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近日，在浙江杭州盛大召開的第十二屆中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì)中，常州龍騰光熱科技股份有限公司副總經(jīng)理方全喜出席會(huì)議并作主題演講《槽式集熱器集成質(zhì)量控制》，詳細(xì)介紹了集熱管、反射鏡、跟蹤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、聚光器支架等各重要部件在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)及槽式集熱器組裝過程的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

圖：方全喜

槽式集熱器是大型高精度光學(xué)儀器，各部件性能及其耦合決定最終性能輸出。

“集熱器的光熱轉(zhuǎn)化效率主要受光學(xué)效率和熱損失影響。”方全喜表示，其中光學(xué)效率的影響占比更大，“光學(xué)效率由集熱器各部件的性能及其組合情況共同決定，具體包括反射鏡的反射率、真空集熱管的透過率與吸收率、有效利用長(zhǎng)度，以及支架系統(tǒng)和跟蹤控制系統(tǒng)所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)誤差與跟蹤誤差等?！?/p>

基于此，方全喜對(duì)集熱器的主要部件——集熱管、反射鏡、跟蹤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與聚光器支架，以及集熱器組裝過程的質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1、集熱管

高溫真空集熱管是集熱器中負(fù)責(zé)高效吸收太陽(yáng)光并轉(zhuǎn)化為熱能的核心部件，其初始性能涉及透過率、吸收率、發(fā)射率和熱損失，這些性能決定了集熱管的有效利用長(zhǎng)度。方全喜表示，為保障集熱管在生命周期內(nèi)性能穩(wěn)定，需通過多項(xiàng)測(cè)試驗(yàn)證其穩(wěn)定性，包括高溫老化及熱循環(huán)測(cè)試、波紋管整管疲勞測(cè)試、泰伯摩擦測(cè)試、UV測(cè)試、冷凝測(cè)試、濕冷凍測(cè)試以及冰雹測(cè)試。

如前文所述，集熱管的熱損失也是影響集熱器光熱轉(zhuǎn)化效率的重要因素。方全喜具體說明了不同狀態(tài)下集熱管的熱損失情況【詳見下圖】：完好的集熱管熱損失最低；失真空但玻璃管完好的集熱管，熱損失會(huì)增加；而當(dāng)玻璃管破損（尤其受室外低溫、大風(fēng)影響時(shí)），熱損失則會(huì)大幅加劇。因此，真空可靠性是集熱管的關(guān)鍵指標(biāo)。

龍騰光熱的真空集熱管采用獨(dú)創(chuàng)的玻璃金屬封接技術(shù)、專有的高溫真空集熱管設(shè)計(jì)、高性能選擇性吸收涂層技術(shù)和高性能減反射涂層技術(shù)，生產(chǎn)過程高度自動(dòng)化，在多個(gè)項(xiàng)目中表現(xiàn)優(yōu)異：在烏拉特100MW槽式光熱項(xiàng)目中，5萬多支集熱管投運(yùn)近5年，保持零破損且無因自身質(zhì)量導(dǎo)致的失真空；產(chǎn)品還銷往西班牙、中東、印度等海外市場(chǎng)，同時(shí)也是全球最大光熱項(xiàng)目——迪拜DEWA項(xiàng)目的全球僅兩家、中國(guó)唯一集熱管供應(yīng)商。

2、反射鏡

拋物面反射鏡是負(fù)責(zé)高效反射并匯聚太陽(yáng)光的部件。在集熱器集成質(zhì)量中，需重點(diǎn)關(guān)注反射鏡的反射率、面型及穩(wěn)定性。方全喜表示，龍騰光熱通過嚴(yán)格執(zhí)行檢驗(yàn)檢測(cè)計(jì)劃（ITP）進(jìn)行生產(chǎn)過程質(zhì)量控制，以充分保障反射鏡的性能質(zhì)量：

（1）反射率：其性能由超白玻璃的原始透過率及鍍層工藝保證；

（2）面型：通過熱彎成型工藝確保面型精度；

（3）穩(wěn)定性：經(jīng)中性鹽霧實(shí)驗(yàn)（NSS）、銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)（CASS）、UV老化測(cè)試、耐濕熱測(cè)試、熱循環(huán)及百格實(shí)驗(yàn)等多項(xiàng)測(cè)試驗(yàn)證。

3、跟蹤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)高精度抗風(fēng)運(yùn)行并追蹤太陽(yáng)，以保證整體聚光器的聚焦精度，由支撐框架、液壓系統(tǒng)和LOC三部分組成——支撐框架為焊接結(jié)構(gòu)件，起支撐連接作用；液壓系統(tǒng)主要用于動(dòng)力輸出；LOC則負(fù)責(zé)控制SCA的運(yùn)行。

方全喜表示，跟蹤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是集熱器中運(yùn)動(dòng)部件最多的系統(tǒng)，也因此最易出現(xiàn)故障，維保工作量較大。為此，需在多個(gè)方面進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試：包括液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、角度傳感器與鋼結(jié)構(gòu)的尺寸匹配性；液壓系統(tǒng)的低溫運(yùn)行特性；油品清潔度；以及防水性能（防止油品乳化、結(jié)冰等問題）。

