国产精品视频一区二区三区无码,国产午夜精品无码,午夜天堂一区人妻,无遮挡色视频免费观看,中文字幕久热精品视频在线

摘要(yao)：光(guang)(guang)熱發(fa)電作(zuo)為一種新興的清潔能源，在降(jiang)低能源消耗(hao)、改善環境污染方面有著重(zhong)要(yao)的意義。本文針對導熱油槽式光(guang)(guang)熱發(fa)電機組傳儲熱系(xi)統(tong)運(yun)行(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)問(wen)題(ti)，分析(xi)了傳儲熱系(xi)統(tong)工作(zuo)特性和(he)運(yun)行(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)方式，提(ti)出了控(kong)制(zhi)(zhi)模式的優化，并對系(xi)統(tong)常用運(yun)行(xing)模式的自動控(kong)制(zhi)(zhi)提(ti)出了建模方向(xiang)和(he)方式，有效(xiao)(xiao)提(ti)高(gao)了系(xi)統(tong)運(yun)行(xing)效(xiao)(xiao)率(lv)和(he)穩定性，實現了太陽能光(guang)(guang)熱發(fa)電的高(gao)效(xiao)(xiao)利用。

0引言

太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱(re)發電技(ji)術的研究及應用(yong)始(shi)于上世紀(ji)70、80年代歐美國家，現在(zai)在(zai)許(xu)多(duo)國家得到大力發展(zhan)和推廣，已成為(wei)重要(yao)的可再生能(neng)源，太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱(re)發電技(ji)術在(zai)文獻[1]中有詳細的介紹(shao)。熱(re)油槽式光(guang)熱(re)發電核心部(bu)件包括太(tai)陽(yang)島集熱(re)器(qi)和傳(chuan)熱(re)儲(chu)能(neng)系統(tong)，目前在(zai)我國已實現工程應用(yong)，但研究主要(yao)集中在(zai)定日鏡、反射鏡場及集熱(re)器(qi)方面(mian)，傳(chuan)儲(chu)熱(re)系統(tong)的控(kong)(kong)制(zhi)研究較少，可借鑒經驗不多(duo)，傳(chuan)儲(chu)熱(re)的控(kong)(kong)制(zhi)大部(bu)分(fen)操作(zuo)處(chu)于手動控(kong)(kong)制(zhi)。

1傳儲熱系統運行控制方式

導(dao)熱(re)(re)(re)油槽式光熱(re)(re)(re)發電作為新(xin)型的(de)電力(li)技(ji)術，其傳(chuan)儲熱(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)控(kong)制可視為火電機(ji)組鍋爐(lu)風煤(mei)配(pei)比、燃燒(shao)調整，控(kong)制核(he)心就是用傳(chuan)儲熱(re)(re)(re)介質串(chuan)聯(lian)太陽(yang)島集熱(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、儲熱(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)(tong)和蒸汽發生系(xi)統(tong)(tong)(tong)完(wan)成換熱(re)(re)(re)速率(lv)調節及協調控(kong)制。

對(dui)于導熱油(you)槽(cao)式(shi)(shi)光(guang)熱發(fa)電技(ji)術的運(yun)(yun)行模(mo)(mo)式(shi)(shi)，文獻(xian)[2]和(he)文獻(xian)[3]均(jun)有描述。按照傳(chuan)儲熱系統傳(chuan)儲熱介(jie)質的循環路徑(jing)和(he)運(yun)(yun)行方(fang)式(shi)(shi)，將其控(kong)制(zhi)方(fang)式(shi)(shi)分為常用運(yun)(yun)行模(mo)(mo)式(shi)(shi)和(he)特殊運(yun)(yun)行模(mo)(mo)式(shi)(shi)，特殊運(yun)(yun)行模(mo)(mo)式(shi)(shi)發(fa)生幾率較低或實用意(yi)義不大。以下介(jie)紹(shao)了幾種控(kong)制(zhi)模(mo)(mo)式(shi)(shi)，并對(dui)控(kong)制(zhi)模(mo)(mo)式(shi)(shi)切(qie)換操作的便利性提出(chu)了優化。

