一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統的製作方法
2023-10-05 11:24:24 2
一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，包括超高壓或高壓的太陽能光熱鍋爐系統、超高壓或高壓的生物質鍋爐系統和汽輪發電機系統，從太陽能光熱鍋爐系統的太陽能光場輸出的高溫導熱油依次流經光熱蒸發器、光熱加熱器，放熱降溫後回到導熱油儲罐，導熱油儲罐的低溫導熱油經循環油泵輸送到太陽能光場，完成導熱油循環，同時實現光熱的傳輸和換熱；光熱蒸發器產生的光熱蒸汽通過蒸汽母管送到生物質鍋爐系統；設置輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐與光熱蒸發器、光熱加熱器並聯，輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐產生的輔助蒸汽也通過蒸汽母管與光熱蒸汽混合後送到生物質鍋爐系統，光熱混合蒸汽和生物質鍋爐自產的蒸汽在生物質鍋爐系統中過熱到540℃±5℃，過熱蒸汽輸送到汽輪發電機膨脹做功並帶動發電機發電。本發明通過太陽能與生物質能的聯合，做大電廠的裝機規模，提高聯合電廠的經濟效益。
【專利說明】一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及可再生新能源【技術領域】，即太陽能與生物質能聯合發電的技術，具體地是指一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統。
【背景技術】
[0002]社會經濟的發展依賴於能源，但隨著化石能源的不斷開採，一次能源日漸短缺，使用成本越來越高；另一方面，由於化石能源的過度使用，環境汙染問題日益突出，嚴重威脅著人類的生存環境。為了減少對化石能源的依賴並減輕環境汙染，世界各國都在大力開發和利用可再生清潔能源，特別是太陽能和生物質能。
[0003]太陽能和生物質能都具有分布廣泛、取之不盡、成本低廉、清潔環保的特點，是最具應用前景的可再生清潔能源，合理開發利用它們，對保障世界能源安全，實現可持續發展，改善人類生存環境具有重要的戰略意義。
[0004]太陽能熱發電是太陽能利用的重要方向，光熱發電與常規熱力發電的工作原理相同，區別在於熱源形式不同，太陽能光熱發電是利用聚光集熱系統，聚集太陽的輻射能，通過光熱轉換、熱電轉換，從而實現太陽能的熱發電過程。
[0005]太陽能有槽式、塔式、碟式和菲涅爾式等多種聚光集熱方式，槽式系統結構簡單，單軸跟蹤，技術較為成熟，是目前真正實現了商業化的光熱發電系統。
[0006]然而，在槽式光熱發電技術的實際應用中，仍然存在一些技術問題，特別是單純太陽能槽式系統。由於太陽能的能量密度低，這就決定了需要很大的光場和佔地面積，投資成本很高；隨著時間及晝夜的變更，光熱供應存在波動和間歇性，光熱的供給不連續、不穩定；槽式系統使用的集熱介質為導熱油，而導熱油所能承受的最高油溫約400°C，通過換熱產生的蒸汽溫度最高只能達到380°C左右，與現代高參數汽機540°C的主蒸汽溫度不相匹配。太陽能和槽式系統的這些特點決定了單純太陽能光熱發電的效率低、成本高；電廠晝運夜停，發電小時數少、設備利用率低；裝置頻繁啟停，設備遭受較大衝擊，影響使用壽命。
[0007]為解決上述問題，國外普遍的做法是在單純太陽能熱發電系統的基礎上，配置蓄熱裝置或與天然氣集成ISCC聯合循環系統，以實現連續運行。但蓄熱裝置系統複雜、造價昂貴，還不能從根本上解決漫漫長夜和陰雨天的蓄熱問題；與ISCC集成的聯合循環系統建設條件苛刻，仍要依賴優質的天然氣資源和供氣管網，且燃機及餘熱鍋爐系統複雜、投資很大。
[0008]國內也有將光熱集成到常規燃煤電站的設想，如取代汽輪機的某級抽汽，以加熱給水的方式進入汽機回熱系統。該方式改變了汽機的熱力系統，降低了系統的熱效率；光熱用於加熱溫度很低的給水，光熱的利用品位較低；所能集成的光熱發電份額也有限，難以超過 10% ；
