CN103821680A

CN103821680A - 一种新型城市热电站

Info

Publication number: CN103821680A
Application number: CN201210464614.6A
Authority: CN
Inventors: 杨建军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明涉及一种新型城市热电站，包括中央控制系统、大型槽式太阳能阵列、热媒管网循环系统、发电机组系统和辅助能源系统；在非供暖季，利用大型槽式太阳能阵列所产生的热能发电；在供暖季，去掉贮水罐底的锁定支撑，启动液压系统，将贮水罐缓慢落下，通过改变温差泵和电控阀的设置，由所述管网将大型槽式太阳能阵列所产生的热能由导热油通过循环的方式送至熔融盐储热池和贮水罐，由贮水罐来给城市提供供热水源，由熔融盐储热池存储多余的热量；在夜间或者阴天，由熔融盐储热池向贮水罐供热；倘若温度没有达到设定要求，中央控制系统开启介质管阵列的电加热程序或其他辅助热源对贮水罐进行加热。本发明的优点是节省能源，减少环境污染。

Description

一种新型城市热电站

技术领域

本发明涉及能源领域，具体涉及一种以槽式太阳能为主，生物能、电能、燃煤为辅的新型城市热电站。

背景技术

随着世界能源危机的日益加深，世界各国都在采取措施，利用新能源来解决和缓解日益突出的能源危机和环境污染等问题。我国严寒和寒冷的三北地区(东北、华北、西北)，国土面积占全国国土面积的百分之七十，该地区在能源消耗比例中，建筑群供热能耗的消耗比例占本地区全年能耗的百分之七十左右，这样高比例的能耗消耗，不但给本地区的经济带来了繁重的负担，同时也给本地区的环境造成了很大的污染，也给本地区生活的人们的身体造成一定的伤害，也加速了不可再生能源的消耗，使之殆尽。本人所发明的这个的供热系统，利用太阳能和生物能、电能、燃煤、的互补性，不仅完全取缔了传统的，以燃煤为主要能源向城市建筑群供热旧的供热方式，同时还为城市建筑群供热，低成本、零消耗、的方面迈出坚实的一步。

目前，我国三北地区的大、中、小、城市的供热站大都完全利用燃煤锅炉供热，而燃煤锅炉里的煤碳燃烧所产生的热能利用率较低，30-40％左右的热能全都随煤燃烧所产生的烟雾排到大气中去了，一到冬季赶上气压，低整个城市便充满了难闻的烟味。很多人甚至是专家级从事太阳能工作的人士，对北方建筑群利用太阳能供热是持否定意见的。经过多年的观察和论证，北方地区，春、夏、秋、三季日照充足，大气透明度好，日照时间长，即使到了冬季，除一月份太阳能利用率较低外，其他的月份仍有很高的利用价值。而太阳能发电技术已很成熟了，相关配套设备在我国已初步形成产业链，槽式太阳能电站在国内外已建造好多座，为本发明的实现提供了坚实的基础。

发明内容

本发明的目的是克服燃煤供热的上述缺陷，提供一种以槽式太阳能为主，生物能、电能、燃煤为辅的新型城市热电站。本发明的热电站利用了北方地区春、夏、秋、三季太阳光线充足，日照时间长，大气透明度好的这一优势，利用大型槽式太阳能阵列所聚集的热能产生蒸汽推动涡轮旋转，产生的电能并入国家电网；在十月份停止发电，再利用槽式太阳能阵列所聚集的热能为城市建筑群供暖。也就是说，春、夏、秋季发电，冬季供暖。而北方地区冬季光线弱纬度低，特别是每年的一月份，槽式太阳能阵列所聚集的热能对于城市供暖不足的部分，由辅助能源做补充，辅助能源的来源可根据不同地区而定，寒冷地区完全由电能做做辅助能源，严寒地区采用电能再配以生物能、燃煤、天燃气等做燃料的导热油锅炉做辅助能源。

本发明的技术方案如下：

一种新型城市热电站，其特征在于，包括中央控制系统、大型槽式太阳能阵列、热媒管网循环系统、发电机组系统和辅助能源系统；所述热电站实际运行时由中央控制系统自动控制，大型槽式太阳能阵列所产生的热能经过热媒管网循环系统推动发电机组系统发电；所述热媒管网循环系统包括若干温差泵、若干电控阀、管网和熔融盐储热池和大型贮水罐，所述贮水罐设置在熔融盐储热池的上方，在所述管网中充满导热油；所述发电机组系统包括蒸汽罐以及涡轮蒸汽发电机组；所述辅助能源系统包括大型贮水罐底的电暖两用介质管阵列；在非供暖季，利用大型槽式太阳能阵列所产生的热能发电；在供暖季，去掉贮水罐底的锁定支撑，启动液压系统，将贮水罐缓慢落下，在贮水罐下落前向罐里加注一定量的水，通过改变温差泵和电控阀的设置，由所述管网将大型槽式太阳能阵列所产生的热能由导热油通过循环的方式送至熔融盐储热池和贮水罐，由贮水罐来给城市提供供热水源，由熔融盐储热池存储多余的热量；在夜间或者阴天，由熔融盐储热池向贮水罐供热；倘若温度没有达到设定要求，中央控制系统开启介质管阵列的电加热程序对贮水罐进行加热。