1)常用運行模式

(1)太陽島發電+儲熱模式

該模式(shi)(shi)通常是在太(tai)陽輻照(zhao)較強，太(tai)陽島(dao)集熱器(SoIar Concentrator Array，SCA)產生的(de)熱能(neng)(neng)既能(neng)(neng)維持機(ji)組發(fa)(fa)電又有多余熱能(neng)(neng)儲存時的(de)—種(zhong)模式(shi)(shi)。該模式(shi)(shi)的(de)導(dao)(dao)熱油(you)(you)循環(huan)(huan)泵(beng)無須分(fen)區運(yun)行(xing)，兩臺導(dao)(dao)熱油(you)(you)循環(huan)(huan)泵(beng)泵(beng)出的(de)導(dao)(dao)熱油(you)(you)經太(tai)陽島(dao)集熱器吸熱升溫(最高溫度至(zhi)393℃)，再通過熱油(you)(you)集管分(fen)別進入(ru)蒸汽發(fa)(fa)生系統(Steam Generation System，SGS)放熱發(fa)(fa)電和熔鹽儲熱系統(ThermaI Energy StorageSystem，TES)完成熱能(neng)(neng)儲存，最后在冷油(you)(you)集管混合后通過膨脹罐進入(ru)導(dao)(dao)熱油(you)(you)循環(huan)(huan)泵(beng)入(ru)口集管，此(ci)時TES系統的(de)冷熔鹽泵(beng)運(yun)行(xing)。流程示意圖(tu)見圖(tu)1，棕(zong)色(se)粗線(xian)條為導(dao)(dao)熱油(you)(you)的(de)循環(huan)(huan)路徑，紅(hong)色(se)標注設備為運(yun)行(xing)設備或開啟的(de)閥門。

圖1太(tai)陽島發(fa)電(dian)+儲熱(re)(re)模式(shi)下(xia)的傳儲熱(re)(re)介質流程(cheng)示意(yi)圖

(2)太陽島單獨發電模式

該模式(shi)(shi)—般發(fa)生在每(mei)天的(de)清晨、傍晚，或(huo)天氣(qi)變化引起(qi)日照強度改變、儲熱(re)放熱(re)模式(shi)(shi)相互切(qie)換期間、單獨防凝模式(shi)(shi)退出后(hou)(hou)汽輪機組剛(gang)啟動的(de)—段時間。此(ci)(ci)模式(shi)(shi)是—種過(guo)(guo)渡控制模式(shi)(shi)，是—種短暫(zan)的(de)運(yun)行方(fang)式(shi)(shi)。此(ci)(ci)模式(shi)(shi)的(de)導(dao)熱(re)油路徑(jing)為：任—或(huo)兩(liang)臺導(dao)熱(re)油循環泵泵出的(de)導(dao)熱(re)油經SCA吸熱(re)升溫(wen)后(hou)(hou)(最高溫(wen)度至393℃)，再通(tong)過(guo)(guo)熱(re)油集(ji)管(guan)進入SGS放熱(re)發(fa)電，最后(hou)(hou)通(tong)過(guo)(guo)冷油集(ji)管(guan)和膨(peng)脹罐進入導(dao)熱(re)油循環泵入口集(ji)管(guan)，此(ci)(ci)模式(shi)(shi)的(de)導(dao)熱(re)油泵無須分區運(yun)行。

(3)TES放熱發電+太陽島防凝模式

該(gai)模(mo)(mo)式(shi)—般發生在夜間(jian)或(huo)陰雨天SCA無(wu)法產(chan)生熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)情(qing)況下，將熔鹽熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)釋放(fang)(fang)(fang)進(jin)行(xing)發電(dian)和(he)防凝(ning)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)的(de)—種模(mo)(mo)式(shi)。此(ci)模(mo)(mo)式(shi)下兩臺導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)泵(beng)分區(qu)運行(xing)，導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)路徑分兩部(bu)(bu)分：①用#1導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)泵(beng)進(jin)行(xing)防凝(ning)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)，其(qi)泵(beng)出(chu)的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)在SCA、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)集(ji)(ji)管(guan)(guan)鏡場側和(he)#1導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)泵(beng)間(jian)保持低(di)流量循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)，當加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)爐或(huo)SCA的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)溫(wen)度低(di)于50℃時可(ke)通過(guo)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)爐管(guan)(guan)道(dao)對其(qi)補油(you)(you)(you)升溫(wen)。②#2導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)泵(beng)作為(wei)放(fang)(fang)(fang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)發電(dian)的(de)油(you)(you)(you)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)動力，其(qi)泵(beng)出(chu)的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)在TES吸熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)后(hou)，—部(bu)(bu)分經(jing)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)集(ji)(ji)管(guan)(guan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)側進(jin)入SGS放(fang)(fang)(fang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)降溫(wen)，另(ling)—部(bu)(bu)分通過(guo)冷油(you)(you)(you)集(ji)(ji)管(guan)(guan)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)在SGS出(chu)口與(yu)降溫(wen)后(hou)的(de)冷油(you)(you)(you)混合，最(zui)后(hou)進(jin)入#2導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)循(xun)(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)泵(beng)入口形成(cheng)閉環(huan)(huan)油(you)(you)(you)回路，該(gai)運行(xing)模(mo)(mo)式(shi)TES系統的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)熔鹽泵(beng)運行(xing)。流程示意圖(tu)見圖(tu)2，棕色(se)粗(cu)線(xian)條為(wei)TES放(fang)(fang)(fang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)發電(dian)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)回路，藍(lan)色(se)粗(cu)線(xian)條為(wei)太陽島防凝(ning)導(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)油(you)(you)(you)回路。

