于英利，李 健，王 超，王研凱，韓 義

（內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院，呼和浩特 010020）

0 引言

2020年9月中國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上提出“雙碳目標(biāo)”，同年年底，在聯(lián)合國(guó)氣候峰會(huì)上再次承諾，到2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比例將達(dá)到25%，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億kW以上[1-2]。伴隨太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的日漸成熟，國(guó)內(nèi)多個(gè)太陽(yáng)能熱發(fā)電站相繼投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)迎來(lái)快速發(fā)展階段，將成為電力行業(yè)發(fā)展的主力軍[3-4]。電力技術(shù)監(jiān)督工作在我國(guó)電力行業(yè)已經(jīng)實(shí)施了幾十年，經(jīng)過(guò)不斷的探索、發(fā)展和創(chuàng)新，已覆蓋電力生產(chǎn)全過(guò)程。

現(xiàn)有的電力技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)及工作內(nèi)容，雖然能夠部分覆蓋太陽(yáng)能熱發(fā)電站中涉及發(fā)電機(jī)組相關(guān)專業(yè)的技術(shù)監(jiān)督工作，但是太陽(yáng)能集熱、熱傳輸與換熱、儲(chǔ)熱等設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督，還沒(méi)有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有相關(guān)工作方法和內(nèi)容。本文以槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站為例，探討槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站光熱專業(yè)技術(shù)監(jiān)督管理體系、工作范圍、工作內(nèi)容以及實(shí)施措施等，以便為從事太陽(yáng)能熱發(fā)電站光熱技術(shù)監(jiān)督工作的監(jiān)督人員和技術(shù)人員提供借鑒。

1 電力技術(shù)監(jiān)督現(xiàn)狀

電力技術(shù)監(jiān)督是提高發(fā)、供、用電設(shè)備可靠性，確保電力系統(tǒng)安全、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行為目標(biāo)；以安全和質(zhì)量為中心，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，通過(guò)設(shè)備檢查、數(shù)據(jù)分析、綜合測(cè)試等形式，對(duì)電力企業(yè)工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程、設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)與性能指標(biāo)，實(shí)施檢查、檢測(cè)和評(píng)價(jià)性監(jiān)督管理[5-6]。

根據(jù)DL/T 1501—2019規(guī)定，電力技術(shù)監(jiān)督共涉及11項(xiàng)專業(yè)技術(shù)監(jiān)督和6項(xiàng)設(shè)備設(shè)施監(jiān)督[7]。對(duì)于太陽(yáng)能熱發(fā)電站與傳統(tǒng)火電廠相同或類似的專業(yè)，可參照開(kāi)展技術(shù)監(jiān)督工作。然而，太陽(yáng)能熱發(fā)電站光熱專業(yè)的技術(shù)監(jiān)督暫時(shí)未有參考的標(biāo)準(zhǔn)。

2 光熱技術(shù)監(jiān)督

太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)監(jiān)督（以下簡(jiǎn)稱光熱技術(shù)監(jiān)督）是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)程、規(guī)定和反事故措施要求，采用有效的測(cè)試和管理手段，實(shí)現(xiàn)機(jī)組設(shè)備運(yùn)行、檢修、技術(shù)改造過(guò)程的監(jiān)督和管理，對(duì)影響光熱系統(tǒng)及設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要參數(shù)、性能和指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)督、檢查及評(píng)價(jià)。光熱技術(shù)監(jiān)督一般包含綜合管理監(jiān)督、生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)督、系統(tǒng)與設(shè)備性能技術(shù)管理、技術(shù)咨詢與專項(xiàng)技術(shù)監(jiān)督、技術(shù)服務(wù)等內(nèi)容。

2.1 制度管理與監(jiān)督體系建設(shè)

太陽(yáng)能熱發(fā)電站應(yīng)建立健全技術(shù)監(jiān)督制度體系，完善組織機(jī)構(gòu)與工作職責(zé)，制訂企業(yè)技術(shù)監(jiān)督實(shí)施細(xì)則等，使技術(shù)監(jiān)督工作科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)應(yīng)根據(jù)國(guó)家法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、上級(jí)監(jiān)督制度、組織機(jī)構(gòu)變化情況，及時(shí)更新技術(shù)監(jiān)督制度體系，并公布企業(yè)最新的、有效的技術(shù)監(jiān)督制度清單。

太陽(yáng)能熱發(fā)電站企業(yè)應(yīng)建立光熱技術(shù)監(jiān)督管理辦法與實(shí)施細(xì)則，監(jiān)督機(jī)構(gòu)、人員與三級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理制度，技術(shù)監(jiān)督政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)文件管理規(guī)定，光熱技術(shù)監(jiān)督考核與獎(jiǎng)勵(lì)制度，光熱技術(shù)監(jiān)督應(yīng)急管理辦法，設(shè)備技術(shù)臺(tái)賬管理制度，光熱技術(shù)監(jiān)督定期工作（檢測(cè)試驗(yàn)、設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)檢修等）管理制度，系統(tǒng)與設(shè)備缺陷管理、異常分析、巡回檢查等管理制度，安全、節(jié)能管理制度。

