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　　自光熱發(fā)電技術(shù)開(kāi)始規(guī)?；l(fā)展并走向?qū)嶋H應(yīng)用開(kāi)始，國(guó)際各大汽輪機(jī)廠商就開(kāi)始研發(fā)適合光熱電站的汽輪機(jī)產(chǎn)品，光熱汽輪機(jī)的技術(shù)和制造能力也伴隨光熱技術(shù)的進(jìn)步而進(jìn)步。

表1：全球主要CSP電站采用的汽輪機(jī)不完全統(tǒng)計(jì)

　　在全球各光熱電站已有應(yīng)用的汽輪機(jī)廠商中，尤以Siemens的市場(chǎng)份額最大，西門(mén)子的汽輪機(jī)產(chǎn)品型號(hào)繁多，其中適合于光熱電站用的產(chǎn)品主要有SST-110、SST-120、SST-300、SST-400、SST-600、SST-700、SST-800、SST-900共八種型號(hào)的產(chǎn)品。其中又以SST-700型汽輪機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，實(shí)際投運(yùn)的項(xiàng)目裝機(jī)容量也最大。

　　除了西門(mén)子之外，目前在市場(chǎng)上較為活躍和擁有較好裝機(jī)記錄的為德國(guó)MAN集團(tuán)下屬子公司MANDiesel&Turbo（MAN柴油機(jī)與透平公司），MAN生產(chǎn)的光熱汽輪機(jī)根據(jù)具體的項(xiàng)目進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，沒(méi)有具體的型號(hào)劃分。其目前總計(jì)投入電站實(shí)際運(yùn)行的光熱汽輪機(jī)共7臺(tái)。其中最小的為5MWe，最大的為125MWe。

表：西門(mén)子光熱汽輪機(jī)技術(shù)參數(shù)概覽

　　除了上述兩大廠商外，三菱重工在1980年代供應(yīng)了美國(guó)SEGS九個(gè)槽式電站的所有汽輪機(jī)，但此后至今未有新的項(xiàng)目應(yīng)用。GE、Alstom、Tosi等廠商也擁有部分業(yè)績(jī)記錄，但都為數(shù)不多。

　　國(guó)內(nèi)廠商哈汽、東汽、杭汽都在光熱汽輪機(jī)的技術(shù)研發(fā)方面有所布局，但目前僅杭汽有實(shí)際項(xiàng)目投入應(yīng)用，杭汽在小型工業(yè)級(jí)汽輪機(jī)的技術(shù)和制造方面優(yōu)勢(shì)明顯，中控德令哈電站一期項(xiàng)目和大漢電站都是10MW及以下的小型項(xiàng)目。東汽目前已經(jīng)與金釩阿克塞50MW光熱電站項(xiàng)目達(dá)成初步合作意向，將與相關(guān)合作方共同承擔(dān)該電站的汽輪機(jī)設(shè)計(jì)制造工作。

　　除了上述幾大汽輪機(jī)廠商，江蘇金通靈流體機(jī)械科技股份有限公司在光熱汽輪機(jī)方面的研發(fā)已有較大進(jìn)展，其此前已生產(chǎn)出1.5MW的小型光熱汽輪機(jī)樣機(jī)，并通過(guò)中國(guó)通用機(jī)械協(xié)會(huì)的鑒定。該公司副總經(jīng)理何杰向CSPPLAZA記者透露，目前其正在加快設(shè)計(jì)50MW級(jí)的光熱汽輪機(jī)，以適應(yīng)國(guó)內(nèi)光熱市場(chǎng)的發(fā)展。