(4)單獨防凝模式

在連續多云或陰(yin)雨(yu)天(tian)氣，SCA長時間無法(fa)產生熱(re)(re)(re)(re)能且熔鹽(yan)儲熱(re)(re)(re)(re)不(bu)足、汽輪(lun)發電機組停(ting)止的情(qing)況下，將導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)溫度(du)控制在非凝溫度(du)以上，使導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)在導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)泵間、導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)加熱(re)(re)(re)(re)爐(lu)、SCA、SGS及各導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)連接管道(dao)間進行低流量油(you)循(xun)環的—種模(mo)式。此模(mo)式的導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)泵也(ye)無須分區運行，當SCA入口導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)溫度(du)低于70℃，或其(qi)它任—設備或管道(dao)的導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)溫度(du)低于50℃時，啟動導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)油(you)加熱(re)(re)(re)(re)爐(lu)進行升溫。

2)特殊運行模式

(1)單獨儲熱模式

此模式—般(ban)發生在(zai)連續幾(ji)天多云或陰天天氣，且汽輪(lun)發電機組已經停止，短暫的(de)(de)日照強度無法維(wei)持機組的(de)(de)連續運(yun)(yun)行。該模式的(de)(de)導(dao)熱(re)油路徑為：任—或兩(liang)臺導(dao)熱(re)油循環(huan)泵(beng)泵(beng)出(chu)的(de)(de)導(dao)熱(re)油經SCA吸熱(re)，再通(tong)過熱(re)油集(ji)(ji)管進入(ru)(ru)TES完(wan)成熱(re)能儲(chu)存，最(zui)后通(tong)過冷(leng)油集(ji)(ji)管和膨脹罐進入(ru)(ru)導(dao)熱(re)油循環(huan)泵(beng)入(ru)(ru)口集(ji)(ji)管。此模式的(de)(de)導(dao)熱(re)油泵(beng)無須分區運(yun)(yun)行。

(2)導熱油加熱爐發電模式

通常是在(zai)間歇性陰雨天(tian)，熔(rong)鹽熱(re)(re)能儲量無法維(wei)持繼續放(fang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)，為了(le)汽(qi)輪發(fa)電(dian)機(ji)(ji)組不停機(ji)(ji)而(er)在(zai)等待日(ri)出這段時(shi)間內(nei)的(de)—種短時(shi)間的(de)控制模式。此模式只要維(wei)持汽(qi)輪發(fa)電(dian)機(ji)(ji)組的(de)最低負荷即可，導熱(re)(re)油(you)泵分區(qu)運行，2區(qu)導熱(re)(re)油(you)在(zai)加熱(re)(re)爐升溫后經SGS放(fang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)，1區(qu)導熱(re)(re)油(you)泵維(wei)持SCA防凝循環。

(3)TES放熱防凝模式

該(gai)(gai)模式(shi)(shi)是在(zai)(zai)系統(tong)防(fang)凝(ning)模式(shi)(shi)下不用導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)加熱(re)(re)(re)爐(lu)(lu)的前提下提高(gao)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)溫(wen)，從而節省加熱(re)(re)(re)爐(lu)(lu)燃料。該(gai)(gai)模式(shi)(shi)需導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)泵分區(qu)運行，1區(qu)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)維持SCA防(fang)凝(ning)循環(huan)，2區(qu)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)在(zai)(zai)TES升溫(wen)并維持2區(qu)泵出口導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)270℃以上，通過加熱(re)(re)(re)爐(lu)(lu)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)閥(fa)門和冷油(you)(you)集管(guan)調節閥(fa)完(wan)成兩(liang)個區(qu)的導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)混(hun)油(you)(you)，使1區(qu)各測點導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)溫(wen)度(du)維持在(zai)(zai)70℃以上。相對(dui)于(yu)單獨防(fang)凝(ning)模式(shi)(shi)，此(ci)模式(shi)(shi)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)(you)維持溫(wen)度(du)較(jiao)高(gao)、啟動(dong)設備數量較(jiao)多，熱(re)(re)(re)損和廠(chang)用電量相對(dui)較(jiao)高(gao)，故該(gai)(gai)模式(shi)(shi)的實際(ji)意(yi)義不大。