4、聚光器支架

聚光支架是負(fù)責(zé)構(gòu)建聚焦陣列和抗風(fēng)運(yùn)行的高性能支架系統(tǒng)，是集熱器中最難控制的部分，因?yàn)橹Ъ芟到y(tǒng)零件種類最多、全場(chǎng)零件數(shù)量最多、質(zhì)量一致性控制難度最高。方全喜強(qiáng)調(diào)，集熱器的設(shè)計(jì)圖紙與生產(chǎn)圖紙并非同一概念，需根據(jù)生產(chǎn)制造工藝優(yōu)化生產(chǎn)圖紙。

“支架系統(tǒng)的生產(chǎn)制造遵循一套完整的控制鏈：從首件試制、生產(chǎn)工裝釋放、部件首件釋放，到小批量及大批量生產(chǎn)控制，各階段的檢查比例有所不同。”方全喜表示，為保證生產(chǎn)質(zhì)量的一致性，支架系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化生產(chǎn)，覆蓋設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)制造、包裝運(yùn)輸?shù)热^程。

5、集熱器安裝

集熱器安裝是使集熱器達(dá)到設(shè)計(jì)效能的至關(guān)重要環(huán)節(jié)，分為室內(nèi)組裝與室外安裝兩部分。

室內(nèi)組裝質(zhì)量控制主要關(guān)注反射鏡支撐點(diǎn)位置、集熱管焦線位置和集熱器旋轉(zhuǎn)重心；室外安裝質(zhì)量控制則包括驅(qū)動(dòng)塔調(diào)平置零、立柱直線度調(diào)平和SCA集熱器直線度調(diào)平。由于室外環(huán)境因素的影響更大，因此是質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

集熱器安裝完成后需進(jìn)行調(diào)試，這是系統(tǒng)投運(yùn)前的必備工序，涵蓋驅(qū)動(dòng)塔單體調(diào)試、SCA調(diào)試，最終完成單回路冷態(tài)調(diào)試【詳見下圖】。方全喜表示，槽式集熱器系統(tǒng)調(diào)試完成后，系統(tǒng)即可整體運(yùn)行，生命周期內(nèi)無需再次調(diào)整，因此投運(yùn)與達(dá)產(chǎn)效率極高。

方全喜還介紹了龍騰光熱自主開發(fā)的單回路測(cè)試設(shè)備，通過將該設(shè)備與氣象站、測(cè)試回路相連，可檢測(cè)集熱器的光熱轉(zhuǎn)化效率。方全喜稱，該設(shè)備在內(nèi)蒙古烏拉特中旗項(xiàng)目中，已實(shí)現(xiàn)零下27℃環(huán)境下的注油運(yùn)行及相關(guān)檢測(cè)。

6、參與項(xiàng)目

龍騰光熱2010年開始研發(fā)扭矩框結(jié)構(gòu)集熱器，于2011年在常州建設(shè)100米集熱回路，進(jìn)行集熱器生產(chǎn)制造、組裝安裝、液壓系統(tǒng)開發(fā)、LOC開發(fā)、集熱管在線測(cè)試等，積累相關(guān)建設(shè)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)。2012在內(nèi)蒙古烏拉特中旗建設(shè)600m標(biāo)準(zhǔn)槽式集熱回路，于2013年投入運(yùn)行，獲得國(guó)家能源局“2013年重大科技能源成果鑒定”，通過德國(guó)宇航中心（DLR）檢測(cè)達(dá)到西班牙商業(yè)化電站運(yùn)行水平。以下是龍騰光熱的主要項(xiàng)目業(yè)績(jī)：

▌國(guó)家首批光熱示范項(xiàng)目：烏拉特中旗10萬千瓦10小時(shí)儲(chǔ)熱槽式電站

全球緯度最高（北緯41.5°）及設(shè)計(jì)風(fēng)速最高(45 m/s)的槽式發(fā)電項(xiàng)目，裝機(jī)容量100MW，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)10h。運(yùn)行期間最高光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)77.8%，單月最高發(fā)電量5230萬千瓦時(shí)。電站2021年投運(yùn)至今，累計(jì)發(fā)電量超12億度，機(jī)組頻繁啟停，至今無安全事故、無重大故障停機(jī)。

▌離網(wǎng)獨(dú)立光熱+光伏一體化項(xiàng)目：西藏扎布耶項(xiàng)目

全球海拔最高的槽式發(fā)電項(xiàng)目（海拔4500米），完全離網(wǎng)型獨(dú)立光熱+光伏一體化混合電站，為鹽湖提鋰工廠提供電力和工藝蒸汽。裝機(jī)容量包含40MW槽式，光熱儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)達(dá)16h。

▌太陽(yáng)能熱利用項(xiàng)目

在新疆、山西、江蘇、河南等地進(jìn)行了一系列太陽(yáng)能熱利用項(xiàng)目實(shí)施，具有豐富的集熱器集成經(jīng)驗(yàn)。

方全喜最后表示，整個(gè)槽式集熱器的供應(yīng)鏈長(zhǎng)，整體性能高度依賴裝備制造，所以希望更多廠商可以參與進(jìn)來，共同推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。