在鄂尔多斯高原西侧,夹在乌兰布和沙漠与毛乌素沙地之间的鄂托克旗,有着充足的风光资源。深能鄂托克旗风光制氢一体化合成绿氨项目就选址在这片开阔的戈壁地带。连绵的风机常年捕捉旷野风力,搭配光伏阵列产出清洁电力,整套系统将间歇的风光能源一步步转化为绿氢,再加工为绿氨产品。
蒙西戈壁之上,风光氢氨一体化项目落地
在鄂尔多斯高原西侧,夹在乌兰布和沙漠与毛乌素沙地之间的鄂托克旗,有着充足的风光资源。深能鄂托克旗风光制氢一体化合成绿氨项目就选址在这片开阔的戈壁地带。连绵的风机常年捕捉旷野风力,搭配光伏阵列产出清洁电力,整套系统将间歇的风光能源一步步转化为绿氢,再加工为绿氨产品。
这片场地自然条件复杂,风沙大、冬季低温,远离城市配套,对工程建设、设备稳定运行都提出很高要求。项目团队从土建施工、大件设备进场安装,再到系统联调,一步步解决现场难题,在戈壁上搭建起一套新能源化工示范工程。
项目整体配套505MW风光电站,同步建设电解制氢装置与合成氨生产线,设计形成数万吨级绿氨产出能力。它同时纳入国家能源局首批氢能试点、国内首批大型零碳化工示范清单,也是内蒙古第二批风光制氢示范项目,承担着验证风光耦合制氨技术路线的任务。


首创折臂吊方案,破解电解槽安装难题
电解槽是整套制氢系统的核心设备,单台自重较大,内部膜组件、电极结构精密,安装定位的容错空间很小。项目制氢厂房内部布置紧凑,常规大型汽车吊作业半径受限,很难完成就位作业。
项目团队最终选用折臂吊开展电解槽吊装作业,这一方式在国内绿电制氢项目中属于首次尝试。方案敲定前,团队花费数月时间组织多方专家评审,依托三维模型反复推演吊装路径,预判戈壁大风工况下的风险点。
吊装作业当天,在现场人员协同指挥下,折臂吊平稳抬升、转向,把电解槽精准放置在预定基座上。整套作业流程顺畅,顺利突破空间限制。这次实践不止保障了本项目的建设进度,也为后续同类空间受限场景下的电解槽安装,留下可参考的工程方案。
所有电解槽陆续进场就位之后,团队持续在风沙环境里赶工,把一个个设计方案落地,为后续系统吹扫、调试工作打下基础。
严苛标准推进调试,守住装置稳定底线
化工装置运行的稳定性,很大程度取决于前期安装质量与调试管控,管道吹扫冲洗是第一道关口。管道内部残留的焊渣、铁锈或是戈壁沙尘微粒,都可能在介质流动时划伤仪表、损伤阀门,甚至造成电解槽隔膜破损,带来长期运行隐患。
项目团队针对不同管线制定差异化冲洗吹扫方案,严格执行工艺管控要求,持续提升管路洁净水平。进入联调阶段之后,现场以运行数据作为判断依据,持续跟踪各项参数变化,只要指标出现异常波动就溯源排查。在调试周期内,团队累计排查处置上百项隐患,保障全部电解槽能够稳定满负荷运行,氢气纯度、产氢量等关键指标达到设计标准。
现场培养专业队伍,打造适配绿氨项目运维团队
这是深圳能源首个大型绿电制氢合成氨项目,行业复合属性强,既需要懂新能源发电,也要熟悉化工装置运维。项目搭建师徒帮带机制,挑选化工资深骨干带教新员工,覆盖工艺流程、设备原理、现场操作、应急处置等内容。
同时推行中控和现场轮岗学习模式,避免操作人员只熟悉单一岗位。不少原本没有化工背景的人员,经过持续实操训练,逐步具备独立巡检、中控监控的能力。如今这支在戈壁项目历练出来的队伍,承担起装置日常值守与巡检任务,持续保障系统平稳运转。


三项核心技术协同,搭建完整能源闭环
项目依靠三套特色技术方案,分别解决能源转化效率、绿氢消纳、源荷匹配三个核心痛点。5MW直流离网示范系统,把光伏直流电直接送入电解槽,跳过逆变、整流多次变换环节,减少中间环节的能量损耗,提升光伏电力到绿氢的转化效率。
明阳氢燃研发的30MW纯氢燃气轮机“木星一号”,是这套体系里的调峰消纳单元。机组支持100%纯氢燃烧,拥有自主知识产权燃烧室与控制方案。设备最大每小时可消耗绿氢3.8万m³,每年能够消纳约1万吨绿氢,提供近2亿kWh调峰发电量,形成风光发电、电解制氢、氢燃发电的闭环路径,为富余绿氢的利用提供可行方案。
针对风电出力波动的特点,项目联合清华大学开发一体化柔性控制系统。这套系统实时采集风光出力数据,动态调节电解槽投运台数与负荷分配,让制氢负荷跟随电源侧出力变化,降低间歇性新能源给化工连续生产带来的冲击。
三套技术相互配合,兼顾转化效率、灵活调峰和稳定生产,构成项目最核心的技术底座。随着整套装置平稳运行,项目持续积累风光氢氨一体化运营经验,为同类零碳化工项目提供工程样本。戈壁之上的绿氨实践还在持续推进,后续也会持续输出可复制的行业经验。