圖(tu)2 TES放熱發(fa)電+太陽島防凝模(mo)式下的傳儲熱介質(zhi)流程(cheng)示(shi)意圖(tu)

3)運行模式切換方式的優化

文獻[2]對(dui)運(yun)(yun)行(xing)模式切(qie)換(huan)條件及影響因素作了詳細的(de)闡述。由(you)于(yu)前(qian)期(qi)國內(nei)示范項(xiang)目在設計及運(yun)(yun)行(xing)控制方面(mian)無可借鑒的(de)經驗(yan)，項(xiang)目投產后(hou)基本(ben)上是(shi)在摸(mo)索中成長，目前(qian)運(yun)(yun)行(xing)模式切(qie)換(huan)操(cao)作基本(ben)上還處(chu)于(yu)手動控制，且設計上未考(kao)慮低負荷運(yun)(yun)行(xing)工況對(dui)TES入口導(dao)熱油溫度(du)的(de)影響、運(yun)(yun)行(xing)模式切(qie)換(huan)時(shi)混(hun)油操(cao)作的(de)便利性。

傳儲(chu)(chu)熱系統(tong)運行模式(shi)切換(huan)本質就是(shi)改變傳儲(chu)(chu)熱介質的(de)(de)循環路徑。為(wei)實現各模式(shi)的(de)(de)自(zi)動切換(huan)或(huo)—鍵順(shun)控啟(qi)停，完善了(le)邏輯組態設計：根據系統(tong)設備及閥門(men)狀態、流量參數(shu)等作為(wei)運行模式(shi)的(de)(de)判(pan)據條件(jian)，通過(guo)SCA及TES導熱油壓力(li)、流量、熔(rong)鹽(yan)罐(guan)液位、熔(rong)鹽(yan)溫(wen)度等作為(wei)模式(shi)切換(huan)預警或(huo)觸發條件(jian)，根據常(chang)規操作流程制定設備及閥門(men)的(de)(de)啟(qi)停或(huo)開(kai)關(guan)順(shun)序。

以“太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)(dao)(dao)發(fa)電+儲(chu)熱(re)(re)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)”向“TES放(fang)熱(re)(re)發(fa)電+太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)(dao)(dao)防凝模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)”轉換(huan)控制舉例(見(jian)圖(tu)1和圖(tu)2)：首先，DCS邏輯(ji)根據(ju)(ju)閥(fa)(fa)門(men)狀態和流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)等參數判(pan)(pan)斷傳(chuan)儲(chu)熱(re)(re)系統(tong)處于“太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)(dao)(dao)發(fa)電模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)”和“儲(chu)熱(re)(re)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)”，如(ru)“太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)(dao)(dao)發(fa)電模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)”的(de)(de)(de)基本判(pan)(pan)據(ju)(ju)為(wei)SCA總導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)≮額(e)定(ding)(ding)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)50%、SCA出口(kou)平均溫(wen)度(du)(du)≮360℃、SGS導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)形(xing)成(cheng)通路(lu)且導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)≮額(e)定(ding)(ding)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)30%;“儲(chu)熱(re)(re)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)”的(de)(de)(de)基本判(pan)(pan)據(ju)(ju)為(wei)TES導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)形(xing)成(cheng)正向通路(lu)且導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)為(wei)正值(zhi)等。其(qi)次，跟蹤其(qi)觸(chu)發(fa)切換(huan)或預(yu)警條件(jian)，如(ru)：SCA總導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)<額(e)定(ding)(ding)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)55%且SGS導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)≮額(e)定(ding)(ding)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)30%，或SCA出口(kou)平均溫(wen)度(du)(du)<370℃，或TES導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)調(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)開度(du)(du)長時間(jian)低于5%等，滿足上述(shu)任—條件(jian)將執(zhi)行(xing)TES儲(chu)熱(re)(re)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)退出程(cheng)序(xu)，并通過冷(leng)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)集(ji)管(guan)混(hun)油(you)(you)(you)(you)(you)閥(fa)(fa)1調(diao)節(jie)(jie)預(yu)暖TES冷(leng)端進(jin)油(you)(you)(you)(you)(you)管(guan)道直至(zhi)溫(wen)度(du)(du)≥270℃，然后依據(ju)(ju)TES冷(leng)端導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)溫(wen)度(du)(du)、熔鹽罐液(ye)位、溫(wen)度(du)(du)等條件(jian)或人工(gong)二次確認的(de)(de)(de)方式(shi)(shi)(shi)執(zhi)行(xing)TES放(fang)熱(re)(re)發(fa)電模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)投入程(cheng)序(xu)，最后冷(leng)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)集(ji)管(guan)混(hun)油(you)(you)(you)(you)(you)閥(fa)(fa)2接替冷(leng)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)集(ji)管(guan)混(hun)油(you)(you)(you)(you)(you)閥(fa)(fa)1的(de)(de)(de)調(diao)節(jie)(jie)功能，確認TES放(fang)熱(re)(re)發(fa)電模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)判(pan)(pan)據(ju)(ju)條件(jian)，#1導(dao)熱(re)(re)油(you)(you)(you)(you)(you)泵自動減頻進(jin)行(xing)防凝循環。上述(shu)條件(jian)中的(de)(de)(de)定(ding)(ding)值(zhi)可根據(ju)(ju)實際運(yun)行(xing)進(jin)行(xing)調(diao)整。

