太陽(yáng)能發(fā)電裝備的潤(rùn)滑油液性能要求及選用探討

張春輝

(中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司 北京 100085)

能源和環(huán)境問(wèn)題是制約世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的2個(gè)突出問(wèn)題，當(dāng)今節(jié)能減排、綠色發(fā)展、開(kāi)發(fā)利用各種可再生能源已成為世界各國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略。太陽(yáng)能具有儲(chǔ)量大、永久性、清潔無(wú)污染、可再生、就地可取等特點(diǎn)，是目前地球上可以開(kāi)發(fā)的最大可再生綠色能源。利用太陽(yáng)能，推動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展，成為世界各國(guó)的共識(shí)。2020 年中國(guó)確定了“雙碳”目標(biāo)，新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段， 太陽(yáng)能發(fā)電迎來(lái)發(fā)展黃金期。

關(guān)鍵設(shè)備的可靠性是太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)先進(jìn)性、安全性、高效性實(shí)施的基礎(chǔ)，而動(dòng)設(shè)備良好潤(rùn)滑及傳熱設(shè)施介質(zhì)正確選擇對(duì)設(shè)備的可靠運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。本文作者對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電裝備潤(rùn)滑及熱傳遞關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析，指出現(xiàn)用產(chǎn)品存在的問(wèn)題，提出開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命專(zhuān)用油品并建立針對(duì)性評(píng)價(jià)手段，確保太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。

1 太陽(yáng)能發(fā)電基本情況

1.1 太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用

2020年全球太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)127 GW，已占到全球發(fā)電量的 27%。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)預(yù)測(cè)，2020—2025年全球?qū)⑿略龀^(guò)900 GW的太陽(yáng)能發(fā)電量，太陽(yáng)能發(fā)電量將占到新增清潔能源產(chǎn)能的60%。

我國(guó)可再生能源利用規(guī)模占世界首位，占全球的30%。截至2020年底，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)253 GW。根據(jù)“十四五”規(guī)劃，2030年中國(guó)太陽(yáng)能的裝機(jī)容量將達(dá)到650 GW，占比可再生能源的55%。詳見(jiàn)表 1。

表1 2014—2020我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電新增及總?cè)萘?單位：GWTable 1 Newly increased and total capacity of solar power generation in China from 2014 to 2020 Unit:GW

1.2 太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)模式

太陽(yáng)能發(fā)電有2種方式，光伏發(fā)電與光熱發(fā)電。

光伏發(fā)電：是光-電直接轉(zhuǎn)換方式，太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光形成光電子，產(chǎn)生電流，進(jìn)行發(fā)電。光伏發(fā)電是太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的主力軍，占全部太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量的 99%以上。我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)占據(jù)全球主動(dòng)地位，光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控[1]。

光熱發(fā)電：即太陽(yáng)能熱發(fā)電，是光-熱-電的轉(zhuǎn)換方式，采用集熱系統(tǒng)采集匯聚太陽(yáng)光，并利用吸熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過(guò)蒸汽動(dòng)力循環(huán)的熱功轉(zhuǎn)化過(guò)程發(fā)電。我國(guó)太陽(yáng)能光熱發(fā)電，還處于初期階段。光熱發(fā)電與光伏發(fā)電相比，具有更好的調(diào)節(jié)和控制能力，可以與光伏、風(fēng)電及傳統(tǒng)電力能源相結(jié)合，有利于新能源電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行與新能源高效消納，發(fā)展前景廣闊。槽式和塔式是目前最為主流的2種光熱發(fā)電技術(shù)路線[2]。

1.3 太陽(yáng)能發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備及相關(guān)要求

可靠性和效率始終是太陽(yáng)能規(guī)?；焖侔l(fā)展和利用的關(guān)鍵所在。由于太陽(yáng)能資源的波動(dòng)性和隨機(jī)性，尤其是光伏發(fā)電具有顯著的間隙性和隨機(jī)性，導(dǎo)致發(fā)電功率不平穩(wěn)，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行是長(zhǎng)期面臨的重大挑戰(zhàn)，太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的高可靠性成為關(guān)注的焦點(diǎn)；而依靠自身技術(shù)進(jìn)步提高太陽(yáng)能發(fā)電效率,持續(xù)降低發(fā)電成本是太陽(yáng)能得以不斷擴(kuò)大應(yīng)用的基礎(chǔ)之一。

