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近日，在浙江杭州盛大召開的第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會中，常州龍騰光熱科技股份有限公司副總經理方全喜出席會議并作主題演講《槽式集熱器集成質量控制》，詳細介紹了集熱管、反射鏡、跟蹤驅動系統、聚光器支架等各重要部件在生產過程中的質量控制要點及槽式集熱器組裝過程的質量控制要點。

圖：方全喜

槽式(shi)集熱(re)器是大(da)型高精度光(guang)學儀器，各部件性(xing)能及其耦合決(jue)定最終性(xing)能輸出。

“集(ji)熱器的光(guang)熱轉化效(xiao)(xiao)率(lv)主要(yao)受光(guang)學效(xiao)(xiao)率(lv)和(he)熱損失影響。”方全喜表示(shi)，其中光(guang)學效(xiao)(xiao)率(lv)的影響占比更大，“光(guang)學效(xiao)(xiao)率(lv)由(you)集(ji)熱器各部件(jian)的性能(neng)及其組(zu)合情況(kuang)共同決定，具體包括反(fan)射(she)鏡的反(fan)射(she)率(lv)、真(zhen)空集(ji)熱管的透過率(lv)與(yu)吸(xi)收率(lv)、有效(xiao)(xiao)利用長度，以及支架系統(tong)和(he)跟蹤(zong)控制系統(tong)所導致的結構誤差與(yu)跟蹤(zong)誤差等。”

基于(yu)此(ci)，方(fang)全(quan)喜(xi)對集熱(re)器的(de)主要部件——集熱(re)管、反射鏡、跟(gen)蹤驅(qu)動(dong)系統與聚光器支(zhi)架，以及集熱(re)器組裝過程的(de)質量(liang)控制進行(xing)了詳細介紹。

1、集熱管

高(gao)溫(wen)真空集(ji)(ji)熱(re)管(guan)是集(ji)(ji)熱(re)器(qi)中負責高(gao)效吸收太陽光并轉(zhuan)化為(wei)熱(re)能的核心(xin)部件，其初始性(xing)能涉及(ji)透過(guo)(guo)率(lv)、吸收率(lv)、發射(she)率(lv)和熱(re)損失(shi)，這些性(xing)能決定(ding)了集(ji)(ji)熱(re)管(guan)的有效利用(yong)長度。方全喜表示，為(wei)保障集(ji)(ji)熱(re)管(guan)在生(sheng)命周(zhou)期內性(xing)能穩定(ding)，需通過(guo)(guo)多(duo)項(xiang)測(ce)(ce)試(shi)驗證其穩定(ding)性(xing)，包括高(gao)溫(wen)老化及(ji)熱(re)循環測(ce)(ce)試(shi)、波紋(wen)管(guan)整管(guan)疲勞測(ce)(ce)試(shi)、泰伯摩(mo)擦測(ce)(ce)試(shi)、UV測(ce)(ce)試(shi)、冷凝測(ce)(ce)試(shi)、濕冷凍測(ce)(ce)試(shi)以及(ji)冰(bing)雹測(ce)(ce)試(shi)。

如前文所(suo)述，集(ji)熱(re)管(guan)的(de)熱(re)損(sun)失(shi)(shi)也(ye)是影響(xiang)集(ji)熱(re)器光熱(re)轉化效率的(de)重(zhong)要因素。方全喜具(ju)體(ti)說明了不(bu)同狀態下集(ji)熱(re)管(guan)的(de)熱(re)損(sun)失(shi)(shi)情況【詳見下圖】：完好的(de)集(ji)熱(re)管(guan)熱(re)損(sun)失(shi)(shi)最(zui)低(di)；失(shi)(shi)真空(kong)但玻璃(li)管(guan)完好的(de)集(ji)熱(re)管(guan)，熱(re)損(sun)失(shi)(shi)會增加；而當玻璃(li)管(guan)破損(sun)（尤其受室外低(di)溫、大風影響(xiang)時），熱(re)損(sun)失(shi)(shi)則(ze)會大幅加劇。因此，真空(kong)可靠(kao)性是集(ji)熱(re)管(guan)的(de)關鍵指(zhi)標。

龍(long)騰光(guang)熱的(de)真(zhen)空集(ji)熱管(guan)(guan)(guan)采用獨(du)創的(de)玻(bo)璃(li)金屬封接技(ji)術(shu)(shu)、專有的(de)高(gao)溫真(zhen)空集(ji)熱管(guan)(guan)(guan)設(she)計、高(gao)性能選擇性吸收(shou)涂層(ceng)(ceng)技(ji)術(shu)(shu)和(he)高(gao)性能減反(fan)射(she)涂層(ceng)(ceng)技(ji)術(shu)(shu)，生產過程高(gao)度自動化，在多(duo)個項(xiang)目(mu)中(zhong)表現(xian)優異(yi)：在烏拉特(te)100MW槽式光(guang)熱項(xiang)目(mu)中(zhong)，5萬多(duo)支集(ji)熱管(guan)(guan)(guan)投運近5年(nian)，保持零(ling)破損且(qie)無(wu)因(yin)自身質量導(dao)致的(de)失(shi)真(zhen)空；產品還(huan)銷往西班牙、中(zhong)東(dong)、印(yin)度等海(hai)外市(shi)場，同時也是全球最大光(guang)熱項(xiang)目(mu)——迪(di)拜DEWA項(xiang)目(mu)的(de)全球僅兩家(jia)、中(zhong)國唯一集(ji)熱管(guan)(guan)(guan)供應商。