　　技術(shù)工藝難度大 國(guó)產(chǎn)尚存差距

　　目前大多數(shù)光熱電站沒(méi)能實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)持續(xù)發(fā)電，對(duì)于常規(guī)的光熱電站，汽輪機(jī)一般在每天早晨開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，到晚間無(wú)熱源時(shí)關(guān)停或通過(guò)其它燃料補(bǔ)燃進(jìn)行低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，光熱汽輪機(jī)需滿足每天至少一次的頻繁啟動(dòng)要求，并盡可能地縮短每次啟動(dòng)的時(shí)間。從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，啟動(dòng)越快則可以在有限發(fā)電小時(shí)數(shù)內(nèi)更快速達(dá)到額定發(fā)電功率，獲得更多發(fā)電量，這是實(shí)現(xiàn)電站收益最大化的一個(gè)關(guān)鍵影響因素。但啟動(dòng)越快則將對(duì)汽輪機(jī)內(nèi)外各部件產(chǎn)生較大溫差，由此導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力也隨之增大。另外對(duì)于所有的光熱電站，其都將受到不穩(wěn)定光照資源的影響，特別是對(duì)于無(wú)儲(chǔ)熱的光熱電站，太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度的瞬時(shí)變化直接影響到蒸汽的各項(xiàng)參數(shù)，汽輪機(jī)需要適應(yīng)這種頻繁的工質(zhì)參數(shù)變化。

　　這都需要汽輪機(jī)機(jī)組各部件擁有較好的耐疲勞性，這就需要對(duì)制造材料進(jìn)行優(yōu)化選擇，對(duì)各組成部件進(jìn)行優(yōu)化工藝處理。

　　整體來(lái)看，合格的光熱發(fā)電汽輪機(jī)應(yīng)滿足的總體要求是：熱啟動(dòng)迅速、可靠性高、滿足每天至少啟動(dòng)一次的啟動(dòng)頻率、滿足至少30年的使用壽命。按光熱汽輪機(jī)一般每天啟動(dòng)一次計(jì)算，30年壽命周期內(nèi)需滿足的循環(huán)啟停次數(shù)約11000次。

　　MAN公司北京分公司光熱汽輪機(jī)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人嚴(yán)勝德在接受CSPPLAZA記者采訪時(shí)表示，基于對(duì)MAN汽輪機(jī)30年壽命周期內(nèi)的應(yīng)力計(jì)算分析，我們可以保證MAN汽輪機(jī)所有部件的設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)都超過(guò)20000次，MAN汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)啟停次數(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了11000次啟停次數(shù)的基礎(chǔ)指標(biāo)要求。阿聯(lián)酋100MW的Shams1槽式光熱電站是當(dāng)前全球投運(yùn)的單機(jī)裝機(jī)容量最大的槽式電站，MAN的汽輪機(jī)在該電站投入運(yùn)行數(shù)月來(lái)反饋良好。

圖：MAN供應(yīng)Shams1電站的汽輪機(jī)

　　嚴(yán)勝德表示，光熱汽輪機(jī)要具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，其效率、可靠性和價(jià)格是重要的考量指標(biāo)。光熱汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造對(duì)于材料的選擇，制造的工藝都比傳統(tǒng)汽輪機(jī)要更高一些。因?yàn)槠湟m應(yīng)光照資源導(dǎo)致的較多的負(fù)荷變化、啟停次數(shù)和啟停速度的要求。

　　MAN光熱汽輪機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于擁有極高的熱適應(yīng)能力，停機(jī)時(shí)段溫度下降慢，可快速頻繁啟動(dòng)。

　　對(duì)于國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)，有業(yè)內(nèi)人士對(duì)CSPPLAZA記者表示，光熱汽輪機(jī)的特殊技術(shù)要求對(duì)國(guó)內(nèi)各大廠商來(lái)說(shuō)目前還存在不少的技術(shù)難題，雖然國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)在傳統(tǒng)火電領(lǐng)域已經(jīng)具有與國(guó)際廠商相抗衡的實(shí)力，但在光熱汽輪機(jī)這一特殊產(chǎn)品領(lǐng)域還存在一定距離。但目前國(guó)內(nèi)汽機(jī)廠對(duì)光熱汽輪機(jī)都在進(jìn)行積極研發(fā)，并已取得了一系列的成果，相信未來(lái)國(guó)產(chǎn)光熱汽輪機(jī)可以以本土化優(yōu)勢(shì)贏得本土光熱市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。