為實現幾(ji)種常用模式(shi)的(de)(de)自動切換，將(jiang)原(yuan)設計(ji)中(zhong)的(de)(de)兩個混油關(guan)斷(duan)閥改(gai)為調節閥，對直徑(jing)較大的(de)(de)導熱油電(dian)動閥建議在(zai)管道設計(ji)中(zhong)加裝混油預暖旁路或采(cai)用帶有(you)預啟功能的(de)(de)隔離閥。

2常用模式自動控制功能的實現及優化

1)太陽島發電模式

太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)集熱(re)(re)(re)器(SCA)作為槽式光(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)電廠的(de)(de)熱(re)(re)(re)能(neng)來源，為SGS提(ti)供足夠溫(wen)度和流量(liang)的(de)(de)傳熱(re)(re)(re)介質，因(yin)此系(xi)統在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)發(fa)電模(mo)式下，控制(zhi)各(ge)SCA回(hui)(hui)(hui)路(lu)出(chu)(chu)口(kou)(kou)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)溫(wen)度是關鍵，同時在(zai)系(xi)統不超壓的(de)(de)情況下，維(wei)持各(ge)SCA回(hui)(hui)(hui)路(lu)的(de)(de)進出(chu)(chu)口(kou)(kou)差壓基本—致(zhi)。該模(mo)式下系(xi)統的(de)(de)關鍵控制(zhi)參(can)數有：各(ge)SCA回(hui)(hui)(hui)路(lu)出(chu)(chu)口(kou)(kou)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)溫(wen)度、太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)入口(kou)(kou)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)壓力(li)、太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)出(chu)(chu)口(kou)(kou)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)壓力(li)、太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)各(ge)區域的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流量(liang)、流經(jing)SGS與(yu)TES的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流量(liang)分配值(zhi)。為了方(fang)便維(wei)護(hu)和控制(zhi)，整個(ge)太(tai)(tai)陽(yang)島(dao)分多區平(ping)行布(bu)置，每個(ge)區各(ge)集熱(re)(re)(re)器回(hui)(hui)(hui)路(lu)也采用平(ping)行分布(bu)式設計，每區的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)管道設置—個(ge)控制(zhi)閥。

理想情況(kuang)(全天日照(zhao)，無(wu)云層遮(zhe)擋)下，太(tai)陽島各集(ji)熱(re)(re)器的輻照(zhao)強度(du)只跟太(tai)陽直射角度(du)有關，各集(ji)熱(re)(re)器的輻照(zhao)強度(du)變化(hua)緩慢。現實情況(kuang)會出(chu)現多云天氣，由于云層在(zai)不同(tong)區域形成遮(zhe)擋，各個(ge)區的輻照(zhao)強度(du)會有所不同(tong)。目前的運行操(cao)作方(fang)式為：根據(ju)輻照(zhao)強度(du)的變化(hua)，手動將(jiang)導熱(re)(re)油控(kong)制閥維持(chi)在(zai)適(shi)當開度(du)，通過調整導熱(re)(re)油循環(huan)泵頻(pin)率改變各SCA導熱(re)(re)油流量，從而控(kong)制SCA出(chu)口導熱(re)(re)油溫度(du)。

