本發(fā)明涉及可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)能源的需求量日益增加，與此同時(shí)大量燃用化石能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻。因此利用太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等可再生的清潔能源替代化石能源將具有重要意義。
太陽(yáng)能是一種豐富的清潔能源。盡管太陽(yáng)能投射到地球大氣層的能量?jī)H占其總輻射能的二十二億分之一，但太陽(yáng)能的投射總量已經(jīng)很高，每秒輻射到地球的總能量相當(dāng)于500萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中我國(guó)有2/3的國(guó)土年日照在2000小時(shí)以上，年平均輻射量超過(guò)6000GJ/m2。儲(chǔ)量巨大和清潔利用等優(yōu)點(diǎn)使得太陽(yáng)能得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的太陽(yáng)能利用主要基于光伏和光熱利用技術(shù)，其中太陽(yáng)能的光伏利用技術(shù)，依據(jù)不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)能射線照射在不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體上時(shí)，光子與導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的自由電子作用產(chǎn)生電流。而太陽(yáng)能的光熱利用，則主要通過(guò)集熱裝置聚焦并收集太陽(yáng)輻射能，利用所收集的熱能加熱工質(zhì)，或者通過(guò)與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換為化學(xué)能加以利用，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置進(jìn)行發(fā)電。
由于太陽(yáng)能的能量密度較低，需要利用聚光集熱裝置將輻射能匯聚，現(xiàn)有的聚光技術(shù)主要包括塔式、碟式、槽式和線性菲涅爾式，前兩者采用點(diǎn)聚焦方式，后兩者采用線聚焦方式。其中塔式裝置是利用獨(dú)立跟蹤太陽(yáng)光的定日鏡群將太陽(yáng)輻射聚焦至中心高塔處的接收器，聚光比為200～1000，集熱溫度可達(dá)300～2000℃；碟式裝置是利用一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的聚焦盤將太陽(yáng)輻射聚焦至焦點(diǎn)處的接收器，余弦損失小，但單機(jī)功率受限；槽式裝置是利用拋物槽式反射鏡將太陽(yáng)輻射聚焦至焦線處的接收器，集熱溫度低，但其聚光器加工簡(jiǎn)單、制造成本低，是目前最成熟的聚光技術(shù)。利用上述聚光集熱裝置可以將低密度的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為中高溫?zé)崮?，最終通過(guò)與傳統(tǒng)動(dòng)力循環(huán)耦合實(shí)現(xiàn)電能輸出。通過(guò)與朗肯循環(huán)進(jìn)行耦合，工質(zhì)吸收太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)預(yù)熱和蒸發(fā)，帶動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，通常采用有機(jī)工質(zhì)吸收太陽(yáng)能，由于工質(zhì)低沸點(diǎn)的特性，在中低溫條件下可以獲得較高的蒸汽壓力，具有較好的中低溫轉(zhuǎn)換性能。
此外，太陽(yáng)能存在一定的間歇性和隨機(jī)性，為延長(zhǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，通常增設(shè)儲(chǔ)能裝置，但儲(chǔ)熱效率低，設(shè)備規(guī)模大，相應(yīng)的發(fā)電成本增加。通過(guò)多能源互補(bǔ)的發(fā)電方式，既可以提高蒸汽的參數(shù)從而提高發(fā)電效率，又可以在太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度較低時(shí)，利用其他能源加以補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。太陽(yáng)能與化石能源進(jìn)行耦合利用，實(shí)現(xiàn)了二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但由于化石能源的短缺，采用生物質(zhì)能等綠色能源與太陽(yáng)能互補(bǔ)利用更具優(yōu)勢(shì)。
生物質(zhì)能是各種有機(jī)體通過(guò)光合作用，將太陽(yáng)能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中，是一種可再生能源。生物質(zhì)來(lái)源廣泛，便于就地利用，木質(zhì)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物等皆屬于其范疇。由于生物質(zhì)內(nèi)的碳來(lái)源于其生長(zhǎng)過(guò)程中環(huán)境二氧化碳的轉(zhuǎn)化，因此對(duì)生物質(zhì)的利用實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放。目前，生物質(zhì)發(fā)電是生物質(zhì)能的重要利用方式，主要包括生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電和生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電三種方式。其中，生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是最簡(jiǎn)單也是最為成熟的轉(zhuǎn)換方法，已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。