關(guān)鍵設(shè)備的可靠性是太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)先進(jìn)性、安全性、高效性實(shí)施的基礎(chǔ)。設(shè)備可靠性需要從設(shè)備硬件、工況、動(dòng)設(shè)備潤(rùn)滑、傳熱設(shè)施介質(zhì)選擇幾方面綜合保障，需重點(diǎn)考察環(huán)境、特殊工況等多維度影響因素；而相關(guān)配套潤(rùn)滑、傳熱介質(zhì)的研究，是提升設(shè)備效率、延長(zhǎng)設(shè)備壽命、達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行的前提。

光伏發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備組件包括太陽(yáng)能追蹤器、硅晶板、電器開(kāi)關(guān)及逆變器。太陽(yáng)能追蹤器對(duì)光照的有效采集起著重要作用，追蹤器穩(wěn)定、可靠運(yùn)行是確保光能采集率最大的前提，而可靠的抗風(fēng)能力是太陽(yáng)能跟蹤器的基本要求。逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)核心關(guān)鍵部件，逆變器將系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電供應(yīng)給電網(wǎng)或者用于驅(qū)動(dòng)電器等負(fù)載，其性能直接關(guān)系到整個(gè)電站的發(fā)電效率以及運(yùn)行安全[3]。

太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)分別由集熱系統(tǒng)、吸熱系統(tǒng)、儲(chǔ)熱與換熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)組成。發(fā)電部分與常規(guī)熱力發(fā)電廠相同或相近，汽輪機(jī)作為核心設(shè)備需要重點(diǎn)關(guān)注。熱能部分中，聚光集熱技術(shù)是太陽(yáng)能熱利用的專(zhuān)有技術(shù)，其技術(shù)要求高,而關(guān)鍵動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的精準(zhǔn)性和可靠性直接影響聚光系統(tǒng)的安全性及工作效率。儲(chǔ)熱、換熱系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力，其可靠性直接關(guān)乎光熱發(fā)電站能否正常運(yùn)行[4]。

2 太陽(yáng)能發(fā)電潤(rùn)滑需求

潤(rùn)滑對(duì)保證設(shè)備“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿(mǎn)、優(yōu)”運(yùn)行的重要性不言而喻。廣義上講太陽(yáng)能發(fā)電的潤(rùn)滑主要包含兩方面功能，一是運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑，二是熱傳導(dǎo)作用(包含冷卻)。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，需要潤(rùn)滑及冷卻的裝置主要有2個(gè)：一是太陽(yáng)能接收系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，二是電流轉(zhuǎn)化及輸出系統(tǒng)的變壓器及液冷逆變器。

在光熱發(fā)電系統(tǒng)中，需要潤(rùn)滑的裝置主要包括集熱系統(tǒng)傳動(dòng)裝置及發(fā)電系統(tǒng)汽輪機(jī)。除此之外，傳熱介質(zhì)在熱存儲(chǔ)及熱交換系統(tǒng)中承擔(dān)熱量傳遞作用，其正確選擇和使用過(guò)程監(jiān)控需要重點(diǎn)關(guān)注，以提升熱效率和使用安全性。

3 太陽(yáng)光接收回轉(zhuǎn)裝置潤(rùn)滑需要

無(wú)論是光伏還是光熱，其太陽(yáng)光接收系統(tǒng)都需要跟隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，蝸輪蝸桿減速機(jī)由于其具有自鎖性、大傳動(dòng)比及定位精準(zhǔn)性的特點(diǎn)，在太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)被廣泛應(yīng)用?；剞D(zhuǎn)蝸輪蝸桿減速器被業(yè)界譽(yù)為地面跟蹤的“心臟”。以塔式光熱發(fā)電的定日鏡為例，一般50 MW的光熱發(fā)電項(xiàng)目需要約3 萬(wàn)面定日鏡，每面鏡子都需要一個(gè)蝸輪蝸桿減速機(jī)，以保證定日鏡與太陽(yáng)光照射角度的精準(zhǔn)吻合。

3.1 太陽(yáng)能用回轉(zhuǎn)減速器裝置特點(diǎn)

相比于一般蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置，用于光伏光熱領(lǐng)域的回轉(zhuǎn)減速器——蝸輪蝸桿裝置有著自己鮮明的特殊性：

(1)配副材質(zhì)不同于傳統(tǒng)蝸輪蝸桿的“鋼對(duì)銅”， 一般為“鋼對(duì)鑄鐵或其他合金”。

(2)轉(zhuǎn)速很慢。為保持實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置， 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)每3～5 s轉(zhuǎn)動(dòng)一次，蝸輪蝸桿輸入端的轉(zhuǎn)速為0.3 r/s，輸出端只有0.01 r/s。