[0009]如光熱以補汽的方式進入汽輪機的中低壓缸，要求對現有汽機作技術改造，增加了技術風險和設備成本；光熱蒸汽的波動或中斷，影響電站的發電和供電負荷，對電網也會造成一定的衝擊；[0010]如將光熱蒸汽直接引入燃煤電站鍋爐中去過熱，該方法從能量平衡角度看似簡單合理，但從鍋爐結構、受熱面配置和傳熱學理論上看，很難實現。
[0011 ] 綜上所述，常規太陽能槽式熱發電系統普遍存在技術參數低、系統複雜、發電效率低、系統穩定性差、投資成本高的問題，這些問題難以通過簡單技術集成得到有效解決，因此，需要尋求技術創新，打破常規組合方式，從多種能源聯合互補角度，開發出一種新的太陽能與生物質能聯合發電系統的優化集成模式。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是為克服常規太陽能熱發電系統存在的技術問題，本發明將提供一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，利用現代熱力發電高參數系統平臺，提高光熱發電效率；採用太陽能光熱鍋爐與生物質鍋爐兩爐帶一機的共機發電模式，簡化光熱發電系統和設備配置；集成聚光集熱、光熱換熱與輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐並聯互補的太陽能光熱鍋爐系統，有效解決太陽能供給存在的間歇性和不穩定性問題；採用廉價的燃煤作補充燃料，擺脫電廠對優質天然氣資源及供應管網的依賴；另外，通過太陽能與生物質能的聯合，做大電廠的裝機規模，提高聯合電廠的經濟效益和環保效益。
[0013]本發明的技術方案:本發明的太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統包括超高壓或高壓的太陽能光熱鍋爐系統、超高壓或高壓的生物質鍋爐系統和汽輪發電機系統，從太陽能光熱鍋爐系統的太陽能光場輸出的高溫導熱油依次流經光熱蒸發器、光熱加熱器，放熱降溫後回到導熱油儲罐，導熱油儲罐的低溫導熱油經循環油泵輸送到太陽能光場，完成導熱油循環，同時實現光熱的傳輸和換熱；光熱蒸發器產生的光熱蒸汽通過蒸汽母管送到生物質鍋爐系統；設置輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐與光熱蒸發器、光熱加熱器並聯，輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐產生的輔助蒸汽也通過蒸汽母管與光熱蒸汽混合後送到生物質鍋爐系統，光熱混合蒸汽和生物質鍋爐自產的蒸汽在生物質鍋爐系統中過熱到5400C ±5°C，過熱蒸汽輸送到汽輪發電機膨脹做功並帶動發電機發電；汽輪發電機的乏汽接入凝汽器冷凝為凝結水並匯集至凝汽器的凝結水箱，凝結水經凝結水泵加壓送入低壓加熱器加熱後進入除氧器，從除氧器出來的水經給水泵打入高壓加熱器加熱，加熱溫度為2400C ±5°C，然後經第一流量分配器分成兩路，一路進入生物質鍋爐系統生產蒸汽，另一路進入太陽能光熱鍋爐系統，進入太陽能光熱鍋爐系統的給水經第二流量分配器又分為兩路，一路進入光熱加熱器，另一路進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐，第二流量分配器根據太陽能的強弱調節進入光熱加熱器與進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐的給水流量分配比例；進入太陽能光熱鍋爐系統的給水生產飽和蒸汽，完成做功工質的循環過程。
[0014]所述的光熱蒸發器和輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐所產生的蒸汽均為超高壓或高壓飽和蒸汽，高壓或超高壓參數是壓力為9.81?13.7MPa，溫度為540°C ±5°C，光熱發電峰值效率為25%?30%。
[0015]所述的高溫導熱油出光場時的溫度不超過380°C，以免油品老化、變質，回導熱油儲罐的低溫導熱油溫度為280±10°C。
[0016]所述的光熱蒸發器和輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐所產生的飽和蒸汽壓力相同。