我國(guó)西部地區(qū)的太陽(yáng)能與生物質(zhì)能十分豐富，其中西藏、青海、新疆等地的總輻射量和日照時(shí)數(shù)均為全國(guó)最高；同時(shí)我國(guó)新疆的棉花產(chǎn)量超過(guò)全國(guó)總產(chǎn)量的一半，對(duì)應(yīng)的棉花秸稈產(chǎn)量達(dá)到千萬(wàn)噸以上。利用太陽(yáng)能與生物質(zhì)能互補(bǔ)發(fā)電，可充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢(shì)，為該地區(qū)可再生能源的綜合利用提供新途徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。
(二)技術(shù)方案
本發(fā)明提供了一種集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，包括：太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)、雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)和動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)；其中，太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)，其連接至所述雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)，在輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值的工況下，利用太陽(yáng)能預(yù)熱蒸發(fā)給水并生成飽和蒸汽；雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)，其連接至所述動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)，在輻照強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)值的工況下，其第一爐膛利用生物質(zhì)燃燒能預(yù)熱蒸發(fā)給水并生成過(guò)熱蒸汽；在輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值的工況下，其第二爐膛利用生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱能，將太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)輸送的飽和蒸汽加熱為過(guò)熱蒸汽；動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)，其連接至太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)和雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)，其利用雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)輸送的過(guò)熱蒸汽將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并將生成的冷凝水作為給水，供給太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)和雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)。
(三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)具有以下有益效果：
(1)采用雙爐膛生物質(zhì)鍋爐，避免了直接在單爐膛內(nèi)增加水冷壁造成超溫爆管問(wèn)題，系統(tǒng)可靠性和安全性得以提高；
(2)在太陽(yáng)能的輻照強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，給水吸收生物質(zhì)燃燒釋放的能量進(jìn)而發(fā)電，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)與雙爐膛生物質(zhì)鍋爐協(xié)調(diào)運(yùn)行，系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定；
(3)當(dāng)太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度較高時(shí)，太陽(yáng)能產(chǎn)生蒸汽，生物質(zhì)能過(guò)熱蒸汽，二者相互結(jié)合，當(dāng)輻照強(qiáng)度較低時(shí)，給水吸收生物質(zhì)能完成發(fā)電過(guò)程，二者又相互獨(dú)立，系統(tǒng)靈活性提升；
(4)當(dāng)負(fù)荷需求較高時(shí)，可以同時(shí)啟動(dòng)雙爐膛，增加主蒸汽流量，提升主蒸汽參數(shù)，在負(fù)荷需求較低時(shí)，根據(jù)輻照條件選擇運(yùn)行方式，或者利用生物質(zhì)能加熱給水，或者利用太陽(yáng)能加熱給水，系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大；
(5)當(dāng)爐膛內(nèi)的吸熱工質(zhì)為蒸汽時(shí)，增設(shè)輻射式過(guò)熱器吸收火焰的輻射能量，可以避免爐膛過(guò)熱，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；