該(gai)模(mo)式下的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)自動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)基礎模(mo)型(xing)：將每個區(qu)(qu)的(de)SCA回(hui)(hui)路出(chu)口(kou)導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)溫度(du)(du)的(de)平均(jun)值作(zuo)被控(kong)(kong)量，且各SCA回(hui)(hui)路出(chu)口(kou)油(you)溫作(zuo)條(tiao)件判斷，溫度(du)(du)值在(zai)正(zheng)常(chang)范圍之外的(de)溫度(du)(du)點不參(can)與平均(jun)值計算，通過(guo)對應(ying)區(qu)(qu)域的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流(liu)(liu)量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)閥調節其(qi)溫度(du)(du)在(zai)設定范圍內。導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)循(xun)環泵頻率用于控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)太(tai)陽(yang)島入口(kou)集管壓(ya)(ya)力(li)并使其(qi)維持在(zai)—個期望值。太(tai)陽(yang)島出(chu)口(kou)集管壓(ya)(ya)力(li)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方式則是(shi)先判斷TES是(shi)否在(zai)儲熱(re)(re)(re)模(mo)式，當太(tai)陽(yang)島單獨發電(dian)時(shi)該(gai)壓(ya)(ya)力(li)通過(guo)SGS導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流(liu)(liu)量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)閥進行調整，儲熱(re)(re)(re)模(mo)式時(shi)通過(guo)TES導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流(liu)(liu)量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)閥調節，SGS導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流(liu)(liu)量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)閥只(zhi)參(can)與機組負(fu)荷調整。太(tai)陽(yang)島出(chu)入口(kou)壓(ya)(ya)力(li)設定值為設計給出(chu)的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流(liu)(liu)量與該(gai)位置壓(ya)(ya)力(li)的(de)折(zhe)線(xian)函(han)數，另(ling)為確保(bao)系統的(de)穩定運行和安全，應(ying)對流(liu)(liu)量和壓(ya)(ya)力(li)的(de)設定值作(zuo)最(zui)大、最(zui)小限制(zhi)(zhi)(zhi)。

為消除天氣(qi)(qi)變化(hua)對自動控(kong)制的(de)(de)影響，最(zui)好的(de)(de)辦(ban)法(fa)就是建立太陽島傳熱(re)系(xi)統的(de)(de)動態模(mo)型：根據天氣(qi)(qi)預(yu)報和(he)(he)地面氣(qi)(qi)象雷達(da)實(shi)時數據，預(yu)測未來1～2 h內光照強度、導熱(re)油流量和(he)(he)溫度的(de)(de)變化(hua)趨(qu)勢，基于(yu)預(yu)測結(jie)果計算出(chu)最(zui)優的(de)(de)導熱(re)油流量和(he)(he)壓力控(kong)制輸入(ru)序列，實(shi)現預(yu)測值與導熱(re)油調整的(de)(de)自動銜(xian)接。

2)TES儲熱模式

為減(jian)少熔(rong)(rong)鹽(yan)熱(re)(re)傳導時的(de)(de)(de)散熱(re)(re)損失及(ji)熔(rong)(rong)鹽(yan)換熱(re)(re)設備運(yun)維(wei)成(cheng)本，通常熔(rong)(rong)鹽(yan)的(de)(de)(de)儲(chu)能和(he)(he)釋能共用—套油鹽(yan)換熱(re)(re)器(qi)(qi)，換熱(re)(re)器(qi)(qi)內的(de)(de)(de)介質在(zai)儲(chu)熱(re)(re)和(he)(he)放熱(re)(re)時反向流(liu)(liu)動(dong)。儲(chu)熱(re)(re)模(mo)式投入(ru)的(de)(de)(de)必要條件就是(shi)太(tai)陽島SCA回路已投入(ru)運(yun)行。該模(mo)式下(xia)系統的(de)(de)(de)導熱(re)(re)油流(liu)(liu)量會跟隨SCA負荷變(bian)化而(er)變(bian)化，其(qi)關(guan)鍵控制參數為熱(re)(re)鹽(yan)罐的(de)(de)(de)入(ru)口熔(rong)(rong)鹽(yan)溫(wen)度(即油鹽(yan)換熱(re)(re)器(qi)(qi)出口熔(rong)(rong)鹽(yan)溫(wen)度)，其(qi)次是(shi)熔(rong)(rong)鹽(yan)壓力(li)和(he)(he)油鹽(yan)換熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)量。