进一步地，所述热电站还包括其他辅助热源，如在严寒地区，启动介质管阵列的电加热程序仍然不能使贮水罐在单位时间内达到温度要求，则启动其他辅助能源。本发明的有益效果是：

1、节省能源，和传统的供热站相比可节能百分之60-80，在关内部份省份甚至可达到零消费。因为在冬季即使连续阴雨天，需要开启介质管阵列的电加热程序对贮水罐进行加热，所消耗的电能也远远小于在春夏秋三季由该热电站所提供给电网的电能。

2、热电站内工作人员较少，维护费用低，热电站寿命长，在热电站正式运营后的三至五年收回全部成本后，热电站的后续运营，投资人每年将会获得稳定丰厚的回报。

附图说明

图1是本发明的实施例1的示意图。

图2是本发明的实施例2的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

参照图1，实施例1在大型槽式太阳能阵列的太阳能供暖不足时，完全由电能做做辅助能源。

一种新型城市热电站，包括中央控制系统K、大型槽式太阳能阵列A、热媒管网循环系统、发电机组系统和辅助能源系统；所述热电站实际运行时由中央控制系统K自动控制，大型槽式太阳能阵列A所产生的热能经过热媒管网循环系统推动发电机组系统发电；所述热媒管网循环系统包括若干温差泵B₁、B₂和B₃、若干电控阀F₁-F₁₀、管网和熔融盐储热池C和大型贮水罐G，所述贮水罐G设置在熔融盐储热池C的上方，在所述管网中充满导热油；所述发电机组系统包括蒸汽罐D₃以及涡轮蒸汽发电机组D₂；所述辅助能源系统包括大型贮水罐底的电暖两用介质管阵列；在非供暖季，利用大型槽式太阳能阵列所产生的热能发电；在供暖季，去掉贮水罐底的锁定支撑，启动液压系统，将贮水罐缓慢落下，在贮水罐下落前向罐里加注一定量的水，通过改变温差泵和电控阀的设置，由所述管网将大型槽式太阳能阵列所产生的热能由导热油通过循环的方式送至熔融盐储热池和贮水罐，由贮水罐来给城市提供供热水源，由熔融盐储热池存储多余的热量；在夜间或者阴天，由熔融盐储热池向贮水罐供热；倘若温度没有达到设定要求，中央控制系统开启介质管阵列的电加热程序对贮水罐进行加热。

其工作过程和工作原理如下：在春夏秋三个非供暖季节，利用如图1所示的大型槽式太阳能阵列A所产生的热能发电。实践中，可以在在每个电控阀两端均各安装一个优质手控阀，以便在电控阀损坏时关闭手控阀换装用，手控阀在此附图中不做标注。当大型槽式太阳能阵列A所产生的热能未达到设定温度时，所有的温差泵关闭，此时导热油发生膨胀，会对太阳能阵列A产生油压，为了缓解膨胀的导热油给太阳能阵列A所带来的压力，在所述太阳能阵列A中设置有热膨胀罐(图中未示出)，用于暂时收纳膨胀的导热油。当大型槽式太阳能阵列A所产生的热能达到设定温度后，启动温差泵B₁，开启电控阀F₅、F₇、F₉，关闭电控阀F₁、F₂、F₃、F₄、F₆、F₈、F₁₀。高温的导热油源源不断的经电控阀F₉进入熔融盐储热池C，再经过电控阀F7进入蒸汽罐D₃产生蒸汽推动涡轮蒸汽发电机组发电，并同时经电控阀F₅回流至热媒管网不断的循环。在热媒管网不断的循环过程中，管网里的导热油所负载的热能一部分送达至蒸汽罐D₃产生蒸汽发电，另一部分热能储存在熔融盐储热池C里边。冷却塔D₁可以参与发电过程中的热循环。待到夜间没阳光时或阴雨天，关闭电控阀F₅、F₆、F₉，开启电控阀F₈、F₁₀。温差泵B₃不断的开启，将储热池C的存储的热能不断的送至蒸汽罐D₃继续为涡轮蒸汽发电机组输送热能组继续发电。在上述非供暖季，贮水罐G和熔融盐储热池C是上下分开状态的，此时贮水罐G里是空的。电控阀F₁、F₂、F₃、F₄、F₆处于关闭状态。熔融盐储热池C充分发挥了其储热功能，保证没有阳光照射时，仍然可以为发电机组系统提供一段时间的热能。