(3)承受較大負(fù)荷及傾覆力矩。風(fēng)對(duì)傳動(dòng)裝置的沖擊負(fù)荷很大，可達(dá)13 000 N/m2，且由于風(fēng)力不平穩(wěn)，產(chǎn)生的沖擊震動(dòng)使得磨損較大，同時(shí)如果載荷產(chǎn)生的力矩大于裝置的傾覆力矩時(shí)，會(huì)產(chǎn)生傾覆失穩(wěn)。

(4)環(huán)境惡劣。很多大型集中式發(fā)電場(chǎng)在4 000 m以上高海拔地區(qū)，四季、晝夜溫差大,對(duì)油品黏溫性能要求高。

(5)超長(zhǎng)壽命。由于更換過(guò)程復(fù)雜，太陽(yáng)能跟蹤裝置設(shè)計(jì)壽命一般要求超過(guò)25年。

3.2 太陽(yáng)能用蝸輪蝸桿裝置潤(rùn)滑技術(shù)要求

基于太陽(yáng)能蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置的特殊性，配套的潤(rùn)滑劑也須滿(mǎn)足長(zhǎng)壽命、適應(yīng)惡劣工況要求，終極目標(biāo)是潤(rùn)滑油達(dá)到和裝置同壽命25年。因此潤(rùn)滑劑應(yīng)具備如下特征：

(1)優(yōu)異低溫性能。太陽(yáng)能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完全暴露于室外，加之光資源豐富地區(qū)所處環(huán)境工況苛刻，如沙漠環(huán)境的溫度范圍為-20～50 ℃，油品應(yīng)具有優(yōu)異的低溫流動(dòng)性和黏溫特性。

(2)良好的密封橡膠相容性。用戶(hù)對(duì)油品泄漏非常關(guān)注，不同于一般的工業(yè)裝置，太陽(yáng)能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)暴露在室外空間，油品稍有泄漏都會(huì)造成電池板及定日鏡等外觀污染，用戶(hù)無(wú)法接受。也正是該原因最初用戶(hù)選用半流體潤(rùn)滑脂以期解決泄漏問(wèn)題，但如果油品不具備良好的橡膠相容性能，并不能從根本上解決。

(3)優(yōu)秀減摩性能、低摩擦因數(shù)。該特性是蝸輪蝸桿油相對(duì)于一般工業(yè)齒輪潤(rùn)滑油最大的特點(diǎn)之一。蝸輪蝸桿主要用于兩交錯(cuò)軸間的動(dòng)力傳遞，具有傳動(dòng)速比大、結(jié)構(gòu)緊湊、蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩大等特點(diǎn)。蝸輪蝸桿的傳動(dòng)方式以滑動(dòng)為主，且相對(duì)滑動(dòng)速度大、滑動(dòng)距離大，不易實(shí)現(xiàn)良好的潤(rùn)滑；另外，齒面溫度高、油膜易破壞，容易引起發(fā)熱，傳動(dòng)效率低、蝸輪易磨損[5]。加之太陽(yáng)能傳動(dòng)裝置所承受的沖擊負(fù)荷較大，潤(rùn)滑條件苛刻，油品應(yīng)具有更優(yōu)異的抗磨、抗擦傷能力，以及適宜的低摩擦因數(shù)以保證蝸輪蝸桿減速機(jī)的傳動(dòng)效率并降低溫升。針對(duì)上述性能要求，蝸輪蝸桿減速器生產(chǎn)商都會(huì)采用蝸輪蝸桿臺(tái)架考察配套油品的傳動(dòng)效率、溫升等表現(xiàn)，以確定油品綜合性能是否滿(mǎn)足要求。如 Flender公司的G722蝸輪蝸桿油測(cè)試方法《Oil Test with Cylindrical Worm Gear Drives》中重點(diǎn)對(duì)點(diǎn)蝕、溫升和傳動(dòng)效率幾個(gè)重要性能進(jìn)行考察。

(4)優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性。用戶(hù)希望配套的油品能達(dá)到與裝置同壽命，即超過(guò)25年，因此潤(rùn)滑劑要求有優(yōu)異的氧化穩(wěn)定性。