2.2 典型設(shè)備系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)監(jiān)督

太陽(yáng)能熱發(fā)電站光熱專業(yè)的設(shè)備系統(tǒng)主要包括太陽(yáng)鏡場(chǎng)集熱系統(tǒng)、導(dǎo)熱油熱傳輸系統(tǒng)、儲(chǔ)熱系統(tǒng)、換熱蒸汽發(fā)生系統(tǒng)等[8-10]。

2.2.1 太陽(yáng)鏡場(chǎng)集熱系統(tǒng)

太陽(yáng)鏡場(chǎng)集熱系統(tǒng)主要涉及太陽(yáng)鏡、集熱管、支架、驅(qū)動(dòng)與跟蹤裝置等，側(cè)重于設(shè)備安全運(yùn)行與性能指標(biāo)的監(jiān)督[11-13]。從安全角度來(lái)看，太陽(yáng)能熱發(fā)電站應(yīng)針對(duì)集熱系統(tǒng)編制技術(shù)操作規(guī)程文件，明確太陽(yáng)鏡集熱器追日運(yùn)行操作、集熱器投運(yùn)與解列操作、支架強(qiáng)度與膨脹檢查、寒冷天氣鏡面除霜與導(dǎo)熱油防凝等相關(guān)技術(shù)操作要求和措施[14-15]。性能指標(biāo)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注集熱系統(tǒng)的集熱總效率、集熱管導(dǎo)熱油溫升速率、太陽(yáng)鏡反射比、集熱管換熱效率與熱損、導(dǎo)熱油安全運(yùn)行參數(shù)等[16-17]。監(jiān)督這些參數(shù)是否在正常范圍內(nèi)，是否出現(xiàn)嚴(yán)重偏離以及對(duì)偏離原因進(jìn)行分析并采取措施。

2.2.2 導(dǎo)熱油熱傳輸系統(tǒng)

導(dǎo)熱油熱傳輸系統(tǒng)主要包括鏡場(chǎng)循環(huán)泵系統(tǒng)與管路、導(dǎo)熱油膨脹溢流系統(tǒng)、導(dǎo)熱油凈化裝置、導(dǎo)熱油防凝系統(tǒng)、氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)等。

監(jiān)督側(cè)重強(qiáng)化對(duì)鏡場(chǎng)循環(huán)泵、主油泵、溢流泵、防凝爐等設(shè)備的運(yùn)行與檢修維護(hù)，對(duì)管路閥門定期巡檢，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)油壓油位實(shí)施有效監(jiān)控管理，對(duì)工質(zhì)或介質(zhì)運(yùn)行參數(shù)實(shí)施監(jiān)控。導(dǎo)熱油膨脹溢流系統(tǒng)（膨脹罐、溢流罐、損耗罐、閃蒸罐等）按照國(guó)家特種設(shè)備管理要求與電力行業(yè)壓力容器監(jiān)督管理規(guī)程實(shí)施監(jiān)督管理。

2.2.3 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)

蒸汽發(fā)生系統(tǒng)主要包含預(yù)熱器、蒸發(fā)器、再熱器和過(guò)熱器等設(shè)備與管路。監(jiān)督的主要內(nèi)容為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，分析各段換熱器（包括預(yù)熱器、蒸發(fā)器、過(guò)熱器、再熱器、油鹽換熱器）的進(jìn)出口工質(zhì)靜壓差、換熱介質(zhì)進(jìn)出口溫度、換熱器端差等數(shù)據(jù)，掌握換熱器的換熱效果與安全健康狀況，排查影響換熱效率的因素，提升設(shè)備性能。應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視帶有液位表計(jì)的換熱容器液位，并加強(qiáng)對(duì)工質(zhì)及導(dǎo)熱油流量控制，防止干燒、滿溢等情況。

2.2.4 儲(chǔ)熱系統(tǒng)

儲(chǔ)熱系統(tǒng)將部分或全部太陽(yáng)鏡集熱場(chǎng)收集的熱量借助儲(chǔ)熱材料進(jìn)行存儲(chǔ)與釋放，使得太陽(yáng)能熱發(fā)電站能夠連續(xù)生產(chǎn)。儲(chǔ)熱系統(tǒng)包括儲(chǔ)熱罐、輸送泵、儲(chǔ)熱材料輸送管路與設(shè)備等，常用儲(chǔ)熱材料多選擇熔鹽。熔鹽罐中的熔鹽溫度需始終在凝固點(diǎn)以上，保持融化狀態(tài)。儲(chǔ)熱系統(tǒng)的絕熱保溫、電伴熱等防凝設(shè)施要保持穩(wěn)定運(yùn)行。放熱時(shí)熔鹽溫度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)值，并且定期巡檢儲(chǔ)熱介質(zhì)泄漏防護(hù)設(shè)施和儲(chǔ)熱介質(zhì)疏放系統(tǒng)。對(duì)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的監(jiān)督主要包括設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)指標(biāo)性能評(píng)價(jià)等方面，還應(yīng)定期開(kāi)展儲(chǔ)熱系統(tǒng)的有效儲(chǔ)熱熱容量/儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)、充/放熱功率、系統(tǒng)耗電率等指標(biāo)的測(cè)試與評(píng)價(jià)。