(6)通過(guò)太陽(yáng)能與生物質(zhì)能互補(bǔ)發(fā)電，主蒸汽參數(shù)提升，發(fā)電效率提高；又由于生物質(zhì)內(nèi)的碳來(lái)源于光合作用轉(zhuǎn)化，因此在整個(gè)循環(huán)周期實(shí)現(xiàn)碳的零排放，發(fā)電過(guò)程高效清潔。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
符號(hào)說(shuō)明
1-太陽(yáng)能集熱場(chǎng)；2-工質(zhì)泵；3-預(yù)熱器；4-蒸發(fā)器；5-下聯(lián)箱；6-水冷壁；7-下降管；8-汽包；9-輻射式過(guò)熱器；10-對(duì)流式過(guò)熱器；11-再熱器；12-空氣預(yù)熱器；13-雙爐膛生物質(zhì)鍋爐；14-汽輪機(jī)高壓缸；15-汽輪機(jī)中壓缸；16-汽輪機(jī)低壓缸；17-發(fā)電機(jī)組；18-高壓回?zé)峒訜崞鹘M；19-高壓水泵；20-除氧器；21-低壓回?zé)峒訜崞鹘M；22-凝結(jié)水泵；23-冷凝器；24-第二閥門；25-第一閥門；26-第三閥門；27-第四閥門；28-第一爐膛；29-第二爐膛。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)包括：太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)、雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)和動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)，其中，
太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)，其連接至所述雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)，在輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值的工況下，利用太陽(yáng)能預(yù)熱蒸發(fā)給水并生成飽和蒸汽。
雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)，其連接至所述動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)，在輻照強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)值的工況下，其第一爐膛利用生物質(zhì)燃燒能預(yù)熱蒸發(fā)給水并生成過(guò)熱蒸汽；在輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值的工況下，其第二爐膛利用生物質(zhì)燃燒能，將太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)輸送的飽和蒸汽加熱為過(guò)熱蒸汽。
動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)，其連接至太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)和雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)，其利用雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)輸送的過(guò)熱蒸汽將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，并將生成的冷凝水作為給水，供給太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)和雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)。
以下對(duì)本實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的互補(bǔ)型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)包括：太陽(yáng)能集熱場(chǎng)1、工質(zhì)泵2、預(yù)熱器3、蒸發(fā)器4和第二閥門24。其中，
第二閥門的入口連接動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)的出水口，其出口連接預(yù)熱器的入水口，預(yù)熱器的出水口連接蒸發(fā)器的入水口，蒸發(fā)器的出氣口連接雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)的進(jìn)氣口；工質(zhì)泵的出口連接太陽(yáng)能集熱場(chǎng)的工質(zhì)入口，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)的工質(zhì)出口連接蒸發(fā)器的工質(zhì)入口，蒸發(fā)器的工質(zhì)出口連接預(yù)熱器的工質(zhì)入口，預(yù)熱器的工質(zhì)出口連接工質(zhì)泵的入口。
優(yōu)選地，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)1為槽式集熱裝置組成的集熱器陣列或塔式集熱裝置。
工質(zhì)泵2將傳熱工質(zhì)送至太陽(yáng)能集熱場(chǎng)1，在太陽(yáng)能集熱場(chǎng)內(nèi)，傳熱工質(zhì)吸收太陽(yáng)能后溫度升高，高溫傳熱工質(zhì)流經(jīng)蒸發(fā)器4和預(yù)熱器3并與給水換熱，溫度降低，在工質(zhì)泵的作用下，重新回到太陽(yáng)能集熱場(chǎng)1，完成工質(zhì)循環(huán)。該子系統(tǒng)利用傳熱工質(zhì)吸收太陽(yáng)能，用于給水的預(yù)熱蒸發(fā)。
