阳市中色测温仪表材料研究所有限公司

爱敦(上海)电伴热技术有限公司

英国MICC集团

博太科电气(上海)有限公司

镇江裕太防爆电加热器有限公司

9、保温材料

应用领域:全系统,重点储热岛

入选理由:

对于光热电站来说,由于系统运行温度普遍较高,为了减少热量损失,将搜集到的太阳能尽可能多转化为电能以创造效益,必须要做好相关系统的保温工作。尤其是目前光热电站普遍配置有熔盐储热系统,而最常用的二元盐凝固点在220摄氏度左右,对保温的要求十分严格,否则一旦熔盐凝固,对电站将造成破坏性损失。因此,选用质量可靠的保温材料和保温方案对电站的经济性、运行安全性和稳定性都十分重要。

目前硅酸铝板、硅酸镁板、气凝胶、岩棉保温毡、陶瓷纤维等保温材料在光热发电系统中都有一定应用。

关注度较高厂商:

山东鲁阳节能材料股份有限公司

保全(上海)建材有限公司

广州晖能环保材料有限公司

10、仪表(压力、温度、液位)

应用领域:全系统,重点储热岛

入选理由:

据江苏联储能源科技有限公司技术总工刘平心此前在CSPPLAZA线下活动演讲时表示,该司在2012年建立联储科技的示范系统的时候,由于储热系统熔盐设计储热温度是580℃,在采购液位计和压力传感器等仪表的时候遇到了很多困难。到今天为止,国外在600℃左右的,无论是液位计还是压力传感器,有高温熔盐使用工况业绩的供方都非常少。在招标的时候,供方的价格基本上都是处于垄断的一种状态。

除了超声波流量计等与熔盐系统直接相关的应用业绩较少的特殊仪器仪表之外,由于光热发电系统比较复杂,太阳岛、储热岛和常规岛都会用到很多常规的仪器仪表,如热电偶、热电阻、双金属温度计、压力变送器、流量用差压变送器、液位测量仪表、孔板等。

关注度较高厂商:

科隆测量仪器(上海)有限公司

横河电机(中国)有限公司

重庆川仪自动化股份有限公司

11、换热器

应用领域:储热岛、常规岛

入选理由:

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位,其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用广泛。

作为光到热,热到电的转换系统,同时利用水、导热油、熔盐等传热介质,换热器无疑是能量转换的重要工具,其质量和性能对于光热电站的效益和运维都有重要影响。

目前来看,传统换热器厂商众多,一般换热装备技术难度并不高,但油盐换热器因为导热油和熔盐介质的特殊性具有一定的设计和加工难度。

关注度较高厂商:

苏州三川换热器股份有限公司

哈尔滨锅炉厂有限责任公司

杭州锅炉集团股份有限公司

山东济容热工科技有限公司

山东北辰机电设备股份有限公司

中国电力建设集团上海能源装备有限公司

12、配电柜

应用领域:全系统,重点常规岛

入选理由:

配电柜分动力配电柜(箱)和照明配电柜(箱)、计量柜(箱),是配电系统的末级设备。配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合;电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。

由于光热电站与常规火电站后端发电系统基本一致,故在传统电站后端常用的配电柜在即将大规模建设的光热电站中也将得到大量使用。

关注度较高厂商:

河北博为电气股份有限公司

13、空冷系统

应用领域:常规岛

入选理由:

目前全球大多数在运行的光热电站采用的冷却方式是水冷。水冷投资成本低,冷却效果好但是耗水量大。光热电站的装机大国西班牙自身环境较好,光热电站项目所在地的水资源丰富,因此采用水冷。但在中东、中国西北部的沙漠戈壁等地区开发光热电站,就将面临水资源短缺的问题,采用空冷或将成为不得已的选择。

随着中国首批光热示范项目的陆续推进,空冷产品供应商开始陆续把目光投向中国市场。从单机规模上来讲,中国首批光热示范项目装机目前多以50MW,100MW为主,事实上放眼全球最大光热电站单机规模也不到200MW,与动辄几百上千兆瓦的火电项目相比,光热发电空冷产品的规模和造价都较低。但随着火电行业发展趋缓,倒逼空冷产品供应商必须开辟新的市场,而随着中国首批示范项目落地以及十三五规划装机5GW目标的明确,发电端与火电类似的光热发电行业正在中国的参与下大有爆发之势,有望成为空冷产品供应商新的利润增长点。

关注度较高厂商:

上海电气斯必克工程技术有限公司

哈蒙冷却系统(天津)有限公司

英能科能源技术(北京)有限公司

龙源(北京)太阳能技术有限公司

14、发电机

应用领域:常规岛

入选理由:

发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。

由于光热电站与常规火电站后端发电系统基本一致,故在传统电站后端常用的汽轮机与发电机组也将在大规模建设的光热电站中也将得到大量使用。截止目前,玉门龙腾50MW槽式示范项目、中核龙腾乌拉特中旗100MW槽式光热电站、中电工程哈密50MW光热示范项目等项目的汽轮机组等主设备均已完成招标。

关注度较高厂商:

山东济南发电设备厂有限公司

上海电气集团股份有限公司

北京北重汽轮电机有限责任公司

卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司

15、锅炉补给水处理系统及水质检测装备及服务

应用领域:常规岛

入选理由:

在常规电站运行中,高压锅炉常用的传热介质包括水、水蒸气、有机热载体和无机热载体(熔盐)。很多情况下,传热介质的使用条件都是在高温高压下进行,这对介质的安全性要求很高。传热介质品质不良或在使用中发生变质,不仅会导致锅炉金属受热面腐蚀、结垢(或结焦)、蒸汽流通部位积盐及设备性能的效率下降等问题,严重时,还会导致安全事故的发生,因此需要严格控制传热介质(主要为水)的品质。

因此,为确保机组安全经济运行和节能降耗,热力电厂应在电厂基建及改造过程中配置纯水装置并选用检测精确和品质可靠的检测装备来保证纯水质量。

关注度较高厂商:

北京欧林特技术咨询有限公司(水质检测设备及方案)

山东奥美环境公司(纯水装置)

16、DCS控制系统

应用领域:全系统

入选理由:

DCS是分散控制系统(DistributedControlSystem)的简称,国内一般习惯称为集散控制系统。它的意义在于“控制分散,管理集中”。是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,DCS控制系统设计的基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

作为整个系统的控制中心,DCS承担着及时根据各种自控仪表传递所获取的信号发出指令的任务,从而保证整个系统安全稳定运行,其重要性不言而喻。

关注度较高厂商:

浙江中控技术股份有限公司

施耐德电气(中国)有限公司

杭州和利时自动化有限公司

艾默生过程控制有限公司

北京四方继保自动化股份有限公司

中船重工第716研究所

横河电机(中国)有限公司

17、泵

应用领域:全系统

入选理由:

泵是输送流体或使流体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体,也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

在光热发电系统中,常用的介质有很多,包括水、导热油、熔盐等等,除了光热发电业界比较关注的关键装备熔盐泵以外,电站中还要用到很多不同规格、不同用途的水泵和导热油泵等,这也为传统泵供应商提供了新的市场增长点。

关注度较高厂商:

福斯(上海)流体设备有限公司

江苏飞跃机泵集团有限公司

艾联科西流体系统(上海)有限公司

济南华威泵业有限公司

中国电力建设集团上海能源装备有限公司

济南三科泵业有限公司

无锡伟尔矿业设备有限公司

桂林市广汇泵业有限责任公司

德国鲁尔泵有限公司

18、阀门

应用领域:全系统

入选理由:

阀门是流体输送系统中的控制部件,具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门,从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门,其品种和规格相当繁多。

阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。目前光热发电系统常用的二元盐(60%NaNO3+40%KNO3)熔点为220℃,在260℃以上呈液态状,且具有强氧化性。工作温度一般在390℃~575℃左右,设计温度600℃左右。对管道阀门来说,高温强氧化性使得阀门常用的密封材料氧化失重松弛产生严重泄露;熔盐260℃以下开始凝固,使得阀杆失去了可操作性,因此选择质量可靠的熔盐阀至关重要。

除了熔盐阀以外,光热发电系统中还会用到很多空气阀门、氮气阀门、蒸汽阀门、导热油阀门等常规阀门,这也为传统阀门供应商提供了新的市场增长点。

关注度较高厂商:

百吉瑞(天津)新能源有限公司

北京佳洁能新节能技术有限公司

南方阀门科技有限公司

福斯(上海)流体设备有限公司

安达克工程有限公司

北京市阀门总厂股份有限公司

苏州纽威阀门股份有限公司

德国沃尔-古特姆斯工业阀门有限公司

滨特尔流体控制(北京)有限公司

中国电力建设集团上海能源装备有限公司

IMI关键流体技术事业部大中华区

19、电缆

应用领域:全系统

入选理由:

光热电站作为电力生产系统,用于电力传输的电缆自然必不可少,同时由于中国光热电站多建于西北部荒漠和戈壁地区,部分区域还需临时建设输配电设施,电缆的使用量自不会少,这也为电缆厂商提供了新的市场机遇。

此外,光热电站的部分用电设施和信号传输设施对于电缆的质量和运行稳定性要求很高,因此这也要求电缆厂商根据不同使用要求提供性价比最佳的电缆产品。同时,如何进行电缆系统的整体设计优化以节约电缆成本、降低人工成本也是电缆厂商需要考虑的课题。

关注度较高厂商:

德国Leoni公司

上海蓝科电气有限公司

扬州亚光电缆有限公司

特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司

20、钢管

应用领域:全系统

入选理由:

作为光热电站的核心装备,集热管和吸热器也将进入采购期。因此,这两种装备的主要原材料——镍合金及不锈钢管材的供应商也迎来了开辟新市场的市场机会。

除了用于加工制造集热管和吸热器,光热发电系统中还有大量的水、蒸汽、导热油、熔盐等介质输送管道,这也需要采购大量的管材。

关注度较高厂商:

浙江久立特材科技股份有限公司

美国瑞吉有限公司

常熟华新特殊钢有限公司

除了上述装备和产品之外,涉及产业链较宽的光热发电行业还将采购很多常规火电站所需的常规设备和产品,在此不一一赘述。但可以确定的是,随着光热发电行业的快速发展,不但将带动众多装备和产品供应商关注和参与,还将在不断优化和技术升级的过程中催生更多新生产品和产业的发展。

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