2、反射鏡

拋物面(mian)反(fan)射(she)鏡(jing)是負(fu)責高效反(fan)射(she)并匯聚太陽光的(de)部件。在集(ji)熱(re)器集(ji)成質(zhi)(zhi)量中，需重點(dian)關注反(fan)射(she)鏡(jing)的(de)反(fan)射(she)率、面(mian)型及穩(wen)定(ding)性。方全喜表示(shi)，龍騰(teng)光熱(re)通過嚴格執行(xing)檢驗(yan)檢測計劃（ITP）進行(xing)生產過程質(zhi)(zhi)量控(kong)制，以充分保障反(fan)射(she)鏡(jing)的(de)性能(neng)質(zhi)(zhi)量：

（1）反射率：其性能(neng)由超白玻(bo)璃(li)的原始透過率及(ji)鍍(du)層工(gong)藝保證(zheng)；

（2）面型：通過熱(re)彎成(cheng)型工藝確保面型精度；

（3）穩定(ding)性(xing)：經中性(xing)鹽霧(wu)實(shi)驗（NSS）、銅(tong)加速醋酸鹽霧(wu)試驗（CASS）、UV老化測(ce)試、耐濕熱測(ce)試、熱循環(huan)及百格實(shi)驗等(deng)多項測(ce)試驗證(zheng)。

3、跟蹤驅動系統

驅動(dong)跟蹤系(xi)(xi)統負(fu)責實現高精度(du)抗風運行(xing)并追(zhui)蹤太(tai)陽，以保證整(zheng)體聚光器的(de)聚焦精度(du)，由支(zhi)(zhi)撐框架、液壓系(xi)(xi)統和LOC三部分(fen)組成——支(zhi)(zhi)撐框架為(wei)焊(han)接結構件，起(qi)支(zhi)(zhi)撐連接作(zuo)用(yong)；液壓系(xi)(xi)統主要用(yong)于(yu)動(dong)力(li)輸出；LOC則負(fu)責控制SCA的(de)運行(xing)。

方全喜(xi)表(biao)示，跟(gen)蹤驅動系(xi)統(tong)(tong)是集熱器中運(yun)動部件最(zui)多的系(xi)統(tong)(tong)，也因此最(zui)易出現故障，維(wei)保(bao)工作量較(jiao)大(da)。為此，需在多個方面(mian)進(jin)行嚴格測(ce)試：包括液(ye)壓系(xi)統(tong)(tong)、控制系(xi)統(tong)(tong)、角度傳感器與(yu)鋼結構的尺寸匹(pi)配(pei)性(xing)；液(ye)壓系(xi)統(tong)(tong)的低(di)溫運(yun)行特(te)性(xing)；油(you)品(pin)清(qing)潔度；以及防(fang)水性(xing)能(neng)（防(fang)止(zhi)油(you)品(pin)乳化、結冰等問題）。

4、聚光器支架

聚(ju)光支(zhi)架是(shi)負(fu)責構(gou)建(jian)聚(ju)焦陣列(lie)和抗風(feng)運行的(de)高性能(neng)支(zhi)架系統，是(shi)集熱器中(zhong)最難控制的(de)部分，因為支(zhi)架系統零件(jian)種類最多、全場零件(jian)數量最多、質量一致性控制難度最高。方全喜強調，集熱器的(de)設計圖(tu)(tu)紙(zhi)與生產圖(tu)(tu)紙(zhi)并非同(tong)一概念，需根據生產制造工藝優化生產圖(tu)(tu)紙(zhi)。

“支架(jia)系(xi)統(tong)(tong)的(de)生(sheng)產制造遵循一套完(wan)整(zheng)的(de)控制鏈：從首(shou)件(jian)試制、生(sheng)產工裝釋放(fang)、部件(jian)首(shou)件(jian)釋放(fang)，到小(xiao)批量(liang)及大批量(liang)生(sheng)產控制，各階段的(de)檢查(cha)比例有所(suo)不(bu)同。”方全喜表(biao)示，為保證(zheng)生(sheng)產質量(liang)的(de)一致性(xing)，支架(jia)系(xi)統(tong)(tong)已實現高度(du)自動(dong)化生(sheng)產，覆蓋設(she)計、采購、生(sheng)產制造、包裝運輸(shu)等全過(guo)程。

5、集熱器安裝

集熱(re)器安(an)裝是使集熱(re)器達到設計效能(neng)的至關重(zhong)要環(huan)節(jie)，分(fen)為(wei)室內組裝與室外安(an)裝兩部分(fen)。

