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光热电站运维成本几何?
  • 2017-09-20 10:45:55
  • 浏览:2425
  • 来自:CSPPLAZA

自2013年3月17日投运至今,装机100MW的Shams1光热电站已持续运行达4年6个月。作为中东地区已投运的最大的光热发电项目,该电站的设计年发电量为2.10亿度,而实际发电量在过去三年均超出预期。

据最新消息,电站今年的表现依旧良好,前8个月的电力输出已超过1.48亿度。这一优异的表现与前期良好的设计、建设、调试等固然密不可分,而后期的运行和维护工作——这一长达二十余年的“持久战”将占据电站整个生命周期,其成功与否,不仅关乎电站的最终实际发电成果,也关系到所有前期工作的实际效果。

图:Shams1电站过去3年的发电量

Shams1槽式光热电站占地面积2.5平方公里,镜场由258,048面槽式反射镜组成,总投资为6亿美元左右。该电站虽然没有配备储能系统,但因其位于阿联酋麦迪纳特扎耶德,是一个真正建设在沙漠环境中的光热电站,其所处环境与中国首批光热项目所在地西北有很多类似之处,因此该项目的运维经验对于中国示范项目而言具备一些借鉴意义。

针对该电站的运维成本、各个系统应配备的人员数量,换班制度以及中国首批示范项目运维中应注意的相关事项,CSPPLAZA记者日前对Shams公司项目经理BorjaSanz进行了专访。

BorjaSanz自2006年加入Abengoa,2010年~2012年,作为PS10、PS20(塔式)、Solnova1、3和4(槽式)五个光热项目的工程部经理,统管项目优化,为日后进入运维领域打下技术基础。2012年借调至Shams1电站,担任运营经理一职,值得一提的是,Borja在建设和调试阶段即进驻项目现场,参与员工招聘、建立运维阶段必备的文档、与EPC协调交接、有关第三方服务协议的谈判等工作,为后期运营工作做准备。而电站的首年商业化运营成绩的确超出预期,消耗成本也低于批准的预算金额。2014年统管运营和管理工作,负责电站长期计划(LTP)和业务连续性计划(BCP)的制定和执行。2016年,在Shams公司任项目经理至今。

记者:运维的重要性如何?需要耗费的运维成本是多少?

BorjaSanz:运维是决定一个光热项目能否成功的至关重要的因素之一。只有通过合理的运维,才能与前期的精心设计、建设、调试相辅相成,使电站的发电量达到预期,并为投资者带来可观的投资回报率。更重要的一点是,优秀的O&M团队能够在电站进入商业化运作之前,帮助预见建设、调试阶段存在的那些易于解决的潜在问题,从而助力光热项目的成功开发。

一个项目最终的交付成果与最初设计相比,往往会存在一些差距和不足,这时运维的重要性就愈加凸显。因为,举措得当的运维工作能够帮助电站在彻底解决问题之前,使电站的运行效果保持在预期范围之内。事实上,运维在解决这些问题的过程中发挥着关键作用,并且还在商业运营阶段的优化中起到一定的作用。

然而一些公司往往低估了运维工作的重要性。例如,一些企业经常试图缩减运营管理人员在动员期间的开支,而这通常会导致与EPC承包商之间的交接不如人意,最终就会造成电站在进入商业化运行之初,发电量和运行表现不佳,如此一来招致的损失比在上述动员阶段费劲节省下的成本要昂贵的多。

记者:运维成本支出在电站总投资中占比约为多少?构成运维成本的主要是哪些部分?

BorjaSanz:不同的研究表明,运维成本通常为0.02-0.03美元/kWh。当然,具体的运维的成本将更大程度取决于每个项目的特殊性,比如场址、设计、装机规模、储能时长以及协同效应等等。

记者:运维的日常工作包括哪些?槽式和塔式光热电站的运维程序不同之处有哪些?