[0017]所述的輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐的輔助蒸汽產量與光熱蒸發器的光熱蒸汽產量作互補耦合，輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐負荷調節範圍為30%?100%，以保持混合飽和蒸汽總量不變。
[0018]所述的生物質鍋爐系統除自產蒸汽外，還接受外來飽和蒸汽的過熱，生物質鍋爐的具體結構是擁有其單獨使用時70%的爐膛容積，負責組織70%的生物質燃料的燃燒，生物質鍋爐完成55%的給水加熱和蒸發，完成100%蒸汽量的過熱。
[0019]所述的高壓加熱器輸出的給水經第一流量分配器分成兩路，該兩路的流量分配相對固定，進入生物質鍋爐系統的佔55%，進入太陽能光熱鍋爐系的佔45% ;進入太陽能光熱鍋爐系統的給水經第二流量分配器又分為兩路，一路進入光熱加熱器，另一路進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐，第二流量分配器根據導熱油儲罐上的回油溫度高低調節進入光熱加熱器與進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐的給水流量分配比例。
[0020]所述的太陽能光場設有油溫檢測與保護裝置，當回油溫度超過300°C或出油溫度達到380°C，啟動光場油溫檢測與保護裝置，卸載掉部分光照輻射；當回油溫度降至200°C時，啟動儲油罐加熱器對回油循環加熱，防止導熱油凝固並保護光場設備免遭凍壞。
[0021]本發明的優點及效果:
[0022]1、本發明構建出一種太陽能與生物質能聯合發電的新模式、新系統，藉助生物質直燃發電的高參數平臺，實現太陽能的高效發電利用目標；
[0023]2、採用太陽能光熱鍋爐與生物質鍋爐兩爐帶一機的共機發電模式，不設蓄熱裝置，簡化了光熱發電系統和設備配置，節省投資成本；
[0024]3、將波動、間歇的光熱與輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐進行並聯互補，其合理的分擔份額，生產出穩定流量的中間飽和蒸汽，有效解決了太陽能供給存在的間歇性和不穩定性問題；
[0025]4、與將光熱補入汽機回熱系統的利用方式相比，本系統光熱利用包括了工質加熱和蒸發過程，實現了光熱的梯級利用，熱利用效率高；
[0026]5、本發明輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐最大貢獻率按30%份額配置和儲備，利用廉價的燃煤作為輔助補充熱源，擺脫對優質天然氣資源及供應管網的依賴，符合國家燃煤在生物質能中摻混熱量比不超過20%的能源政策；
[0027]6、通過太陽能與生物質能的聯合，做大電廠的裝機規模，提高聯合電廠的經濟效益和環保效益。
[0028]7、輔助蒸汽選擇飽和蒸汽，能適應光熱的大幅度變化，輔助鍋爐負荷調節範圍可達30%?100% ;光熱蒸汽選擇飽和蒸汽，方便與輔助蒸汽的匹配，還有利於控制導熱油上限溫度，延長使用壽命；
[0029]8、混合飽和蒸汽全部送去生物質鍋爐系統中過熱，並過熱到540°C，以滿足高參數汽機的進汽要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是本發明的主要設備及流程示意圖。
[0031]其中，I 一槽式聚光器、2 —集熱器、3 —循環油泵、4 一導熱油膨脹罐、5 —光熱加熱器、6 —光熱蒸發器、7 —飽和蒸汽母管、8 —輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐、9 一生物質鍋爐系統、10 —汽輪機、11 一發電機、12 —凝汽器、13 —凝結水泵、14 一低壓加熱器、15 —除氧器、16 一給水泵、17 —高壓加熱器、18 —第一流量分配器、19 一第二流量分配器、20 —供電負荷、21 —第一流量計:蒸汽耗量Π、22 —第二流量計:給水總量f2、23 —第三流量計:給水流量f3、24 —第四流量計:給水流量f4、25 —第五流量計:給水流量f5、26 —第六流量計:給水流量f6、27 —溫度計:回油溫度t。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本發明的具體實施作進一步的詳細描述。