3.3 現(xiàn)用潤(rùn)滑產(chǎn)品技術(shù)狀況

蝸輪蝸桿齒面嚙合效率低，齒面間磨損大，工作時(shí)易發(fā)熱，加之結(jié)構(gòu)造成不易潤(rùn)滑等原因，易發(fā)生失效[6]。潤(rùn)滑油性能對(duì)蝸輪蝸桿減速器裝置的有效運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用，高機(jī)械效率、低摩擦是對(duì)蝸輪蝸桿潤(rùn)滑劑的基本要求。

傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿回轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用油潤(rùn)滑， 但如前所述考慮到泄漏等原因，目前太陽(yáng)能領(lǐng)域使用的蝸輪蝸桿減速箱，大多數(shù)采用了OEM推薦的半流體潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。但一方面由于應(yīng)用環(huán)境惡劣，潤(rùn)滑脂經(jīng)反復(fù)輻射高溫暴曬后，也會(huì)造成溢脂泄漏問(wèn)題；另一方面因現(xiàn)有潤(rùn)滑脂無(wú)法達(dá)到太陽(yáng)能領(lǐng)域長(zhǎng)壽的需求，許多OEM規(guī)定5～6年應(yīng)補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑脂。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研反饋現(xiàn)有潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑存在振動(dòng)磨損過(guò)大，7～8年后蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置間隙變大，發(fā)生磨損問(wèn)題，影響定日鏡系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)的精準(zhǔn)跟蹤。

相比于脂潤(rùn)滑，油潤(rùn)滑在冷卻效果、傳動(dòng)效率等方面都更有優(yōu)勢(shì)。我國(guó)現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SH0094(詳見(jiàn)表2)規(guī)定了蝸輪蝸桿油技術(shù)規(guī)范，但該規(guī)格對(duì)油品密封相容性、抗氧化、抗磨損等性能要求，與太陽(yáng)能傳動(dòng)裝置要求都有一定的差別。如對(duì)油品的氧化安定性要求，標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12581(等效ASTM D943)要求潤(rùn)滑油氧化壽命僅為350 h，顯然不能滿(mǎn)足太陽(yáng)能傳動(dòng)系統(tǒng)長(zhǎng)壽命的需求。同時(shí)該規(guī)格中也未對(duì)油品的密封性能提出任何約束指標(biāo)要求。

表2 SH0094 L-CKE/P重負(fù)荷蝸輪蝸桿油規(guī)格Table 2 SH0094 L-CKE/P heavy duty worm gear oil specification

3.4 專(zhuān)用油產(chǎn)品開(kāi)發(fā)建議

從前述太陽(yáng)能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及苛刻要求，可知用于太陽(yáng)能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的專(zhuān)用油品，既要滿(mǎn)足在密封性、抗沖擊能力、減摩能力方面的特殊要求，還要保證油品至少10年使用壽命，并最終實(shí)現(xiàn)與回轉(zhuǎn)減速機(jī)同壽命。表3給出了專(zhuān)用油品參考的性能指標(biāo)要求，建議采用臺(tái)架模擬實(shí)際工況來(lái)評(píng)價(jià)油品綜合性能。

表3 太陽(yáng)能蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油參考技術(shù)要求Table 3 Technical requirements for lubricating oil of solar worm gear transmission system

值得注意的是，用于光伏光熱領(lǐng)域的蝸輪蝸桿裝置沒(méi)有采用傳統(tǒng)蝸輪蝸桿的“鋼對(duì)銅”摩擦副，在油品開(kāi)發(fā)過(guò)程中極壓抗磨劑的選擇與傳統(tǒng)蝸輪蝸桿潤(rùn)滑劑中的單劑選擇可以有所不同。

4 汽輪機(jī)組的潤(rùn)滑

與傳統(tǒng)的火力發(fā)電基本相同，汽輪機(jī)作為太陽(yáng)能熱發(fā)電站中的關(guān)鍵設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換[7]。然而，由于太陽(yáng)能熱發(fā)電站受太陽(yáng)光照等因素的影響，能量來(lái)源具有不穩(wěn)定性，電站存在負(fù)荷變化及啟停頻繁的特點(diǎn)[8]。負(fù)荷波動(dòng)增加及多次啟停，會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較高熱應(yīng)力，汽輪機(jī)處于疲勞運(yùn)行狀態(tài)，最終影響使用壽命[9]。