BorjaSanz:O&M团队的职责是确保电站安全、可靠、达到最佳运行效率,从而产生预期的电量和得到相应的收益。要达到这些目的,围绕运维展开的相关工作包括:控制成本,利益相关者之间需建立良好的关系,以及确保安全倡议得到执行等。因此,电站一类固定资产的运维往往意味着要进行许多性质各异的工作。

在技术方面,光热电站O&M团队的工作方式通常与传统发电厂类似。尽管光热是一种全新的可再生能源发电技术,电站中的许多设备与传统发电厂中的设备(涡轮、泵、马达、压缩机等)相似,因此光热电站的基本运维工作也是有规矩可循的。

运维团队由两部分组成,分别是运营团队和维修团队。首先,运营团队负责的工作内容包括:主导电站的日常启动,从控制室和光场的运行,巡视监控各个设备的状态,并向维护团队报告异常情况,以及当有设备需要进行检修时,在移交设备前,由运营团队负责相关设备的准备。换言之,运营团队的工作内容包括电站的启动以及上锁挂牌制度(“Lock-outTag-out”,简写为LOTO)的实施。而该团队每天例行工作必备的工具包括设备工作状态记录单、(异常设备)隔离单、服务请求等。

维护团队则负责所有需要矫正维修的工作以及按照原始设备制造商提供的产品最佳性能制定的维护计划。而所有维护部门的工作关键点之一都是根据工作量合理安排工作时间、工作计划、明晰先后工作秩序。

当运营团队收到维护服务请求(或通知)时,经过必要的协调,维护团队将负责制定整套维修解决方案,包括与采购部门交涉以及最终与供应商达成相应协议。另外,由于清洁状况关乎整个电站的发电表现,因此清洁通常也被归为维修团队的重要工作内容之一。其他诸如设备检查、可靠性保障程序等也是运营管理的一部分。这些工作的组织实施方式又因每个公司的风格、项目间潜在的协同效应不同而有所差异。

需要指出的一点是,运营和维护团队的工作开展需要配备一个健康安全环境(HSE)三位一体的管理团队和一个工程团队来给予支持。只有这样,才能确保所有的工作都是在安全的环境中进行,并通过模型来监测电站运行状态,进而明确需要采取的行动。

记者:槽式和塔式光热电站的运维程序不同之处有哪些?

BorjaSanz:每种技术都有其特殊性,因此在运维过程中的程序也必然存在差异。

首先,不论电站采用了哪种技术路线,运营和维护管理的基本原则是一致的:电站的日常启动、利用设备工作状态记录单来监控各个设备的运行状态、以及向维护团队报告异常情况等等;进行矫正维修、制定并履行维修计划等。

但具体而言,塔式与槽式电站的运维细节还是区别很大的。

在实操方面,例如,槽式电站与水工质塔式电站相比,两者的一个重要的区别就是对瞬时状态的热惯性反应。尽管这取决于每个项目的设计方案,但塔式发电技术的这一惯性通常比槽式要小(如镜场被一片云瞬时遮挡,水工质塔式系统受的影响比槽式要显著很多),因此,需要针对不同的瞬时状态采取不同的操作策略和反应机制。

在维护方面,需要注意的重要一点是,虽然有些设备在槽式和塔式电站甚至是火电站中都比较常见,但光热电站特有的设备如反射镜、吸热器、熔盐热交换器、熔盐泵等,不同技术之间存在差异,各自均需要一定水平的专业知识。因此,相应的O&M程序各异。

最后,应该强调的一点是,电站中应用不同的传热流体(槽式以导热油为主,塔式以熔盐为主),后期的运行和维护的工序就存在很大差别。

记者:配备储能的电站和不配储能系统的电站的运维有什么区别?

BorjaSanz:储能系统是光热电站的关键系统之一。事实上,这是与其他新型发电技术进行对比时,光热电站的最大不同之处。有人认为,由泵、储罐、换热器等部分组成的储能系统运维时很简单,只要按部就班遵循那些设备供应商的建议就没问题。然而,一些项目的实际经验表明,恰恰是这个系统最应该加以严密地监测。储能系统通常选用熔融盐作为储热介质,但对运维团队来说,熔盐的高凝固点是一个不小的挑战。一旦这个系统出现任何问题,都会为电站带来巨大的经济损失。热交换器的运维也需要操作得当以及维护及时,因为它的任何问题都会对储能系统带来影响,进而波及到整个电站。因此,在电站运维初期,配备具有专业知识且十分敬业的运维人员是一个很好的选择。

记者:以一个装机50MW配备储能系统的光热电站为例,日常运维需要配置多少名员工?太阳岛、常规岛和储热岛分别配备多少人?