冬季供暖季到来时去掉贮水罐G罐底的锁定支撑，启动液压系统，将贮水罐G缓慢落下，在贮水罐G下落前，向贮水罐G里加注一定量的水(水平面以刚没过贮水罐G内介质管的三分之一即可，同时控制好熔融盐储热池C的温度，不要过高，接近固化温度为宜，但必需确定完全是液态的情况下才可启动升降系统落罐)。贮水罐G罐体落稳后，将贮水罐G的两端及锅炉一侧的法兰接口加胶垫带螺丝拧紧后继续向贮水罐G内注水直至注满，然后排气。整个工作完成后，启动中央控制系统K调整好大型槽式太阳能阵列A的仰角，待所述管网的导热油温达到设定温度后，中央控制系统K便启动温差泵B₁同时开启电控阀F₁、F₄，电控阀F₂、F₃、F₅、F₆、F₉、F₁₀均处于关闭状态，在温差泵B₁不断的开启循环状态下，所述管网便源源不断将大型槽式太阳能阵列A所产生的热能由导热油通过循环的方式送至贮水罐G，在贮水罐G达到预定温度而此时还不需要将热能送至城市建筑群的时候，可以先将能量存储在熔融盐储热池C中，具体操作是由中央控制系统K启动温差阀B₂，关闭电控阀F₁、F₄，开启电控阀F₆、F₇、F₉，将太阳能阵列A产生的热能源源不断储存在熔融盐储热池C中。熔融盐储热池C充分发挥了其储热功能，保证没有阳光照射时，可以利用存储在其中的热能为贮水罐G提供一段时间的热能。待熔融盐储热池C的热能到达饱和状态时，如果贮水罐G需要热能时，应由中央控制系统K控制上述循环方式由太阳能阵列A为贮水罐G供热。待夜间或阴天(2-3天以内)时，就可以充分发挥熔融盐储热池C中所存储的热量，由贮水罐G底的介质管阵列将熔融盐储热池C里的热能上传给贮水罐G。倘若出现连续2-3天以上的阴雨天时，大型槽式太阳能阵列A对于熔融盐储热池C的供热不足，造成熔融盐储热池C温度较低时(低于设定温度)，从而不足以满足贮水罐G的温度要求时，中央控制系统K可开启介质管阵列的电加热程序来补充贮水罐G的热能供给，从而为城市建筑群提供温度足够的供热水源。所述介质管阵列配套有电控箱E，用所述电控箱E来控制所述介质管阵列开启的数量和功率，从而满足不同的功率需求。

整个工作过程中，由感温器g₁感应太阳能阵列A的输出温度，由感温器g₂感应贮水罐G的温度，由感温器g₃感应熔融盐储热池C的温度，由感温器g₄感应蒸汽罐D₃的温度，并且感温器g₁-g₄将感应到的温度信息传递给中央控制系统K。

实施例2：

所述热电站还包括其他辅助热源，如在严寒地区，启动介质管阵列的电加热程序仍然不能使贮水罐G在单位时间内达到温度要求，则启动其他辅助能源。

参照图2，实施例2其他方面和实施例1相同，只是在大型槽式太阳能阵列的太阳能供暖不足时，采用电能再配以生物能、燃煤、天燃气等做燃料的导热油锅炉M做辅助能源。启动生物能、燃煤、天燃气等做燃料的导热油锅炉M(需要启动几台根据实际情况而定)。导热油锅炉的工作程序是；在关闭所有电控阀的前提下，在锅炉温度达到设定温度后，需要加热贮水罐G的话，可开启电控阀F₁₁和F₁₃，同时开启温差泵B₄。需要加热熔融盐储热池C的话，开启电控阀F₁₂和F₁₄，同时开启温差泵B₄。

Claims

1.一种新型城市热电站，其特征在于，包括中央控制系统、大型槽式太阳能阵列、热媒管网循环系统、发电机组系统和辅助能源系统；所述热电站实际运行时由中央控制系统自动控制，大型槽式太阳能阵列所产生的热能经过热媒管网循环系统推动发电机组系统发电；所述热媒管网循环系统包括若干温差泵、若干电控阀、管网和熔融盐储热池和大型贮水罐，所述贮水罐设置在熔融盐储热池的上方，在所述管网中充满导热油；所述发电机组系统包括蒸汽罐以及涡轮蒸汽发电机组；所述辅助能源系统包括大型贮水罐底的电暖两用介质管阵列；在非供暖季，利用大型槽式太阳能阵列所产生的热能发电；在供暖季，去掉贮水罐底的锁定支撑，启动液压系统，将贮水罐缓慢落下，在贮水罐下落前向罐里加注一定量的水，通过改变温差泵和电控阀的设置，由所述管网将大型槽式太阳能阵列所产生的热能由导热油通过循环的方式送至熔融盐储热池和贮水罐，由贮水罐来给城市提供供热水源，由熔融盐储热池存储多余的热量；在夜间或者阴天，由熔融盐储热池向贮水罐供热；倘若温度没有达到设定要求，中央控制系统开启介质管阵列的电加热程序对贮水罐进行加热。

2.如权利要求1所述的城市热电站，其特征在于，所述热电站还包括其他辅助热源，如在严寒地区，启动介质管阵列的电加热程序仍然不能使贮水罐在单位时间内达到温度要求，则启动其他辅助能源。