今年10月20日，共建“一帶一路”重要項(xiàng)目、中國企業(yè)首次在海外承建的百兆瓦級光熱工程——摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站投產(chǎn)運(yùn)營整整5周年。
這座光熱電站位于摩洛哥東南部瓦爾扎扎特市努奧太陽能發(fā)電園區(qū)。項(xiàng)目投運(yùn)以來，每年可為摩洛哥電網(wǎng)輸送約5.3億千瓦時的清潔電力，每年能減少二氧化碳排放23萬噸，為摩洛哥綠色可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供有力支撐。
“摩洛哥當(dāng)?shù)厝狈γ禾俊⑻烊粴獾饶茉促Y源。它的大部分區(qū)域都是沙漠，所以擁有較好的光資源。如果我們利用太陽能光伏或者光熱來生產(chǎn)清潔的電，可以讓摩洛哥擺脫長期電力匱乏的局面。”談及項(xiàng)目建設(shè)背景，曾擔(dān)任摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站項(xiàng)目設(shè)計(jì)總工程師的樊濤表示。
于是，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站應(yīng)運(yùn)而生。中國能建集團(tuán)所屬中國電力工程顧問集團(tuán)有限公司西北研究院負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的土建設(shè)計(jì)、發(fā)電單元及全廠輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。2015年5月，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站正式開工建設(shè)。
這座光熱電站屬于大容量塔式熔鹽光熱電站。它看起來頗具科幻感：位于光熱電站中央的吸熱塔，像燈塔一樣高高矗立；吸熱塔四周的地面上，環(huán)繞分布著數(shù)千面定日鏡，它們會把太陽光反射到吸熱塔的頂端。
據(jù)介紹，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站的鏡場面積約為132萬平方米，吸熱塔高度為243米。工程共采用7400面定日鏡，每個定日鏡由54個反射鏡面模塊組成，每個定日鏡面積為178平方米。
在吸熱塔的下方，安裝著兩個熔鹽罐，一個冷鹽罐，一個熱鹽罐，其中的熔鹽能夠在290—565攝氏度之間保持流動狀態(tài)，它們是這座光熱電站將太陽能轉(zhuǎn)化為電能不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
其中，冷鹽罐當(dāng)中放置著溫度為290攝氏度的熔鹽，當(dāng)定日鏡將光反射到吸熱塔上，冷鹽罐中的熔鹽會被輸送到吸熱塔上的集熱器中。熔鹽吸收熱量并逐步升溫，當(dāng)溫度接近565攝氏度時，熔鹽泵就會把它們抽到熱鹽罐里儲存。在準(zhǔn)備發(fā)電時，熱鹽罐里的熔鹽會被輸送到蒸汽發(fā)生器中，對水進(jìn)行加熱。水吸收熱量產(chǎn)生了蒸汽，推動汽輪機(jī)組運(yùn)行，從而產(chǎn)生電能。熔鹽自身溫度下降后，再次被輸送回冷鹽罐，如此循環(huán)往復(fù)。
在2015年開展設(shè)計(jì)之前，國內(nèi)設(shè)計(jì)院均沒有大容量塔式熔鹽光熱電站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)外也無塔式光熱電站的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在抗風(fēng)、抗震等多個方面遭遇到前所未有的挑戰(zhàn)。
“我們首先面對的就是抗風(fēng)的問題。”時任摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站項(xiàng)目土建主任工程師李紅星介紹，項(xiàng)目所在地的風(fēng)速是63米每秒，超過我國絕大部分地區(qū)的基本風(fēng)速。而吸熱塔又高又細(xì)，高度和直徑比達(dá)到11左右。
為解決這一難題，項(xiàng)目設(shè)計(jì)建造團(tuán)隊(duì)通過開展調(diào)研分析、風(fēng)洞試驗(yàn)和仿真計(jì)算，創(chuàng)造性地在吸熱塔內(nèi)頂部設(shè)置電渦流調(diào)諧減震器，以確保吸熱塔在風(fēng)荷載作用下安全可靠運(yùn)行。
通過克服重重困難，摩洛哥努奧三期150兆瓦光熱電站創(chuàng)造了多項(xiàng)世界之最：全世界首個采用電渦流調(diào)頻質(zhì)量減震器的吸熱塔、采用全世界反射面積最大的雙液壓控制定日鏡、全世界首次采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定日鏡基礎(chǔ)。
記者了解到，在為超過100萬戶摩洛哥家庭提供清潔能源的同時，該項(xiàng)目還可將富余電能輸送歐洲。