汽輪機(jī)油在長(zhǎng)周期運(yùn)行過(guò)程中，不斷氧化降解，而高溫、水分、金屬顆粒(如銅或鐵)、細(xì)小氣泡都會(huì)催化氧化過(guò)程。研究表明：溫度每升高10 ℃ ,潤(rùn)滑油油品氧化的速度增加一倍[10]。加速氧化使低溫氧化生成的過(guò)氧化物、醇、醛和酮等縮合物聚合形成羧酸、金屬羧酸鹽等，進(jìn)一步反應(yīng)生成納米級(jí)別顆粒。當(dāng)這些顆粒的數(shù)量不斷增加，濃度超過(guò)油品溶解度時(shí)，就會(huì)在潤(rùn)滑系統(tǒng)表面析出不溶物，這些吸附在設(shè)備表面的不溶物，即為油泥[11]。太陽(yáng)能熱發(fā)電汽輪機(jī)組的頻繁啟停引起的高溫，加重了油品漆膜及油泥的產(chǎn)生。因此，需要格外關(guān)注汽輪機(jī)油的抗氧化性能及油泥生成趨勢(shì)。氧化安定性試驗(yàn)D943超過(guò)10 000 h的長(zhǎng)壽命汽輪機(jī)油，可推薦應(yīng)用于太陽(yáng)能熱發(fā)電機(jī)組。

5 熱系統(tǒng)介質(zhì)

不同于光伏能直接發(fā)電，光熱發(fā)電是將光能轉(zhuǎn)化成熱能再發(fā)電，因此對(duì)于光熱發(fā)電而言，熱系統(tǒng)(包括熱交換系統(tǒng)及儲(chǔ)熱)介質(zhì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。熱介質(zhì)主要有兩類(lèi)：合成導(dǎo)熱油和熔鹽。

5.1 合成高溫導(dǎo)熱油

國(guó)標(biāo)GB 23791規(guī)定了有機(jī)熱載體(導(dǎo)熱油)的技術(shù)指標(biāo)要求。與大多數(shù)潤(rùn)滑油、液標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)不同的是，由于導(dǎo)熱油用于高溫傳熱，涉及安全性，GB 23791標(biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)按照使用狀態(tài)及最高的允許使用溫度劃分產(chǎn)品類(lèi)別，其中L-QD型產(chǎn)品為具有特殊高熱穩(wěn)定性的合成型產(chǎn)品。表 4 列出了L-QD型產(chǎn)品部分關(guān)鍵性能指標(biāo)要求。太陽(yáng)能熱電系統(tǒng)導(dǎo)熱油的選擇除了考慮油品的自燃點(diǎn)(最高允許使用溫度)等指標(biāo)外，更需要關(guān)注油品在最高使用溫度下的熱穩(wěn)定性指標(biāo)，該指標(biāo)體現(xiàn)的是油品在高溫下的長(zhǎng)周期熱穩(wěn)定性能(1 000 h)，也是重要的安全性能指標(biāo)。

太陽(yáng)能發(fā)電熱交換系統(tǒng)一般高于300 ℃，聯(lián)苯- 聯(lián)苯醚型合成導(dǎo)熱油是目前較為適宜的熱交換介質(zhì)，使用溫度范圍為 120～400 ℃。表4給出了中石化的QD400聯(lián)苯-聯(lián)苯醚合成導(dǎo)熱油的典型數(shù)據(jù)。

表4 QD400聯(lián)苯-聯(lián)苯醚的典型數(shù)據(jù)Table 4 Typical data of QD400 biphenyl,mixed with biphenyl oxide

導(dǎo)熱油在使用過(guò)程中要確保其適當(dāng)?shù)牧魉?≥2 m/s)，避免過(guò)熱運(yùn)行，同時(shí)還需按照有機(jī)熱載體安全技術(shù)條件 GB 24747進(jìn)行油品監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)控項(xiàng)目見(jiàn)表5，根據(jù)檢測(cè)指標(biāo)及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

表5 運(yùn)行中導(dǎo)熱油重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目Table 5 Key monitoring items of thermal conduction oil in operation

