本實(shí)用新型涉及本實(shí)用新型涉及熱網(wǎng)用戶端蒸汽溫度控制技術(shù)，尤其涉及基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端工汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

熱電聯(lián)產(chǎn)作為一種熱能和電能聯(lián)合生產(chǎn)的高效能源生產(chǎn)方式，為熱網(wǎng)用戶中的眾多工業(yè)企業(yè)提供了低成本的生產(chǎn)熱源。目前很多熱網(wǎng)用戶都通過以工業(yè)蒸汽作為其主要生產(chǎn)熱源的方式，提升其生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。然而對(duì)于一些對(duì)蒸汽溫度參數(shù)要求嚴(yán)格的生產(chǎn)過程，不滿足工藝溫度要求的工業(yè)蒸汽作為供熱源反而會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

太陽能光熱轉(zhuǎn)化系統(tǒng)技術(shù)目前較為成熟，其配套的儲(chǔ)放熱裝置等已構(gòu)成完整的技術(shù)體系。太陽能光熱轉(zhuǎn)化技術(shù)在蒸汽加熱領(lǐng)域也有涉及，且多為源側(cè)供熱。但是對(duì)于熱網(wǎng)用戶端，由于工業(yè)蒸汽參數(shù)的波動(dòng)和熱網(wǎng)管道的沿程熱損失，很可能出現(xiàn)源側(cè)溫度參數(shù)達(dá)標(biāo)但到達(dá)用戶處的溫度參數(shù)不合要求的情況，這是源側(cè)很難控制的，需要從用戶端補(bǔ)充加熱的角度來解決這一問題。

因此，為了解決以上問題，節(jié)能高效的用戶端補(bǔ)充加熱系統(tǒng)及適合的控制方法有待進(jìn)一步的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)，包括：

導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路，包括：導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管、導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵、太陽能供熱裝置、電加熱裝置、儲(chǔ)放熱裝置、蒸汽過熱器，導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管連接太陽能供熱裝置、電加熱裝置、儲(chǔ)放熱裝置和蒸汽過熱器的殼程，導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管上設(shè)置導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵，導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)導(dǎo)熱介質(zhì)在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管中流動(dòng)，依次流經(jīng)太陽能供熱裝置、電加熱裝置、儲(chǔ)放熱裝置和蒸汽過熱器的殼程，在太陽能供熱裝置、電加熱裝置、儲(chǔ)放熱裝置和蒸汽過熱器的殼程之間實(shí)現(xiàn)熱傳遞；

蒸汽循環(huán)回路，包括：蒸汽送入管、第一三通閥、蒸汽補(bǔ)熱輸入管、蒸汽補(bǔ)熱輸出管、第二三通閥、蒸汽送出管和蒸汽連通管，蒸汽送入管的第一端連通蒸汽入口以輸入蒸汽，蒸汽送入管的第二端與第一三通閥的第一口連通，第一三通閥的第二口與蒸汽補(bǔ)熱輸入管的第一端連通，第一三通閥的第三口與蒸汽連通管的第一端連通，蒸汽連通管的第二端與第二三通閥的第三口連通，第二三通閥也是電磁三通閥，第二三通閥的第一口與蒸汽送出管的第一端連通，蒸汽送出管的第二端連通蒸汽出口以輸出蒸汽，第二三通閥的第二口與蒸汽補(bǔ)熱輸出管的第二端連通，蒸汽補(bǔ)熱輸入管的第二端與蒸汽過熱器的管程入口連通，蒸汽過熱器的管程出口與蒸汽補(bǔ)熱輸出管的第一端連通；

控制回路，包括：第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和控制裝置，第一溫度傳感器設(shè)置在蒸汽循環(huán)回路中，第一溫度傳感器檢測(cè)蒸汽的溫度，第二溫度傳感器設(shè)置在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路中，第二溫度傳感器檢測(cè)導(dǎo)熱介質(zhì)的溫度，控制裝置與第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器檢測(cè)的溫度被反饋至控制裝置，控制裝置還連接到導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵、電加熱裝置、第一三通閥和第二三通閥，控制裝置根據(jù)第一溫度傳感器和第二溫度傳感器檢測(cè)的溫度來對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵和電加熱裝置進(jìn)行開啟或者關(guān)閉操作，并且對(duì)第一三通閥和第二三通閥的閥門進(jìn)行切換，以控制蒸汽的流通路徑。

導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路使用導(dǎo)熱油作為導(dǎo)熱介質(zhì)。

太陽能供熱裝置是槽式太陽能光熱轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，太陽能供熱裝置作為該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)的主供熱裝置，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能并輸給導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)。

