相比傳統(tǒng)的火電站,太陽(yáng)島是光熱電站中最具特殊屬性也是最為關(guān)鍵的組成部分。其中支架可謂是撐起太陽(yáng)島的脊梁,其強(qiáng)度、精度、使用壽命和穩(wěn)定性對(duì)電站的運(yùn)行至關(guān)重要。
支架雖然只是一種鋼結(jié)構(gòu)加工件,但卻被稱(chēng)為“焊接的光學(xué)儀器”。其用量大、精度要求高,占光熱電站總投資的比重往往高達(dá)13%左右。
中國(guó)適合開(kāi)發(fā)光熱電站的區(qū)域普遍位于氣候條件較為惡劣的西北地區(qū),這對(duì)支架的壽命提出了很高要求,而決定支架壽命和性能的關(guān)鍵一環(huán)便是防腐。
目前較為通用的防腐方案是熱鍍鋅。熱鍍鋅也稱(chēng)熱浸鍍鋅,是應(yīng)用最廣泛的鋼材表面處理方法之一,通過(guò)將支架鋼結(jié)構(gòu)鋼浸入熔融的鋅金屬溶液中獲得鋅金屬覆蓋層從而達(dá)到鋼材抗腐蝕和延長(zhǎng)使用壽命的效果。
在光熱發(fā)電領(lǐng)域,塔式熱鍍鋅支架主要以圓管支柱、桁架(根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求一般為矩形管焊接件或圓管焊接件)和橫梁(一般為矩形管焊接件)為主體。槽式熱鍍鋅支架目前有兩種類(lèi)型,一種是扭矩框(角鋼焊接件)加懸臂梁(矩形管焊接件)模式,另外一種為扭力管(圓管)加懸臂梁(T型鋼)模式。
盡管首批光熱示范項(xiàng)目的推進(jìn)速度低于預(yù)期,但支架熱鍍鋅市場(chǎng)卻供不應(yīng)求。據(jù)相關(guān)業(yè)內(nèi)人士透露,主要原因有以下幾點(diǎn):
首先,近年來(lái),隨著高壓輸電、交通、通訊等市場(chǎng)的迅速發(fā)展,對(duì)鋼構(gòu)件的防護(hù)要求越來(lái)越高,熱鍍鋅的市場(chǎng)需求量在不斷增加。但與之相對(duì)的是,鍍鋅過(guò)程在清洗、加工等環(huán)節(jié)存在一定污染。近兩年是史上最嚴(yán)的全國(guó)環(huán)保督察年,一些環(huán)保不達(dá)標(biāo)的鍍鋅廠被陸續(xù)關(guān)閉,導(dǎo)致產(chǎn)能大幅縮減。
在新能源市場(chǎng),光伏市場(chǎng)對(duì)熱鍍鋅的需求量更大,這在一定程度上導(dǎo)致鍍鋅加工廠成了“香餑餑”,合格鍍鋅廠在高峰期都處于產(chǎn)量飽和狀態(tài)。
一些電站在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中,由于國(guó)家環(huán)保大檢查、以及部分國(guó)內(nèi)和國(guó)際重要會(huì)議的召開(kāi)等整體大環(huán)境因素,物資的供應(yīng)客觀上受到了一些影響,采購(gòu)的價(jià)格也有了較大幅度的上揚(yáng)。以某50MW槽式項(xiàng)目部分結(jié)構(gòu)件的鍍鋅為例,年初時(shí),在河北簽訂的鍍鋅加工成本大約每噸2000元左右,由于舉辦國(guó)際大型會(huì)議,鍍鋅工作無(wú)法按時(shí)在河北開(kāi)展,最終為保障整體項(xiàng)目的進(jìn)度不受影響,選擇了部分產(chǎn)品在西部一帶進(jìn)行鍍鋅,鍍鋅加工價(jià)格超過(guò)8000元每噸。
部分支架企業(yè)分析認(rèn)為,未來(lái),熱鍍鋅廠受環(huán)保嚴(yán)控仍將是大概率事件。
其次,光熱系統(tǒng)支架對(duì)熱鍍鋅的要求相對(duì)更高。據(jù)甘肅林濤表面科技有限公司的黎玉林介紹,光熱支架在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)屬于全新產(chǎn)品,大部分的產(chǎn)品構(gòu)件較長(zhǎng)(達(dá)12m以上),一般需要定制模具或特殊的加工設(shè)備。鍍鋅過(guò)程如果控制不好,會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)熱變形,影響精度,這對(duì)鍍鋅廠家提出了更高的要求。許多鋼結(jié)構(gòu)加工廠都不具備對(duì)應(yīng)的光熱支架加工條件,這使得采購(gòu)方的選擇更加有限,有時(shí)不得不舍近求遠(yuǎn),這就使得其在交通運(yùn)輸上的成本驟升。
在首批示范項(xiàng)目建設(shè)中,因支架鍍鋅問(wèn)題導(dǎo)致進(jìn)度延誤的情況絕非個(gè)案。相關(guān)業(yè)內(nèi)人士建議,業(yè)主及施工單位需要盡早做好充足準(zhǔn)備,避免因鍍鋅問(wèn)題延誤工期。一個(gè)50MW光熱電站所配置支架的重量大約為2.5萬(wàn)噸,一般的加工周期需要4~8個(gè)月左右。
另需注意的是,光熱支架以管件和框架為主體,運(yùn)輸支架時(shí)許多地方會(huì)成為空心結(jié)構(gòu),導(dǎo)致運(yùn)輸過(guò)程中不能滿(mǎn)載,一輛載重為33噸的運(yùn)輸車(chē),運(yùn)輸組裝后的支架結(jié)構(gòu)一般只能裝12-25噸左右,對(duì)此,黎玉林建議支架加工鍍鋅單位盡量選擇離項(xiàng)目地近的加工廠來(lái)降低成本。
熱鍍鋅帶來(lái)的污染問(wèn)題使其在遠(yuǎn)期來(lái)看的發(fā)展受限,為此,有相關(guān)單位提出了一種耐候鋼防腐工藝,這種鋼材由普通的碳素鋼加入銅、鎳等耐腐蝕元素冶練而成,具有優(yōu)質(zhì)鋼的機(jī)械性能,耐大氣腐蝕能力是碳素鋼的2~8倍,且使用時(shí)間越長(zhǎng),耐腐蝕性能越突出。
據(jù)相關(guān)信息,應(yīng)用耐候鋼,不僅免去鍍鋅涂層環(huán)節(jié),縮短工期減少成本,而且規(guī)避了熱鍍鋅加工的環(huán)境污染。經(jīng)測(cè)算,相比鍍鋅光伏支架,耐候鋼光伏支架可降低成本15%。但目前這種耐候鋼尚未在市場(chǎng)上大面積推廣應(yīng)用。