[0033]如圖1所示，本發明所提供的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，主要包括太陽能光熱鍋爐系統、生物質鍋爐系統和汽輪發電機系統。具體地，太陽能光熱鍋爐系統由槽式聚光器1、集熱器2、循環油泵3、導熱油儲罐4、光熱加熱器5、光熱蒸發器6、飽和蒸汽母管7、輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐8及附件組成。
[0034]聚光集熱過程:槽式聚光器I與集熱器2組成單元，多個單元串、並聯構成太陽能光場，光場完成太陽能的收集、聚光反射和光熱轉換過程。
[0035]光熱傳輸及換熱過程:集熱介質導熱油從導熱油儲罐4經循環油泵3打入光場，進口油溫約280°C，在光場吸熱升溫至近380°C輸出，首先進入光熱蒸發器6，與飽和水換熱後從光熱蒸發器6的出口接至光熱加熱器5，再與給水換熱，溫度降至約280°C，回流到導熱油儲罐4，完成導熱油循環；給水經第二流量分配器19進行流量分配，一部分進入光熱加熱器5，吸收導熱油的熱量，升溫至飽和水狀態，實現給水的加熱，這部分飽和水接入光熱蒸發器6，吸收導熱油的熱量，完成蒸發過程，產生光熱飽和蒸汽，該蒸汽作為飽和蒸汽之一，接入飽和蒸汽母管7，與輔助飽和蒸汽混合。
[0036]輔助飽和蒸汽的產生:經第二流量分配器19分配給輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐8的另一部分給水，經加熱、蒸發產生飽和蒸汽，輔助飽和蒸汽也進入飽和蒸汽母管7，與光熱飽和蒸汽混合，送至生物質鍋爐系統9過熱。
[0037]生物質鍋爐系統9主要包括燃燒裝置、省煤器、蒸發器和過熱器，如上所述，該爐除自產一定量蒸汽外，還接受來自光熱鍋爐系統的飽和蒸汽，並在其過熱器內完成過熱，達到約540°C，以滿足高參數汽機的進汽要求。
[0038]汽輪發電機系統包括汽輪機10、發電機11、凝汽器12、凝結水泵13、低壓加熱器
14、除氧器15、給水泵16、高壓加熱器17等，由生物質鍋爐系統9輸出的合格過熱蒸汽接至汽輪機10，蒸汽在汽輪機10內膨脹做功，並帶動發電機11發電，做功後的乏汽接入凝汽器12，乏汽在凝汽器12內放熱變為凝結水並匯集至其凝結水箱，凝結水經凝結水泵13加壓送入低壓加熱器14，經加熱後進入除氧器15，除氧器15採用低壓缸抽汽加熱除去給水中的溶解氧和其它氣體，從除氧器15出來的給水經給水泵16打入高壓加熱器17加熱，溫度升高到215°C?240°C，然後經第一流量分配器18分成兩路，一路進入生物質鍋爐系統9的省煤器，另一路進入太陽能光熱鍋爐系統，完成做功工質的循環過程。該兩路的流量及分配比例基本保持不變，進入太陽能光熱鍋爐系統的給水再分成兩路，一路去光熱加熱器5，另一路去輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐8，這兩路流量的分配根據光照強度的變化及光熱蒸汽產量作耦合調節，此消彼長。
[0039]上述光熱鍋爐系統承擔30%的發電份額，上述生物質鍋爐系統承擔70%的發電份額，具體到鍋爐系統，發電份額等效其輸出的熱量份額。
[0040]上述光熱鍋爐系統包括太陽能光場、光熱換熱器和輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐，太陽能光場連接到光熱換熱器，光熱換熱器與輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐都連接到飽和蒸汽母管。太陽能光場由足夠數量的槽式聚光器1、集熱器2串、並聯組成，槽式聚光器I將收集到的太陽輻射能投射到集熱器2上，集熱器2將輻射能轉化為熱能，並將導熱油加熱到約380°C的溫度，高溫導熱油在光熱換熱器內與循環工質換熱，產生的飽和蒸汽稱之為光熱蒸汽，光熱蒸汽連接到飽和蒸汽母管7。