2.3 光熱專業(yè)節(jié)能監(jiān)督

對(duì)于太陽(yáng)能熱發(fā)電站企業(yè)光熱系統(tǒng)，除了開(kāi)展管理監(jiān)督和專業(yè)技術(shù)監(jiān)督以外，還應(yīng)輔助開(kāi)展設(shè)備安全、節(jié)能、保溫防凍防護(hù)等工作的監(jiān)督與管理，即光熱專業(yè)節(jié)能監(jiān)督。光熱系統(tǒng)各設(shè)備、管道及其附件外表面溫度>60℃時(shí)應(yīng)采取保溫措施，保溫效果以測(cè)試報(bào)告的數(shù)據(jù)作為監(jiān)督依據(jù)。當(dāng)環(huán)境溫度≤25℃時(shí)，熱力設(shè)備、管道及其附件的保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度應(yīng)≤50℃；當(dāng)環(huán)境溫度>25℃時(shí)，保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度與環(huán)境溫度的溫差應(yīng)≤25℃。這是從熱量損耗節(jié)約能源角度考慮，對(duì)于寒冷天氣戶外管道，還要考慮防凍要求。對(duì)光熱系統(tǒng)應(yīng)建立健全節(jié)能與能耗指標(biāo)記錄、統(tǒng)計(jì)制度，完善統(tǒng)計(jì)臺(tái)賬，定期進(jìn)行節(jié)能分析，加強(qiáng)參數(shù)調(diào)整，確保機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為能耗指標(biāo)分析提供可靠依據(jù)。

2.4 技術(shù)監(jiān)督告警制度

技術(shù)監(jiān)督告警制度是技術(shù)監(jiān)督執(zhí)行部門在監(jiān)督過(guò)程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在嚴(yán)重缺陷或隱患，影響電力安全生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)向受監(jiān)單位發(fā)出設(shè)備告警通知，使企業(yè)及時(shí)采取有效措施消除或者預(yù)防事故發(fā)生。告警制度監(jiān)督的核心內(nèi)容是確立告警等級(jí)劃分，明確告警項(xiàng)目?jī)?nèi)容，建立并規(guī)范技術(shù)監(jiān)督告警制度，尤其是告警通知發(fā)出制度、電站企業(yè)接警應(yīng)急處理制度。

2.5 光熱技術(shù)監(jiān)督定期檢驗(yàn)、檢測(cè)

定期進(jìn)行檢驗(yàn)、檢測(cè)工作是光熱技術(shù)監(jiān)督的重要內(nèi)容，按照國(guó)家和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，借助檢測(cè)裝置與儀器，對(duì)設(shè)備系統(tǒng)開(kāi)展有關(guān)性能參數(shù)、設(shè)備指標(biāo)方面的檢測(cè)工作。檢測(cè)數(shù)據(jù)可以科學(xué)地反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與性能水平，進(jìn)而促進(jìn)發(fā)電企業(yè)自身的監(jiān)督自覺(jué)性，積極實(shí)施設(shè)備性能提升，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。表1、表2給出了典型定期試驗(yàn)項(xiàng)目和大修試驗(yàn)項(xiàng)目。

表1 典型定期試驗(yàn)項(xiàng)目

表2 典型大修試驗(yàn)項(xiàng)目

3 光熱技術(shù)監(jiān)督存在的問(wèn)題

目前，光熱技術(shù)監(jiān)督工作主要存在以下問(wèn)題。

（1）光熱技術(shù)綜合標(biāo)準(zhǔn)體系還不健全，包括運(yùn)行、維護(hù)、性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)等，相關(guān)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)缺失或者不完善，給光熱技術(shù)監(jiān)督工作帶來(lái)一定的影響[18-19]。

（2）光熱技術(shù)監(jiān)督工作在太陽(yáng)能熱發(fā)電站中沒(méi)有全面實(shí)施，未得到高度重視。

（3）由于光熱技術(shù)監(jiān)督還是一個(gè)全新的工作內(nèi)容，積累的經(jīng)驗(yàn)比較少。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站為例，結(jié)合電力行業(yè)技術(shù)監(jiān)督發(fā)展歷程和工作經(jīng)驗(yàn)，從光熱技術(shù)監(jiān)督體系建設(shè)、專業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作內(nèi)容、當(dāng)前存在的問(wèn)題等方面，對(duì)深入開(kāi)展槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站光熱專業(yè)技術(shù)監(jiān)督工作進(jìn)行了分析與探討。構(gòu)建光熱技術(shù)監(jiān)督規(guī)范化工作模式，可以為從事太陽(yáng)能熱發(fā)電站光熱技術(shù)監(jiān)督工作的監(jiān)督人員和技術(shù)人員提供借鑒參考。