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浅谈槽式光热电站镜场集热器效率提升

探索

摘要：新能源发电领域光热发电项目是未来重点发展的方向，光热发电形式

包括：槽式、塔式、线性菲涅尔式、碟式、帆式等。目前而言槽式光热发电方式

是全球光热发电领域发展最成熟可靠的一种，一般而言不论槽式还是其他形式的

光热发电模式，最核心的都在镜场集热器的集热效率上，以槽式光热发电厂为列

太阳岛集热器主要包括：抛物镜面、液压站、集热管、倾角仪、HTF集热器温度

元件、就地控制系统装置等，通过优化相关参数及优化相关设计，可以有效提升

镜场集热器效率，最终达到整个电站发电量有效提高的目标。本文主要针对如何

有效提升槽式光热电站镜场集热器效率展开深入的分析，旨在有效解决集热器效

率低下问题，确保整个太阳岛热效率达到最优。

关键词：集热器；槽式；效率；优化

导言

伴随着近年来新能源发电行业的快速发展，太阳能光热发电技术被越来越重

视，特别是近两年新能源新上马项目如果不配备一定比列的光热、储能项目，国

家不允许批复新项目。因此，太阳光热项目是未来发展的主力，由于槽式光热发

电项目是目前世界最成熟的发电项目，所以，槽式光热项目是未来新能源光热领

域发展的重点方向，一般光热发电核心项目最主要的是镜场集热器效率的高低，

只有效提升镜场效率才能提高整个机组设备发电出力。

1槽式光热电站组成部分

1.1槽式光热发电生产系统主要由太阳岛、传储热岛、常规岛等三岛组成，

采用导热油做为传热介质、熔融盐做为储热介质。

主要发电工作原理为借助槽式抛物面反射镜将太阳光反射并聚焦到真空集热

管上，加热集热管中的导热油。一部分导热油通过油水换热器将热能传给蒸汽发

生系统，使蒸汽发生系统产生10.3Mpa的高压蒸汽供汽轮机发电。另一部分导

热油通过油盐换热器将热能以升高熔盐温度的方式储存下来，在夜晚期间油盐换

热器再将热能传递回导热油，由导热油再次通过油水换热器将热能传给蒸汽发生

系统，使蒸汽发生系统产生高压蒸汽，以维持汽轮机持续供电输出。

抛物面槽式太阳能光热发电项目以50MW为列，太阳岛由190个槽式回路组

成，SCA集热器全场分布共计为760个。抛物面反射镜将太阳光反射到位于镜面

焦线处的集热管上，聚焦太阳辐射转化为热能被导热流体吸收。目的：提高镜场

集热器（SCA）吸热效率。

（图中文字：solarcollectorshield:太阳能集热板，hottank：热罐，

storage：储藏，coldtank：冷罐，reheater：再热器，superheater:过热器，

vaporizer：蒸发器，economizer:预热器，turbine：汽机，grid：电网，

generator：发电机，coolingtower:冷却塔）

图一、槽式光热电站生产工艺流程图

2槽式光热电站镜场效率低下的原因

2.1天气因素影响

由于光热电站选址一般在光照时间长地域偏远地区，如果电站所在地区天气

恶劣，特别是风沙天气较多容易造成集热器镜面扬尘落入，如果不及时有效清理

将会导致集热器吸热效率低下，最终影响机组发电机出力。

2.2电气元件故障影响

镜场集热器控制柜内R2继电器R2继电器所带负载是电磁阀，电磁阀属于感

性负载，在触头断开瞬间回路中会产生反向的感性电动势，感应电动势产生的感

应电流在触头放电拉弧，烧损继电器触头。R2继电器控制的是集热器驱动装置蓄

能器出口电磁阀，集热器在东西方向与目标角度每偏差0.05度R2继电器都会动

作一下，每分钟动作数十次左右，动作非常频繁。长时间频繁动作最终造成辅助

触点出现触头氧化、辅助触点引线出现焊点脱焊情况，最终影响集热器正常运行。

2.3油站漏油造成拒动影响

集热器油站电磁阀由于安装期间及长期频繁动作，造成液压驱动装置的电磁

阀阀杆处紧固螺丝有松动现象，导致内部O型圈贴合不严，在液压装置频繁加压、

泄压过程中造成O型圈被刺破，进而导致油箱液压油出现泄漏，油箱油位低集热

器拒动情况发生。

2.4监视画面不合理

由于太阳岛区域设备比较分散加之监视测点近5000个，运行人员由于监视

画面比较多，所以很难