[0041 ] 上述光熱換熱器包括光熱加熱器5和光熱蒸發器6,光熱蒸發器6與光場導熱油系統的出口連接，導熱油管路經過光熱蒸發器6和光熱加熱器5，光熱加熱器5的低溫導熱油出口與導熱油膨脹罐4相連，循環油泵3將低溫導熱從導熱油膨脹罐4打回到光場吸熱升溫，完成導熱油的循環工作過程；做功工質給水在光熱加熱器5內吸收導熱油傳遞的熱量，溫度升高至飽和狀態，連接到光熱蒸發器6內，在光熱蒸發器6內進一步吸熱蒸發，形成飽和蒸汽，飽和蒸汽出口連接飽和蒸汽母管7。
[0042]由於在日照周期內，太陽輻射隨時間和晝夜變更而變化，所能產生的光熱蒸汽量也隨之變化，為平衡此變化，本發明特別設置一套輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐8，其產生與光熱蒸汽相同壓力的飽和蒸汽，稱之為輔助蒸汽，光熱蒸汽和輔助蒸汽在飽和蒸汽母管7中混合後，一併送入生物質鍋爐系統9去過熱。當光照變弱，光熱蒸汽量減少時，輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐8加強燃燒，輔助蒸汽量增加，反之則作反向調整，原則為總飽和蒸汽量保持穩定不變。
[0043]上述輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐8為飽和蒸汽鍋爐，其蒸汽壓力須與光熱蒸汽壓力、生物質鍋爐系統壓力相匹配，其最大熱量貢獻按30%份額配置和儲備。
[0044]上述生物質鍋爐的具體結構和熱量分配與常規鍋爐不同，它擁有常規鍋爐70%的爐膛容積，負責組織70%的生物質燃燒，完成55%的給水加熱和蒸發，完成100%蒸汽量的過熱。
[0045]上述給水的流量分配過程為:供電負荷20決定了本系統的蒸汽耗量fl，進而確定給水總量f2，第一流量分配器18通過其進出口給水流量f2、f3和f4的檢測和計算，調整第一流量分配器18閥位開度，維持出口兩路的給誰流量f3:f4按固定比例55:45進行分配；進入太陽能光熱鍋爐系統的給水又由第二流量分配器19再分成兩路，一路為去光熱加熱器，另一路為去輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐8，這兩路流量的分配根據光照強弱的變化調整，具體是按設置在導熱油儲罐4上回油溫度t的變化來調整閥位開度，當t升高時，加大給水流量f6、減小給水流量f5 ;當t降低時，減小給水流量f6、加大給水流量f5。
[0046]光場設有油溫檢測與保護裝置，正午時分，光照直射較強，分配給光場的給水流量f6已增至最大(即f5=0)，回油溫度t仍在上升並超過300°C或出油溫度超過380°C時，啟動光場跟蹤裝置，調整光照入射角，卸載掉部分光照輻射，使回油溫度t回歸正常範圍；冬夜或陰雨天時，沒有光照輻射，分配給光場的給水流量f6已降至0，t降至200°C時，應啟動儲油罐加熱器對回油進行循環加熱，防止導熱油凝固並保護光場設備免遭凍壞。
[0047]之所以不直接將光熱蒸汽送至生物質鍋爐中去過熱，是因為光熱蒸汽量隨光照波動、不穩定、甚至在夜間或陰雨天會間歇中斷，作為高參數的電力鍋爐來說，其正常的保汽溫變負荷範圍是70%?100%，生物質鍋爐無法適應光熱的變化工況；另外，非穩定外源蒸汽的過熱，與鍋爐變負荷還有技術上的區別，它打破了鍋爐的熱量分配比例，鍋爐受熱面配置須調整設計。當無光照、無光熱蒸汽時，鍋爐應回歸原先的工作狀態，但鍋爐受熱面已經過調整，無法回到調整前的狀態，這就是光熱蒸汽與生物質鍋爐直接聯合存在的死結。為解開這一死結，本發明特別設置了輔助鍋爐和輔助蒸汽系統。之所以要選擇飽和蒸汽鍋爐，是因為它能適應光熱的大幅度變化，只保負荷即蒸發量，不用保汽溫，其調節範圍可達到30%?100%，沒有光熱時可完全由輔助鍋爐來替代，這樣能保證生物質鍋爐系統保持基本負荷無需變動，複雜甚至無法完成的聯合通過本方案得以穩定實現。
[0048]上述聯合發電系統的高參數是指主汽壓力可選超高壓13.7MPa或高壓9.8IMPa,主蒸汽溫度為540°C，以保證較高的發電效率。