電加熱裝置作為該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)的輔助供熱裝置，將電能轉(zhuǎn)化為熱能并輸給導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)。

儲(chǔ)放熱裝置使用熔鹽作為儲(chǔ)放熱介質(zhì)，所述熔鹽是石英砂復(fù)合二元硝酸熔鹽。

第一三通閥和第二三通閥是電磁三通閥。

第一溫度傳感器設(shè)置在蒸汽送入管上，檢測(cè)蒸汽送入管中輸入的蒸汽的溫度。第二溫度傳感器設(shè)置在儲(chǔ)放熱裝置中，檢測(cè)儲(chǔ)放熱裝置中導(dǎo)熱介質(zhì)的溫度。

本實(shí)用新型的基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)從用戶端著手解決蒸汽溫度參數(shù)不足的問題，響應(yīng)速度快，變參數(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，能耗少。該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)以太陽能作為主要的供熱源，電加熱裝置輔助供熱，既實(shí)現(xiàn)了清潔能源的充分利用，又確保了供熱的持續(xù)性和穩(wěn)定性。通過合理的控制方法，在保證蒸汽溫度參數(shù)符合要求及儲(chǔ)放熱介質(zhì)安全穩(wěn)定的前提下，減少高品位電能的使用，盡可能利用光照充足時(shí)的多余熱能，提升蒸汽品質(zhì)。

附圖說明

圖1揭示了本實(shí)用新型的基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提出一種基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)，圖1揭示了本實(shí)用新型的基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)。如圖1所示，該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)包括：導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路、蒸汽循環(huán)回路和控制回路。

在圖1中，導(dǎo)熱介質(zhì)使用的是導(dǎo)熱油，因此該導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路是以導(dǎo)熱油作為導(dǎo)熱介質(zhì)的循環(huán)回路。以導(dǎo)熱油作為導(dǎo)熱介質(zhì)的導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路包括：導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1、導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵2、太陽能供熱裝置3、電加熱裝置4、儲(chǔ)放熱裝置5、蒸汽過熱器6。導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1連接太陽能供熱裝置3、電加熱裝置4、儲(chǔ)放熱裝置5和蒸汽過熱器6的殼程。導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1上設(shè)置導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵2。導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵2驅(qū)動(dòng)導(dǎo)熱油在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1中流動(dòng)，依次流經(jīng)太陽能供熱裝置3、電加熱裝置4、儲(chǔ)放熱裝置5和蒸汽過熱器6的殼程，在太陽能供熱裝置3、電加熱裝置4、儲(chǔ)放熱裝置5和蒸汽過熱器6的殼程之間實(shí)現(xiàn)熱傳遞。在圖1中，太陽能供熱裝置3是槽式太陽能光熱轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，太陽能供熱裝置3作為該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)的主供熱裝置，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能并輸給導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)，比如導(dǎo)熱油。電加熱裝置4作為該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)的輔助供熱裝置，將電能轉(zhuǎn)化為熱能并輸給導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1內(nèi)的導(dǎo)熱油。在太陽能充足的時(shí)候，可以選擇關(guān)閉電加熱裝置4僅有太陽能供熱，在太陽能不足的時(shí)候，可以選擇開啟電加熱裝置4，使用電能進(jìn)行補(bǔ)充。儲(chǔ)放熱裝置5使用熔鹽作為儲(chǔ)放熱介質(zhì)，比如石英砂復(fù)合二元硝酸熔鹽。熔鹽與導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換。比如，低溫熔鹽與高溫導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換，完成儲(chǔ)熱?；蛘?，高溫熔鹽與低溫導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換，完成放熱。

蒸汽循環(huán)回路包括：蒸汽送入管10、第一三通閥11、蒸汽補(bǔ)熱輸入管12、蒸汽補(bǔ)熱輸出管14、第二三通閥15、蒸汽送出管16和蒸汽連通管13。蒸汽送入管10的第一端連通蒸汽入口以輸入蒸汽，蒸汽送入管10的第二端與第一三通閥11的第一口連通。第一三通閥11是電磁三通閥。第一三通閥11的第二口與蒸汽補(bǔ)熱輸入管12的第一端連通，第一三通閥11的第三口與蒸汽連通管13的第一端連通。蒸汽連通管13的第二端與第二三通閥15的第三口連通。第二三通閥15也是電磁三通閥。第二三通閥15的第一口與蒸汽送出管16的第一端連通。蒸汽送出管16的第二端連通蒸汽出口以輸出蒸汽。第二三通閥15的第二口與蒸汽補(bǔ)熱輸出管14的第二端連通。蒸汽補(bǔ)熱輸入管12的第二端與蒸汽過熱器6的管程入口連通，蒸汽過熱器6的管程出口與蒸汽補(bǔ)熱輸出管14的第一端連通。由此構(gòu)成蒸汽循環(huán)回路。