優(yōu)選地，傳熱工質(zhì)為導(dǎo)熱油或熔鹽。
雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)包括：雙爐膛生物質(zhì)鍋爐13、下聯(lián)箱5、水冷壁6、下降管7、汽包8、輻射式過(guò)熱器9、對(duì)流式過(guò)熱器10、第一閥門25、第三閥門26、第四閥門27和空氣預(yù)熱器12。其中，
第一閥門的入口連接動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)的出水口，其出口連接下聯(lián)箱的入水口；雙爐膛生物質(zhì)鍋爐13具有第一爐膛28和第二爐膛29，空氣預(yù)熱器12設(shè)置于雙爐膛生物質(zhì)鍋爐13內(nèi)，第三閥門和第四閥門的進(jìn)氣口連接空氣預(yù)熱器12，第三閥門26和第四閥門27分別用于向第二爐膛29和第一爐膛28輸送空氣；水冷壁6設(shè)置于第一爐膛28內(nèi)，下聯(lián)箱5、水冷壁6、汽包8和下降管7組成一循環(huán)回路；輻射式過(guò)熱器9設(shè)置在第二爐膛頂部，用于吸收第二爐膛火焰的輻射熱并防止第二爐膛29過(guò)熱；對(duì)流式過(guò)熱器10接入第一爐膛和第二爐膛的排煙管，用于吸收高溫?zé)煔獾膶?duì)流熱；汽包的出氣口和蒸發(fā)器的出氣口連接對(duì)流式過(guò)熱器的進(jìn)氣口，對(duì)流式過(guò)熱器的出氣口連接輻射式過(guò)熱器的進(jìn)氣口，輻射式過(guò)熱器的出氣口連接動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)的進(jìn)氣口。
當(dāng)啟動(dòng)第一爐膛28時(shí)，第一閥門25打開，給水經(jīng)下聯(lián)箱5進(jìn)入水冷壁6，在水冷壁內(nèi)完成蒸發(fā)過(guò)程，蒸汽在汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，其中蒸汽進(jìn)入輻射式過(guò)熱器9和對(duì)流式過(guò)熱器10進(jìn)一步吸收熱量、提高溫度，分離過(guò)后的給水經(jīng)下降管7回到下聯(lián)箱5，可以再次通過(guò)水冷壁6吸熱。當(dāng)啟動(dòng)第二爐膛29時(shí)，生物質(zhì)燃料燃燒釋放的熱量作為輻射式過(guò)熱器和對(duì)流式過(guò)熱器的熱源。
動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)包括：汽輪機(jī)高壓缸14、汽輪機(jī)中壓缸15、汽輪機(jī)低壓缸16、發(fā)電機(jī)組17、高壓回?zé)峒訜崞鹘M18、低壓回?zé)峒訜崞鹘M21、高壓水泵19、除氧器20、凝結(jié)水泵22、冷凝器23和再熱器11。其中，
汽輪機(jī)高壓缸14、汽輪機(jī)中壓缸15和汽輪機(jī)低壓缸16連接發(fā)電機(jī)組17；汽輪機(jī)高壓缸的進(jìn)氣口連接輻射式過(guò)熱器的出氣口，其第一級(jí)抽氣和第二級(jí)抽氣連接高壓回?zé)峒訜崞鹘M18，再熱器11設(shè)置于雙爐膛生物質(zhì)鍋爐13內(nèi)，汽輪機(jī)高壓缸的出氣口經(jīng)再熱器11連接汽輪機(jī)中壓缸15，其出氣口排出的蒸汽經(jīng)再熱器11加熱后再輸送至汽輪機(jī)中壓缸15；汽輪機(jī)中壓缸的出氣口連接汽輪機(jī)低壓缸的進(jìn)氣口，其第一級(jí)抽氣連接除氧器20，其第二級(jí)抽氣和第三級(jí)抽氣連接低壓回?zé)峒訜崞鹘M21，用于給水回?zé)峒訜?；汽輪機(jī)低壓缸的出氣口連接冷凝器23，其第一級(jí)抽氣和第二級(jí)抽氣連接低壓回?zé)峒訜崞鹘M21，用于加熱冷凝器出口的冷凝水；冷凝器23依次連接凝結(jié)水泵22、低壓回?zé)峒訜崞鹘M21、除氧器20、高壓水泵19和高壓回?zé)峒訜崞鹘M18，高壓回?zé)峒訜崞鹘M的出水口連接第一閥門25和第二閥門24。
動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高溫高壓蒸汽的熱功轉(zhuǎn)換，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)的高壓缸14、中壓缸15、低壓缸16用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組17發(fā)電；冷凝器23用于冷凝低壓缸排出的蒸汽生成冷凝水，高壓回?zé)峒訜崞鹘M18和低壓回?zé)峒訜崞鹘M21利用高壓缸14、中壓缸15、低壓缸16抽取的部分蒸汽與給水進(jìn)行熱交換，熱交換后的蒸汽變?yōu)槭杷?，并通過(guò)回流管路與冷凝器排出的冷凝水匯合；除氧器20利用中壓缸抽取的部分蒸汽與給水混合加熱并除氧；高壓水泵19和凝結(jié)水泵22驅(qū)動(dòng)冷凝水流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水工質(zhì)循環(huán)。
本發(fā)明第一實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其中，
當(dāng)太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值時(shí)，開啟第二閥門24和第三閥門26，給水經(jīng)第二閥門24流入預(yù)熱器3和蒸發(fā)器4，傳熱工質(zhì)在工質(zhì)泵的作用下循環(huán)流動(dòng)，其在太陽(yáng)能集熱場(chǎng)1吸收太陽(yáng)能溫度升高，高溫傳熱工質(zhì)與給水在預(yù)熱器3和蒸發(fā)器4進(jìn)行熱交換，給水在預(yù)熱器中被預(yù)熱，在蒸發(fā)器中被加熱為飽和蒸汽，熱交換后的傳熱工質(zhì)溫度降低并繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，飽和蒸汽輸送至對(duì)流式過(guò)熱器10。