[0049]本發明的目的通過如下技術方案來實現，依託生物質直燃發電平臺，定位高溫超高壓(13.7MPa ； 540 V )、或高溫高壓參數(9.8 IMPa ；540 °C )，採用太陽能光熱鍋爐與生物質鍋爐兩爐帶一機的共機發電模式；結合太陽能槽式系統的溫度特性和光熱蒸汽難於與生物質鍋爐所產蒸汽一步直接對接的技術問題，將波動間歇的光熱先與輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐進行並聯互補，生產出穩定流量的中間飽和蒸汽，再送入生物質鍋爐系統中過熱至540°C，以滿足高參數汽機的進汽要求。通過本方案化整為零、分步實施的步驟和技術集成，有效解決了太陽能槽式系統的溫度低、太陽能供給存在間歇性和不穩定性問題；利用現代生物質直燃發電的高參數平臺，提高光熱發電效率；簡化光熱發電系統和設備配置；採用廉價的燃煤作補充燃料，擺脫電廠對優質天然氣資源及供應管網的依賴；另外，通過太陽能與生物質能的聯合，做大電廠的裝機規模，提高聯合電廠的經濟效益和環保效益。
【權利要求】
1.一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，包括超高壓或高壓的太陽能光熱鍋爐系統、超高壓或高壓的生物質鍋爐系統和汽輪發電機系統，其特徵在於:從太陽能光熱鍋爐系統的太陽能光場(1和2)輸出的高溫導熱油依次流經光熱蒸發器(6)、光熱加熱器(5)，放熱降溫後回到導熱油儲罐(4)，導熱油儲罐(4)的低溫導熱油經循環油泵(3)輸送到太陽能光場(I和2)完成導熱油循環，同時實現光熱的傳輸和換熱；光熱蒸發器(6)產生的光熱蒸汽通過蒸汽母管(7)送到生物質鍋爐系統(9);設置輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)與光熱蒸發器(6)、光熱加熱器(5)並聯，輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)產生的輔助蒸汽也通過蒸汽母管(7)與光熱蒸汽混合後送到生物質鍋爐系統(9)，光熱混合蒸汽和生物質鍋爐自產的蒸汽在生物質鍋爐系統(9)中過熱到540°C ±5°C，過熱蒸汽輸送到汽輪發電機(10)膨脹做功並帶動發電機(11)發電。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:所述汽輪發電機(10)的乏汽接入凝汽器(12)冷凝為凝結水並匯集至凝汽器(12)的凝結水箱，凝結水經凝結水泵(13)加壓送入低壓加熱器(14)加熱後進入除氧器(15)，從除氧器(15)出來的水經給水泵( 16)打入高壓加熱器(17)加熱，加熱溫度為240°C ±5°C，然後經第一流量分配器(18)分成兩路，一路進入生物質鍋爐系統(9)生產蒸汽，另一路進入太陽能光熱鍋爐系統，進入太陽能光熱鍋爐系統的給水經第二流量分配器(19)又分為兩路，一路進入光熱加熱器(5)，另一路進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)，第二流量分配器(19)根據太陽能的強弱調節進入光熱加熱器(5)與進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)的給水流量分配比例；進入太陽能光熱鍋爐系統的給水生產飽和蒸汽，完成做功工質的循環過程。
3.根據權利要求1或2所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:光熱蒸發器(6)和輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)所產生的蒸汽均為超高壓或高壓飽和蒸汽，高壓或超高壓參數是壓力為9.81~13.7MPa，溫度為540°C ±5°C，光熱發電峰值效率為25%~30%。
4.根據權利要求1或2所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:高溫導熱油出太陽能光場(I和2)時的溫度不超過380°C，以免油品老化、變質，回導熱油儲罐(4)的低溫導熱油溫度為280±10°C。