由于聯(lián)苯、聯(lián)苯醚使用的最高溫度為400 ℃ ， 研究開(kāi)發(fā)合成高溫硅油導(dǎo)熱油成為新的需求。

5.2 熔鹽

所謂熔鹽是指無(wú)機(jī)物熔融鹽 (簡(jiǎn)稱(chēng)為熔鹽)，熔融鹽使用溫度為300～1 000 ℃，具有相對(duì)的熱穩(wěn)定性及低蒸氣壓。對(duì)于溫度超過(guò)450 ℃的熱交換系統(tǒng)需采用熔鹽進(jìn)行熱量傳遞，如塔式光熱發(fā)電熱交換系統(tǒng)(最高溫度550 ℃)以及光熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱介質(zhì)均采用熔鹽。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的熔鹽多為硝酸鹽，如SolarSalt和Hitec等。但這種以多種硝酸鹽混合而成的高溫熔鹽的熱導(dǎo)率較低，有的僅為2.93×10-3J/(m·h·℃)，故在使用過(guò)程中容易引起局部過(guò)熱[12]。熔鹽具有較高的凝固點(diǎn)，為130～230 ℃，容易發(fā)生凝固。太陽(yáng)島系統(tǒng)回路分布廣闊， 系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，一旦溫度低于傳熱工質(zhì)凝固點(diǎn)，極易造成管路凍堵，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)陷入癱瘓，且會(huì)引起集熱管爆管、集熱器鏡片破壞等一些列問(wèn)題[13-14]。同時(shí)熔鹽融化需要單獨(dú)加熱熱源。而聯(lián)苯-聯(lián)苯醚型合成導(dǎo)熱油的凝固點(diǎn)一般在10 ℃以下，氫化三聯(lián)苯型合成導(dǎo)熱油(QD340)的凝固點(diǎn)一般在-25 ℃以下。

6 其他系統(tǒng)的潤(rùn)滑與冷卻

在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中還會(huì)使用到普通工業(yè)齒輪裝置及液壓裝置等，如一些槽式太陽(yáng)能發(fā)電的太陽(yáng)能接收板使用推桿式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，這些可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的環(huán)境等情況進(jìn)行相關(guān)油品的配套。

目前光伏發(fā)電逆變器基本采用風(fēng)冷模式，隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)容量的增大，并網(wǎng)電壓等級(jí)的增高， 逆變器的功率也越來(lái)越大，液冷卻技術(shù)將成為光伏發(fā)電機(jī)組冷卻技術(shù)的主流[15]。GE公司在2012年發(fā)布的2 MW光伏逆變器及2014年發(fā)布的4 MW光伏逆變器均采用液冷系統(tǒng)。對(duì)于逆變器冷卻液，冷卻性與防凍性是其最基本要求，更重要的是冷卻液對(duì)冷卻系統(tǒng)金屬材料的保護(hù)性能，防止腐蝕，避免結(jié)垢， 堵塞流道。

7 結(jié)束語(yǔ)

太陽(yáng)能利用技術(shù)是一種低碳、高效和可持續(xù)的能源供給方式，隨著全球環(huán)保要求日益嚴(yán)格，特別是中國(guó)“雙碳”目標(biāo)戰(zhàn)略實(shí)施，太陽(yáng)能成為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇，我國(guó)太陽(yáng)能利用技術(shù)必將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景。潤(rùn)滑劑及熱能介質(zhì)對(duì)于保障太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。不同的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)路線對(duì)相關(guān)潤(rùn)滑及熱能介質(zhì)有著不同的需求，相對(duì)于一般工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合， 太陽(yáng)能發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備涉及的油、液有著自己鮮明的特點(diǎn)和特殊需求，但目前關(guān)鍵設(shè)備制造商在選擇配套的潤(rùn)滑油、液一般延續(xù)傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)習(xí)慣。以太陽(yáng)能回轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑為例，它與與傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿減速機(jī)的潤(rùn)滑要求差別很大，現(xiàn)用產(chǎn)品存在磨損、泄漏、無(wú)法達(dá)到長(zhǎng)壽命要求等突出問(wèn)題，目前市場(chǎng)上尚無(wú)有針對(duì)性的專(zhuān)用油品。

我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備已實(shí)現(xiàn)自主，太陽(yáng)能利用技術(shù)作為系統(tǒng)工程，需要相關(guān)多領(lǐng)域的協(xié)同進(jìn)步與發(fā)展。專(zhuān)業(yè)的潤(rùn)滑油公司應(yīng)盡快聯(lián)合關(guān)鍵設(shè)備制造商，關(guān)注行業(yè)痛點(diǎn)，開(kāi)展相關(guān)潤(rùn)滑技術(shù)研究，結(jié)合零部件特性、工況及環(huán)境特點(diǎn)，探究建立針對(duì)性評(píng)價(jià)手段，開(kāi)展功能設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)系列專(zhuān)用油品，重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品壽命特性，達(dá)到與關(guān)鍵設(shè)備同壽命；同時(shí)根據(jù)設(shè)備應(yīng)用工況提供專(zhuān)業(yè)的用油指導(dǎo)，為太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)提供更安全、高效的油、液保證，共同推進(jìn)綠色能源的高效利用，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。