開啟雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的第二爐膛29，空氣經(jīng)第三閥門26與生物質(zhì)燃料混合并在第二爐膛29內(nèi)燃燒，生物質(zhì)燃料燃燒的火焰產(chǎn)生輻射熱，并生成高溫?zé)煔?，飽和蒸汽依次在?duì)流式過(guò)熱器10與高溫?zé)煔?、在輻射式過(guò)熱器9中與輻射熱進(jìn)行熱交換后變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，熱交換后的煙氣流經(jīng)再熱器11和空氣預(yù)熱器12后排出環(huán)境，輻射式過(guò)熱器9同時(shí)防止第二爐膛29過(guò)熱超溫。
過(guò)熱蒸汽依次在汽輪機(jī)高壓缸14、汽輪機(jī)中壓缸15和汽輪機(jī)低壓缸16膨脹做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組17發(fā)電，之后在冷凝器23處冷卻，轉(zhuǎn)變?yōu)槔淠?。在冷凝水泵的作用下，冷凝水依次流?jīng)低壓回?zé)峒訜崞鹘M21和除氧器，在高壓水泵的作用下，給水通過(guò)高壓回?zé)峒訜崞鹘M18進(jìn)行回?zé)峒訜?，作為給水最終進(jìn)入太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)和雙爐膛生物質(zhì)燃燒子系統(tǒng)。
當(dāng)太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，分兩種情況：
若負(fù)荷需求較低，則開啟第一閥門25和第四閥門27，開啟雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的第一爐膛28，空氣經(jīng)第四閥門27與生物質(zhì)燃料混合并在第一爐膛28內(nèi)燃燒，給水經(jīng)第一閥門25流入下聯(lián)箱5并進(jìn)入第一爐膛28，在水冷壁6中吸收生物質(zhì)燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量，部分給水被預(yù)熱蒸發(fā)為飽和蒸汽，汽水混合物在汽包8中進(jìn)行汽水分離，分離后的給水經(jīng)下降管7回流到下聯(lián)箱5，再次進(jìn)入第一爐膛28被預(yù)熱蒸發(fā)，分離后的飽和蒸汽在對(duì)流式過(guò)熱器10與生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，并轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，熱交換后的煙氣排出環(huán)境。過(guò)熱蒸汽進(jìn)入動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)后的工作過(guò)程與太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值時(shí)相同，在此不再贅述。
若負(fù)荷需求較高，則開啟第一閥門25、第三閥門26和第四閥門27，同時(shí)開啟雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的第一爐膛28和第二爐膛29，空氣經(jīng)第四閥門27與生物質(zhì)燃料混合并在第一爐膛28內(nèi)燃燒，經(jīng)第三閥門26與生物質(zhì)燃料混合并在第二爐膛29內(nèi)燃燒，給水經(jīng)第一閥門25流入下聯(lián)箱5并進(jìn)入第一爐膛28，在水冷壁6中吸收生物質(zhì)燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量，部分給水被預(yù)熱蒸發(fā)為飽和蒸汽，汽水混合物在汽包8中進(jìn)行汽水分離，分離后的給水經(jīng)下降管7回流到下聯(lián)箱5，再次進(jìn)入第一爐膛28被預(yù)熱蒸發(fā)，分離后的飽和蒸汽在對(duì)流式過(guò)熱器10與第一爐膛和第二爐膛生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，并轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，熱交換后的煙氣排出環(huán)境，過(guò)熱蒸汽再進(jìn)入輻射式過(guò)熱器9吸收第二爐膛生物質(zhì)燃料燃燒火焰的輻射熱，增加主蒸汽流量，提升主蒸汽參數(shù)，以滿足高負(fù)荷要求。
由此可見，本發(fā)明第一實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的直接在爐膛內(nèi)增設(shè)水冷壁的技術(shù)，當(dāng)輻照強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，蒸發(fā)過(guò)程在太陽(yáng)能集熱場(chǎng)內(nèi)完成，爐膛內(nèi)的水冷壁無(wú)給水流過(guò)，將出現(xiàn)壁面超溫，甚至爆管現(xiàn)象，而本發(fā)明通過(guò)采用雙爐膛生物質(zhì)鍋爐，避免了直接在單爐膛內(nèi)增加水冷壁造成超溫爆管問(wèn)題；在太陽(yáng)能的輻照強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，給水可以吸收生物質(zhì)燃燒釋放的能量進(jìn)而發(fā)電，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)1與雙爐膛生物質(zhì)鍋爐13能互補(bǔ)運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定；當(dāng)太