5.根據權利要求1或2所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:光熱蒸發器(6)和輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)所產生的飽和蒸汽壓力相同。
6.根據權利要求1或2所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)的輔助蒸汽產量與光熱蒸發器(6)的光熱蒸汽產量作互補耦合，輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)負荷調節範圍為30%~100%，以保持混合飽和蒸汽總量不變。
7.根據權利要求1或2所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:生物質鍋爐系統(9)除自產蒸汽外，還接受外來飽和蒸汽的過熱，生物質鍋爐的具體結構是擁有其單獨使用時70%的爐膛容積，負責生物質燃料的燃燒，生物質鍋爐完成55%的給水加熱和蒸發，完成100%蒸汽量的過熱。
8.根據權利要求1或2所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:高壓加熱器(17)輸出的給水經第一流量分配器(18)分成兩路，該兩路的流量分配相對固定，進入生物質鍋爐系統的佔55%，進入太陽能光熱鍋爐系的佔45% ;進入太陽能光熱鍋爐系統的給水經第二流量分配器(19)又分為兩路，一路進入光熱加熱器(5)，另一路進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)，第二流量分配器(19)根據導熱油儲罐(4)上的回油溫度高低調節進入光熱加熱器(5)與進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)的給水流量分配比例。
9.根據權利要求4所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:高壓加熱器(17)輸出的給水經第一流量分配器(18)分成兩路，該兩路的流量分配相對固定，進入生物質鍋爐系統的佔55%，進入太陽能光熱鍋爐系的佔45% ;進入太陽能光熱鍋爐系統的給水經第二流量分配器(19)又分為兩路，一路進入光熱加熱器(5)，另一路進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)，第二流量分配器(19)根據導熱油儲罐(4)上的回油溫度高低調節進入光熱加熱器(5)與進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)的給水流量分配比例。
10.根據權利要求6所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:高壓加熱器(17)輸出的給水經第一流量分配器(18)分成兩路，該兩路的流量分配相對固定，進入生物質鍋爐系統的佔55%，進入太陽能光熱鍋爐系的佔45% ;進入太陽能光熱鍋爐系統的給水經第二流量分配器(19)又分為兩路，一路進入光熱加熱器(5)，另一路進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)，第二流量分配器(19)根據導熱油儲罐(4)上的回油溫度高低調節進入光熱加熱器(5)與進入輔助燃煤或燃氣或燃油鍋爐(8)的給水流量分配比例。
11.根據權利要求1或2所述的一種太陽能與生物質能聯合發電的優化集成系統，其特徵在於:太陽能光場(I和2)設有油溫檢測與保護裝置，當回油溫度超過300°C或出油溫度達到380°C，啟動光場油溫檢測與保護裝置，卸載掉部分光照輻射；當回油溫度降至200°C時，啟動儲油罐加熱器對回油循環加熱。
【文檔編號】F01D15/10GK103953402SQ201410144032
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】陳義龍, 張巖豐, 劉文焱 申請人:武漢凱迪工程技術研究總院有限公司