控制回路包括：第一溫度傳感器7、第二溫度傳感器8和控制裝置9。第一溫度傳感器7設(shè)置在蒸汽循環(huán)回路中，第一溫度傳感器7檢測(cè)蒸汽的溫度。在圖1中，第一溫度傳感器7設(shè)置在蒸汽送入管10上，檢測(cè)蒸汽送入管10中輸入的蒸汽的溫度。第二溫度傳感器8設(shè)置在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路中，第二溫度傳感器8檢測(cè)導(dǎo)熱介質(zhì)，例如導(dǎo)熱油的溫度。在圖1中，第二溫度傳感器8設(shè)置在儲(chǔ)放熱裝置5中，檢測(cè)儲(chǔ)放熱裝置5中導(dǎo)熱油的溫度?？刂蒲b置9與第一溫度傳感器7和第二溫度傳感器8連接，第一溫度傳感器7和第二溫度傳感器8檢測(cè)的溫度被反饋至控制裝置9。如圖1所示，控制裝置9還連接到導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵2、電加熱裝置4、第一三通閥11和第二三通閥15?？刂蒲b置9根據(jù)第一溫度傳感器7和第二溫度傳感器8檢測(cè)的溫度來對(duì)導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)泵2和電加熱裝置4進(jìn)行開啟或者關(guān)閉操作，并且對(duì)第一三通閥11和第二三通閥15的閥門進(jìn)行切換，以控制蒸汽的流通路徑。

該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)的工作過程如下：

第一溫度傳感器7檢測(cè)到蒸汽送入管10內(nèi)輸入的蒸汽溫度高于設(shè)定的工藝溫度，同時(shí)第二溫度傳感器8檢測(cè)到的儲(chǔ)放熱裝置5的溫度(儲(chǔ)放熱裝置5中熔鹽的溫度)高于儲(chǔ)熱溫度。則控制裝置9關(guān)閉電加熱裝置4，不再使用電能轉(zhuǎn)化為熱能，僅通過太陽能供熱裝置3將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，利用太陽能供熱進(jìn)一步提升蒸汽的品質(zhì)?？刂蒲b置9開啟導(dǎo)熱循環(huán)泵2，導(dǎo)熱循環(huán)泵2運(yùn)轉(zhuǎn)使得導(dǎo)熱油在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路中循環(huán)，太陽能供熱裝置3轉(zhuǎn)化的熱能經(jīng)由導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1內(nèi)的導(dǎo)熱油被傳遞至蒸汽過熱器6的殼程。控制裝置9控制第一三通閥11和第二三通閥15，使得第一三通閥11的第一口與第二口連通，第二三通閥15的第一口與第二口連通，蒸汽循環(huán)回路以蒸汽送入管10、蒸汽補(bǔ)熱輸入管12、蒸汽過熱器6的管程、蒸汽補(bǔ)熱輸出管14、蒸汽送出管16的方式連通。導(dǎo)熱油流經(jīng)蒸汽過熱器6的殼程，蒸汽流經(jīng)蒸汽過熱器6的管程，導(dǎo)熱油和蒸汽通過蒸汽過熱器6進(jìn)行熱交換。由太陽能對(duì)蒸汽進(jìn)一步加熱。

第一溫度傳感器7檢測(cè)到蒸汽送入管10內(nèi)輸入的蒸汽溫度高于設(shè)定的工藝溫度，同時(shí)第二溫度傳感器8檢測(cè)到的儲(chǔ)放熱裝置5的溫度(儲(chǔ)放熱裝置5中熔鹽的溫度)低于儲(chǔ)熱溫度。控制裝置9關(guān)閉導(dǎo)熱循環(huán)泵2，導(dǎo)熱油在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路停止循環(huán)。控制裝置9控制第一三通閥11和第二三通閥15，使得第一三通閥11的第一口與第三口連通，第二三通閥15的第一口與第三口連通，蒸汽循環(huán)回路以蒸汽送入管10、蒸汽連通管13、蒸汽送出管16的方式連通。蒸汽不流經(jīng)蒸汽過熱器6的管程，導(dǎo)熱油和蒸汽之間無熱交換。在這種情況下，如果儲(chǔ)放熱裝置5的溫度進(jìn)一步低于安全溫度，為了防止儲(chǔ)放熱裝置5中的熔鹽出現(xiàn)結(jié)晶的問題，在儲(chǔ)放熱裝置5的溫度低于安全溫度時(shí)，控制裝置9重新開啟導(dǎo)熱循環(huán)泵2并開啟電加熱裝置4，由電加熱裝置4將電能轉(zhuǎn)化為熱能對(duì)導(dǎo)熱油加熱，并使得儲(chǔ)放熱裝置5溫度升高。在儲(chǔ)放熱裝置5的溫度升高至安全溫度以上時(shí)，控制裝置9關(guān)閉導(dǎo)熱循環(huán)泵2和電加熱裝置4。