BorjaSanz:不同的公司采用的运维方法不尽相同。在确定运维团队具体需配备多少工作人员时,其中重要的一步就是要判断项目所处的阶段。例如,一个刚刚从调试阶段移交过来的项目通常比已进入稳定状态的成熟项目需要更多的资源。

虽然运维团队规模和分工取决于每个项目背后的特殊性,但若以装机50MW配备储能系统的光热电站为例的话,在运维的第一年中,需要配备的工作人员如下:运营主管1名,需要长期在项目现场;控制室操作员白天2名,夜间1名;常规岛操作员3名,需要一直在现场;太阳岛操作员2名,需要一直在现场;维修主管4名;维护技术人员(包括机械、电气和热控等)12人;一定数量的镜面清洁人员,视场址环境而定;其他的包括仓库员工、健康安全环保管理人员以及额外的工程支持人员。

上述为每一班时的大概人员分布情况,若要覆盖已建立的轮班制度,运维人员的总数还要明显增加。

记者:一般采用怎样的换班制度?每一班有几个?

BorjaSanz:具体的换班制度因不同国家和公司而异,因为劳动法不同,工人每周的工作时间上限也会有所不同。相应地,相同的工作量,每个小时配备的操作人员总数也会有区别。这就是为什么重要的工序每时每刻的人员配备情况都会有所变化的原因。例如,控制室在白天会配备2个操作员,晚上只配备1个。而控制室操作人员的总数可根据劳动法(每周最高工作时间和每年最低的年数)以及公司的人力资源管理条例计算得出。

通常情况下,有两种轮班模式:按白天和晚上分两班倒,每班12小时;某些24小时不间断运行的部分,则按早上、下午和晚上分三班倒,每班8小时。当然,根据各个系统的运行需要,同一个运维团队中甚至有多个不同的换班模式。

记者:运维过程中面临的主要挑战,或可能出现的问题?

BorjaSanz:在我看来,第一个挑战易在电站的建设和调试过程中出现,那时也正是运维团队在做动员的时候。在这一阶段,如何培训工作人员做好准备接管电站的运作是一个挑战。如果动员这些任务发生延迟,将可能导致运维团队与上一团队交接不力,而这又会直接波及后期的操作,导致事故发生,从而带来巨额损失。在这一阶段,同样至关重要的一点是,运维的理念、战略和操作流程都应明确。

一旦O&M团队接管了电站的运作任务,就意味着他们需要面对不同系统中不同的技术挑战。首先确保电站可靠运行是关键目标之一,因此就需要制定一个足够可靠的计划。在这一过程中,运维团队开始体验所有的操作流程和协调工具在调试阶段是如何进行和运用的。通常情况下,这些工具需要根据项目的具体情况以及实际经验进行调整。在执行日常O&M工序的过程中,如何创建一个适当的环境来调整这些流程和工具是一个巨大的挑战,管理团队应有效地解决这些问题,以保证电站的运行正常。

记者:结合您的运维经验,对中国光热电站运维有何建议?

BorjaSanz:我强烈建议要首先明确制定一个适当的动员计划并实施,确保运维人员能够尽早熟悉这个项目并接受培训。而培训又是重中之重的,针对不同的系统,应召集相应的供应商对各个系统进行分别培训,最后再将所有部分集成后整合加以培训。再次强调,建立训练矩阵是必须的。

在调试阶段有一项关键任务需要完成,那就是建立运维文档的行动计划。有些公司在运维过程中单纯依赖原始设备供应商提供的参考手册,甚至仅依赖于EPC承包商的交接文件。虽然这些方式无可厚非,但我认为,仅仅这样是不够的。

我认为运维团队应该根据原始设备供应商的手册亲自制定一套适合自己的操作流程,不仅有助于后期运维工作顺利进行,还便于为工作人员提供培训。运维团队应该确保在调试期间即确立运维的理念、策略以及需要采取的行动。例如,在制定策略时,需明确日后将会使用的软件以及需要分包出去的工作。另外,与第三方的服务协议必须提前准备好,以避免在电站完工时的一些意外。而一些与特定系统上的专家签订的服务协议无疑是更需要准备的,因为期望运维团队可以覆盖电站中所有的技术知识是非常具有挑战性的。

最后一点同样重要,即安全不应被低估。光热电站与化工厂有类似之处,也要面临很多的风险。因此,采取适当的分析和实施必要的措施来确保操作安全是极其重要的。

【责任编辑:meimei_sz】
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