儲熱(re)(re)模式自動控制模型：油(you)(you)鹽(yan)(yan)換熱(re)(re)器出口熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)溫度(du)作為被控量，通(tong)過冷熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)泵的(de)頻率調整改變經(jing)過油(you)(you)鹽(yan)(yan)換熱(re)(re)器的(de)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)流量，使之與(yu)通(tong)過油(you)(you)鹽(yan)(yan)換熱(re)(re)器的(de)導熱(re)(re)油(you)(you)量相匹配(pei)，從(cong)而得到預期(qi)的(de)熱(re)(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)溫度(du)。控制熱(re)(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)罐入口調節(jie)閥的(de)開(kai)度(du)，使熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)集(ji)管壓力在(zai)合理范圍內。

3)TES放熱發電模式

該模式(shi)下熔(rong)鹽放熱(re)(re)(re)速率是根據機組負荷(he)進行調整的，另(ling)防止熔(rong)鹽凝結必須保持油(you)鹽換熱(re)(re)(re)器出口(kou)熔(rong)鹽溫(wen)度高于熔(rong)鹽凝凍點，故該模式(shi)下系統的關鍵控制參數為：流(liu)通TES和(he)SGS導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)流(liu)量(liang)、TES出口(kou)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)溫(wen)度、TES入口(kou)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)油(you)溫(wen)度、熔(rong)鹽壓力、熔(rong)鹽流(liu)量(liang)。

TES放熱(re)(re)發(fa)電(dian)模式(shi)自動控制模型：由于該模式(shi)下兩臺導(dao)(dao)熱(re)(re)油(you)泵分區運(yun)行，為減少(shao)閥(fa)(fa)(fa)門節(jie)(jie)流(liu)(liu)損失(shi)，因此保持TES導(dao)(dao)熱(re)(re)油(you)流(liu)(liu)量調節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)全開(kai)，使用(yong)#2導(dao)(dao)熱(re)(re)油(you)泵的(de)(de)頻(pin)(pin)率控制TES和SGS導(dao)(dao)熱(re)(re)油(you)量。調節(jie)(jie)熱(re)(re)熔鹽泵的(de)(de)頻(pin)(pin)率，使經過(guo)油(you)鹽換熱(re)(re)器(qi)的(de)(de)熔鹽流(liu)(liu)量與(yu)TES導(dao)(dao)熱(re)(re)油(you)量相(xiang)匹配，從而達到TES出口(kou)(kou)導(dao)(dao)熱(re)(re)油(you)溫度(du)控制目的(de)(de)。通(tong)過(guo)冷熔鹽罐入口(kou)(kou)調節(jie)(jie)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)開(kai)度(du)，使熔鹽集(ji)管壓力控制在合理范圍(wei)內。無論是導(dao)(dao)熱(re)(re)油(you)流(liu)(liu)量還(huan)是熔鹽流(liu)(liu)量調節(jie)(jie)，為確(que)保系統的(de)(de)安全穩定運(yun)行，均(jun)應對泵的(de)(de)頻(pin)(pin)率和系統壓力的(de)(de)設(she)定值作最大、最小限制。

由(you)于天(tian)氣等原(yuan)因(yin)熔(rong)鹽儲熱(re)(re)量(liang)較低(di)，為了減少啟停(ting)機(ji)，必須維持(chi)機(ji)組(zu)在(zai)(zai)較低(di)負荷下(xia)運行。然而低(di)負荷工況又會造(zao)成(cheng)進(jin)入(ru)SGS預(yu)熱(re)(re)器的(de)(de)給水溫(wen)度(du)(du)(du)過低(di)，使(shi)SGS出(chu)口(kou)(kou)(kou)(kou)導(dao)熱(re)(re)油(you)溫(wen)度(du)(du)(du)低(di)于設計冷(leng)(leng)熔(rong)鹽罐溫(wen)度(du)(du)(du)，甚至(zhi)低(di)于熔(rong)鹽的(de)(de)凝(ning)凍(dong)點(dian)，故為了提高TES入(ru)口(kou)(kou)(kou)(kou)導(dao)熱(re)(re)油(you)溫(wen)度(du)(du)(du)，需采用(yong)TES出(chu)口(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)熱(re)(re)導(dao)熱(re)(re)油(you)對其進(jin)行混油(you)中和(he)來提升溫(wen)度(du)(du)(du)。為此(ci)在(zai)(zai)TES放熱(re)(re)發電模式自動控(kong)制模型中，將冷(leng)(leng)熱(re)(re)油(you)集(ji)管的(de)(de)混油(you)隔離閥2改成(cheng)調(diao)節(jie)閥，使(shi)TES入(ru)口(kou)(kou)(kou)(kou)導(dao)熱(re)(re)油(you)溫(wen)度(du)(du)(du)保持(chi)在(zai)(zai)熔(rong)鹽的(de)(de)凝(ning)凍(dong)點(dian)溫(wen)度(du)(du)(du)以上。為保證(zheng)調(diao)節(jie)靈敏性和(he)準(zhun)確(que)度(du)(du)(du)，將TES入(ru)口(kou)(kou)(kou)(kou)導(dao)熱(re)(re)油(you)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)采樣點(dian)前移，采用(yong)#2導(dao)熱(re)(re)油(you)泵入(ru)口(kou)(kou)(kou)(kou)集(ji)管溫(wen)度(du)(du)(du)。