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度較高時(shí)，太陽(yáng)能產(chǎn)生蒸汽，生物質(zhì)能過(guò)熱蒸汽，二者相互結(jié)合，當(dāng)輻照強(qiáng)度較低時(shí)，給水吸收生物質(zhì)能完成發(fā)電過(guò)程，二者又相互獨(dú)立，提升了系統(tǒng)靈活性；當(dāng)負(fù)荷需求較高時(shí)，可以同時(shí)啟動(dòng)雙爐膛，增加主蒸汽流量，提升主蒸汽參數(shù)；在負(fù)荷需求較低時(shí)，根據(jù)輻照條件選擇運(yùn)行方式，或者利用生物質(zhì)能加熱給水，或者利用太陽(yáng)能與生物質(zhì)能的結(jié)合，系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大；當(dāng)爐膛內(nèi)的吸熱工質(zhì)為蒸汽時(shí)，增設(shè)輻射式過(guò)熱器吸收火焰的輻射能量，可以避免過(guò)熱，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，避免了爐膛過(guò)熱；通過(guò)太陽(yáng)能與生物質(zhì)能互補(bǔ)發(fā)電，主蒸汽的參數(shù)提升，發(fā)電效率提高，又由于生物質(zhì)內(nèi)的碳來(lái)源于光合作用的轉(zhuǎn)化，因此在整個(gè)循環(huán)周期中實(shí)現(xiàn)了碳的零排放，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)發(fā)電過(guò)程高效清潔。
本發(fā)明第二實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，為了達(dá)到簡(jiǎn)要說(shuō)明的目的，上述第一實(shí)施例中任何可作相同應(yīng)用的技術(shù)特征敘述皆并于此，無(wú)需再重復(fù)相同敘述。
其中，蒸發(fā)器4和汽輪機(jī)高壓缸14之間設(shè)置一旁通閥，當(dāng)太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值且負(fù)荷需求較低時(shí)，開啟旁通閥，蒸發(fā)器生成的蒸汽直接輸送至汽輪機(jī)高壓缸的進(jìn)氣口，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)發(fā)電。
本發(fā)明第二實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)值且負(fù)荷需求較低時(shí)，可直接由太陽(yáng)能集熱子系統(tǒng)生成的蒸汽驅(qū)動(dòng)動(dòng)力發(fā)電子系統(tǒng)發(fā)電，節(jié)省了燃料消耗，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的靈活性。
本發(fā)明第三實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，為了達(dá)到簡(jiǎn)要說(shuō)明的目的，上述任一實(shí)施例中任何可作相同應(yīng)用的技術(shù)特征敘述皆并于此，無(wú)需再重復(fù)相同敘述。
第二閥門24直接連接工質(zhì)泵2，太陽(yáng)能集熱場(chǎng)的工質(zhì)出口直接連接對(duì)流式過(guò)熱器的進(jìn)氣口。
本發(fā)明第三實(shí)施例的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，取消傳熱工質(zhì)、預(yù)熱器和蒸發(fā)器，采用直接生產(chǎn)蒸汽技術(shù)，利用太陽(yáng)能直接加熱給水產(chǎn)生蒸汽，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本。
需要說(shuō)明的是，在附圖或說(shuō)明書正文中，未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式，并未進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，上述對(duì)各元件的定義并不僅限于實(shí)施例中提到的各種具體結(jié)構(gòu)、形狀，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單地更改或替換，例如：
(1)各個(gè)子系統(tǒng)還可以采用其他設(shè)備，只要能夠完成相同的功能即可；
(2)本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但這些參數(shù)無(wú)需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)值；
(3)實(shí)施例中提到的方向用語(yǔ)，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向，并非用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍；
(4)上述實(shí)施例可基于設(shè)計(jì)及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實(shí)施例混合搭配使用，即不同實(shí)施例中的技術(shù)特征可以自由組合形成更多的實(shí)施例。
綜上所述，本發(fā)明提供的集成雙爐膛生物質(zhì)鍋爐的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定，操作靈活性好，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，可防止?fàn)t膛過(guò)熱和爆管發(fā)生，高效清潔。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。