第一溫度傳感器7檢測(cè)到蒸汽送入管10內(nèi)輸入的蒸汽溫度低于設(shè)定的工藝溫度，同時(shí)第二溫度傳感器8檢測(cè)到的儲(chǔ)放熱裝置5的溫度(儲(chǔ)放熱裝置5中熔鹽的溫度)高于儲(chǔ)熱溫度。則控制裝置9關(guān)閉電加熱裝置4，不使用電能轉(zhuǎn)化為熱能，僅通過太陽能供熱裝置3將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，利用太陽能供熱來對(duì)蒸汽進(jìn)行加熱。控制裝置9開啟導(dǎo)熱循環(huán)泵2，導(dǎo)熱循環(huán)泵2運(yùn)轉(zhuǎn)使得導(dǎo)熱油在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路中循環(huán)，太陽能供熱裝置3轉(zhuǎn)化的熱能經(jīng)由導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1內(nèi)的導(dǎo)熱油被傳遞至蒸汽過熱器6的殼程?？刂蒲b置9控制第一三通閥11和第二三通閥15，使得第一三通閥11的第一口與第二口連通，第二三通閥15的第一口與第二口連通，蒸汽循環(huán)回路以蒸汽送入管10、蒸汽補(bǔ)熱輸入管12、蒸汽過熱器6的管程、蒸汽補(bǔ)熱輸出管14、蒸汽送出管16的方式連通。導(dǎo)熱油流經(jīng)蒸汽過熱器6的殼程，蒸汽流經(jīng)蒸汽過熱器6的管程，導(dǎo)熱油和蒸汽通過蒸汽過熱器6進(jìn)行熱交換。由太陽能對(duì)蒸汽加熱以維持蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定。

第一溫度傳感器7檢測(cè)到蒸汽送入管10內(nèi)輸入的蒸汽溫度低于設(shè)定的工藝溫度，同時(shí)第二溫度傳感器8檢測(cè)到的儲(chǔ)放熱裝置5的溫度(儲(chǔ)放熱裝置5中熔鹽的溫度)低于儲(chǔ)熱溫度。則控制裝置9開啟電加熱裝置4，使用電能轉(zhuǎn)化為熱能，在太陽能轉(zhuǎn)化的熱能不足時(shí)通過電能來提供補(bǔ)充的熱能?？刂蒲b置9開啟導(dǎo)熱循環(huán)泵2，導(dǎo)熱循環(huán)泵2運(yùn)轉(zhuǎn)使得導(dǎo)熱油在導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)回路中循環(huán)，電加熱裝置4轉(zhuǎn)化的熱能經(jīng)由導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)管1內(nèi)的導(dǎo)熱油被傳遞至蒸汽過熱器6的殼程?？刂蒲b置9控制第一三通閥11和第二三通閥15，使得第一三通閥11的第一口與第二口連通，第二三通閥15的第一口與第二口連通，蒸汽循環(huán)回路以蒸汽送入管10、蒸汽補(bǔ)熱輸入管12、蒸汽過熱器6的管程、蒸汽補(bǔ)熱輸出管14、蒸汽送出管16的方式連通。導(dǎo)熱油流經(jīng)蒸汽過熱器6的殼程，蒸汽流經(jīng)蒸汽過熱器6的管程，導(dǎo)熱油和蒸汽通過蒸汽過熱器6進(jìn)行熱交換。由電能對(duì)蒸汽加熱以維持蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定，電加熱裝置4同時(shí)維持儲(chǔ)放熱裝置5的溫度。

本實(shí)用新型的基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)從用戶端著手解決蒸汽溫度參數(shù)不足的問題，響應(yīng)速度快，變參數(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，能耗少。該基于光電互補(bǔ)的熱網(wǎng)用戶端蒸汽補(bǔ)充加熱系統(tǒng)以太陽能作為主要的供熱源，電加熱裝置輔助供熱，既實(shí)現(xiàn)了清潔能源的充分利用，又確保了供熱的持續(xù)性和穩(wěn)定性。通過合理的控制方法，在保證蒸汽溫度參數(shù)符合要求及儲(chǔ)放熱介質(zhì)安全穩(wěn)定的前提下，減少高品位電能的使用，盡可能利用光照充足時(shí)的多余熱能，提升蒸汽品質(zhì)。