由于混油后的SGS導熱(re)油量(liang)低(di)于TES導熱(re)油量(liang)，為防止導熱(re)油泵頻率自動控(kong)制超調量(liang)過大，其(qi)控(kong)制采(cai)樣點使用TES導熱(re)油量(liang)測量(liang)值，其(qi)設定值采(cai)用公式(shi)(1)修正(zheng)。

式中：qSGS——通過SGS的導熱油量;

qTES——通過TES的導熱油(you)量;

CSGS——SGS出口導(dao)熱油平均(jun)比熱;

C補——TES出口導(dao)熱油平均比熱;

△t升——TES入(ru)口溫度-SGS出口溫度;

△t降——TES出(chu)口溫度-SGS出(chu)口溫度。

3結語

傳(chuan)儲(chu)熱(re)系統(tong)(tong)(tong)是導熱(re)油(you)槽式光熱(re)發電(dian)機(ji)組中非(fei)常重要(yao)的(de)組成部分，在傳(chuan)儲(chu)熱(re)過(guo)程中，能(neng)量的(de)傳(chuan)輸、儲(chu)存和釋放需要(yao)進行高精度、自(zi)動化(hua)的(de)控制(zhi)，以(yi)提(ti)高系統(tong)(tong)(tong)能(neng)量利用(yong)率和運(yun)行穩定性(xing)。本(ben)文研究(jiu)了傳(chuan)儲(chu)熱(re)系統(tong)(tong)(tong)的(de)運(yun)行控制(zhi)和優化(hua)方(fang)法，提(ti)出的(de)自(zi)動控制(zhi)功能(neng)可以(yi)應用(yong)于—般的(de)導熱(re)油(you)槽式光熱(re)發電(dian)機(ji)組，實現對(dui)傳(chuan)儲(chu)熱(re)系統(tong)(tong)(tong)的(de)高效控制(zhi)，提(ti)高系統(tong)(tong)(tong)的(de)效率和穩定性(xing)，減(jian)少運(yun)行人員的(de)工(gong)作量，為建立系統(tong)(tong)(tong)能(neng)量傳(chuan)、儲(chu)、釋的(de)智(zhi)能(neng)控制(zhi)算法和先(xian)進的(de)控制(zhi)器(qi)提(ti)供了有(you)益的(de)啟示和綱領性(xing)幫(bang)助，也為后(hou)期的(de)設(she)計提(ti)供了有(you)益思路和實踐經(jing)驗，以(yi)幫(bang)助更好地(di)設(she)計傳(chuan)儲(chu)熱(re)系統(tong)(tong)(tong)。

總之，本文的研究成果為(wei)導熱(re)油槽式光熱(re)發電(dian)機(ji)組傳儲熱(re)系統(tong)的運行控制提供(gong)(gong)了有效的方法和思路，可為(wei)相關研究和實踐提供(gong)(gong)幫助，促進這—領域的不斷進步和發展(zhan)。

參考文獻

[1]張耀明，王(wang)軍，張文進(jin)，等(deng).太陽(yang)能熱發電(dian)系列文章(1)聚(ju)光類太陽(yang)能熱發電(dian)概(gai)述[J].太陽(yang)能，2006(1)：39-41.

[2]孫庫，于海洋(yang).槽式光熱電(dian)站(zhan)發電(dian)模(mo)式運行切換分析(xi)[J].機電(dian)信息，2020(2)：95-96.

[3]孫(sun)仁龍，劉亞琪(qi).導熱油槽式光熱發(fa)電(dian)系統(tong)多操(cao)作模式設(she)計[J].化工設(she)計通訊，2022，48(10)：103-104，136.

本文(wen)作者：蘇州熱工(gong)研(yan)究(jiu)院有限公司(si)：朱成(cheng)葉，劉強(qiang)，任天翔(xiang)；中廣(guang)核太陽(yang)能德令哈有限公司(si)：段(duan)明浩。