室(shi)內組裝(zhuang)(zhuang)質量(liang)控(kong)制主要關(guan)注反射(she)鏡支(zhi)撐(cheng)點(dian)位(wei)置、集(ji)(ji)熱管焦(jiao)線(xian)位(wei)置和(he)集(ji)(ji)熱器(qi)旋(xuan)轉重心；室(shi)外(wai)安裝(zhuang)(zhuang)質量(liang)控(kong)制則包括驅動(dong)塔調平(ping)(ping)(ping)置零、立柱(zhu)直線(xian)度調平(ping)(ping)(ping)和(he)SCA集(ji)(ji)熱器(qi)直線(xian)度調平(ping)(ping)(ping)。由(you)于室(shi)外(wai)環境因素(su)的(de)影響更大，因此(ci)是質量(liang)控(kong)制的(de)重點(dian)。

集(ji)熱器(qi)安裝完成(cheng)后需進行調(diao)(diao)(diao)試，這是系(xi)統投(tou)運前的必(bi)備工序(xu)，涵蓋驅動塔單體調(diao)(diao)(diao)試、SCA調(diao)(diao)(diao)試，最(zui)終完成(cheng)單回路冷態調(diao)(diao)(diao)試【詳見下圖】。方全喜表示，槽(cao)式集(ji)熱器(qi)系(xi)統調(diao)(diao)(diao)試完成(cheng)后，系(xi)統即可整體運行，生命周期內無需再(zai)次調(diao)(diao)(diao)整，因(yin)此投(tou)運與達產效率極高(gao)。

方全(quan)喜還(huan)介(jie)紹了(le)龍騰(teng)光(guang)熱自主開發的(de)(de)單回路測(ce)(ce)試設(she)(she)備(bei)(bei)，通過將該設(she)(she)備(bei)(bei)與(yu)氣(qi)象(xiang)站、測(ce)(ce)試回路相連，可檢測(ce)(ce)集熱器(qi)的(de)(de)光(guang)熱轉化效(xiao)率。方全(quan)喜稱，該設(she)(she)備(bei)(bei)在內蒙古(gu)烏拉特中(zhong)旗項目中(zhong)，已實現零(ling)下(xia)27℃環境下(xia)的(de)(de)注(zhu)油運行及相關檢測(ce)(ce)。

6、參與項目

龍騰(teng)光熱(re)(re)2010年(nian)開(kai)始研(yan)發扭矩(ju)框結構集(ji)熱(re)(re)器，于(yu)2011年(nian)在常州建(jian)設(she)100米集(ji)熱(re)(re)回(hui)路(lu)，進行集(ji)熱(re)(re)器生產制造、組裝安裝、液(ye)壓系(xi)統開(kai)發、LOC開(kai)發、集(ji)熱(re)(re)管在線測試等，積(ji)累(lei)相關建(jian)設(she)運維(wei)經驗。2012在內蒙古烏拉特(te)中(zhong)旗建(jian)設(she)600m標準槽式集(ji)熱(re)(re)回(hui)路(lu)，于(yu)2013年(nian)投入運行，獲得國(guo)家能(neng)源(yuan)局“2013年(nian)重大科技能(neng)源(yuan)成果鑒定”，通過(guo)德國(guo)宇(yu)航(hang)中(zhong)心（DLR）檢測達(da)到西(xi)班牙商業(ye)化電站(zhan)運行水(shui)平。以下是龍騰(teng)光熱(re)(re)的主要(yao)項目業(ye)績：

▌國家首批光(guang)熱(re)示范(fan)項目：烏拉特中旗10萬千瓦10小時儲熱(re)槽式電站(zhan)

全(quan)球緯(wei)度最高(gao)（北緯(wei)41.5°）及設計風速(su)最高(gao)(45 m/s)的(de)槽式(shi)發(fa)電(dian)項目，裝機(ji)容量100MW，儲熱(re)時長10h。運行期(qi)間最高(gao)光(guang)熱(re)轉換效率達77.8%，單月最高(gao)發(fa)電(dian)量5230萬(wan)千瓦(wa)時。電(dian)站2021年投運至今，累計發(fa)電(dian)量超12億度，機(ji)組頻繁啟停(ting)，至今無(wu)安全(quan)事(shi)故、無(wu)重大故障停(ting)機(ji)。

▌離網獨立(li)光(guang)熱+光(guang)伏(fu)一體化(hua)項(xiang)目：西(xi)藏扎布耶項(xiang)目

全球海拔(ba)最高的槽式發電(dian)項目（海拔(ba)4500米），完全離網型獨立光熱(re)+光伏一(yi)體化混合(he)電(dian)站，為鹽湖提(ti)鋰工(gong)廠提(ti)供電(dian)力和工(gong)藝蒸汽(qi)。裝(zhuang)機容量包(bao)含(han)40MW槽式，光熱(re)儲熱(re)時長達(da)16h。

▌太陽能熱利用項目

在新疆(jiang)、山西、江蘇、河南等地進行了一系列太陽能熱(re)利用項(xiang)目實施，具有豐富的(de)集(ji)熱(re)器(qi)集(ji)成經驗。

方全喜最后(hou)表(biao)示，整個(ge)槽式集熱器的供應鏈長，整體性能高度依賴裝備制造，所以(yi)希望(wang)更多廠商可以(yi)參(can)與進來，共同推進技術進步和產業發展。