CN106837717A - 一种光热发电与生物质能互补发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光热发电与生物质能互补发电系统，包括太阳能光热发电单元和生物质发电单元，太阳能光热发电单元包括顺次连接的太阳能集热装置、光热转换装置、汽轮机、发电机，光热转换装置与汽轮机之间依次连接有温度传感器和流向控制阀，流向控制阀包括与汽轮机连接的第一出口和与生物质蒸汽锅炉连接的第二出口，生物质发电单元中的生物质蒸汽锅炉入口连接生物质供给系统，生物质蒸汽锅炉出口连接汽轮机，生物质供给系统与生物质蒸汽锅炉之间连接有生物质阀，温度传感器、流向控制阀以及生物质阀均与控制器连接，控制器根据温度传感器检测的温度数据控制第一出口或第二出口的导通或关闭。

Description

一种光热发电与生物质能互补发电系统
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，特别涉及一种光热发电与生物质能互补发电系统。
背景技术
电力生产在现代生产生活中扮演着越来越重要的角色。一个世纪以来，电力工业严重依赖于化石燃料，导致电力工业是二氧化碳及二氧化硫严重环境污染物主要的排放源，同时随着石化燃料的枯竭，开采的成本和难度会越来越大，因此加大对新能源开发的力度，减少对化石燃料的依赖，使用更清洁的能源是现在人类的必然选择。
太阳能是世界上资源最为丰富的可再生能源，是一种清洁、无污染的能源，其开发和利用被公认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能发电技术主要有太阳能热发电技术和太阳能光伏发电技术，如今，这两种技术发展迅速，很多太阳能发电站已经建成。太阳能发电具有很好的发展前景。但是太阳能光伏发电需要采用大量太阳能电池板，其价格较高，发电量也不理想。而太阳能热发电是通过聚集太阳光发热对导热介质加热从而进行发电，受自然环境影响较大，且聚集的热量较低，发电量也较少。因此，单独的太阳能发电设备存在成本高与发电量低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光热发电与生物质能互补发电系统，本发明利用太阳能光热发电单元和生物质发电单元相互切换和互补的方式，解决了太阳能发电成本高、发电量低、晚上、阴雨天不能发电或发电较少的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光热发电与生物质能互补发电系统，包括顺次连接的太阳能集热装置、光热转换装置、汽轮机、发电机，所述光热转换装置与所述汽轮机之间依次连接有温度传感器和流向控制阀，所述流向控制阀包括与所述汽轮机连接的第一出口和与生物质蒸汽锅炉连接的第二出口，所述生物质蒸汽锅炉入口连接生物质供给系统，所述生物质蒸汽锅炉出口连接所述汽轮机，所述生物质供给系统与所述生物质蒸汽锅炉之间连接有生物质阀，所述温度传感器、所述流向控制阀以及所述生物质阀均与控制器连接，所述控制器根据所述温度传感器检测的温度数据控制所述第一出口的导通或关闭以及所述第二出口的导通或关闭。
所述太阳能集热装置包括串联或并联连接的多个槽式聚光器、设于所述槽式聚光器的聚光处的集热器。
所述集热器的入口通过循环油泵连接有导热油储油罐，所述集热器的出口连接所述光热转换装置的入口，所述光热转换装置通过冷却装置连接所述导热油储油罐，所述导热油储油罐、循环油泵、集热器、光热转换装置以及冷却装置形成导热油循环回路，将经过集热器加热后的油温通过光热转换装置转换成高温蒸汽。
所述生物质供给系统包括顺次连接的生物质发生装置、净化脱硫装置以及生物质储存罐，所述生物质储存罐通过所述生物质阀与所述生物质蒸汽锅炉入口相连。
所述生物质蒸汽锅炉还连接有空气吸入装置，所述空气吸入装置与所述生物质蒸汽锅炉之间连接有空气阀，所述空气阀与所述控制器连接。
所述生物质蒸汽锅炉连接有废气处理装置，所述废气处理装置包括废气冷却装置，废气回收装置，所述废气回收装置与所述生物质发生装置连接。
所述控制器连接有供电装置，所述供电装置包括所述发电机的供电分支，所述供电分支为所述发电机产生的分流入所述控制器的电能，为所述控制器供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的光热发电与生物质能互补发电系统是在太阳能热发电的基础上增加了生物质能辅助发电系统，通过控制器控制温度传感器采集太阳能集热装置产生的蒸汽的温度来确定太阳能集热装置产生的热量是否能满足汽轮机与发电机发电的需求。如果满足则直接将经过光热转换装置转换后的蒸汽通过流向控制阀输送至汽轮机中进行发电。如果不满足，则控制器控制流向控制阀向生物质蒸汽锅炉打开，并打开生物质阀为生物质蒸汽锅炉提供燃料，将经过光热转换装置转换后的蒸汽再次升温后输送至汽轮机中发电。通过控制器的控制充分利用了太阳能热发电，在阳光不足的情况下也能通过生物质能及时补给，避免了阳光不足时太阳能集热不足影响发电效率的问题。而且采用生物质能这一清洁能源作为辅助能源发电也不会导致燃料燃烧对环境的污染，既节约了不可再生能源又环保。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明提供的光热发电与生物质能互补发电系统整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种光热发电与生物质能互补发电系统，包括太阳能光热发电单元和生物质发电单元，太阳能光热发电单元包括顺次连接的太阳能集热装置1、光热转换装置15、汽轮机4、发电机41，光热转换装置15与汽轮机4之间依次连接有温度传感器21和流向控制阀22，流向控制阀22包括与汽轮机4连接的第一出口和与生物质蒸汽锅炉3连接的第二出口，生物质发电单元包括生物质蒸汽锅炉3入口连接生物质供给系统，生物质蒸汽锅炉3出口连接汽轮机4，生物质供给系统与生物质蒸汽锅炉3之间连接有生物质阀24，温度传感器21、流向控制阀22以及生物质阀24均与控制器2连接，控制器2根据温度传感器21检测的温度数据控制第一出口(图中未示出)的导通或关闭以及第二出口(图中未示出)的导通或关闭。
本发明提供的光热发电与生物质能互补发电系统是在太阳能热发电的基础上增加了生物质能辅助发电系统，通过控制器2控制温度传感器21采集太阳能集热装置1产生的蒸汽的温度来确定太阳能集热装置1产生的热量是否能满足汽轮机4与发电机41发电的需求。如果满足则直接将经过光热转换装置15转换后的蒸汽通过流向控制阀22输送至汽轮机4中进行发电。如果不满足，则控制器2控制流向控制阀22向生物质蒸汽锅炉3打开，并打开生物质阀24为生物质蒸汽锅炉3提供燃料，将经过光热转换装置15转换后的蒸汽再次升温后输送至汽轮机4中发电。通过控制器2的控制充分利用了太阳能热发电，在阳光不足的情况下也能通过生物质能及时补给，避免了阳光不足时太阳能集热不足影响发电效率的问题。
作为一种可选的实施方式，上述太阳能集热装置1包括串联或并联连接的多个槽式聚光器11、设于槽式聚光器11的聚光处的集热器12。集热器的入口通过循环油泵14连接有导热油储油罐13，集热器12的出口连接光热转换装置15的入口，光热转换装置15通过冷却装置16连接导热油储油罐13，导热油储油罐13、循环油泵14、集热器12、光热转换装置15以及冷却装置16形成导热油循环回路，将经过集热器12加热后的油温通过光热转换装置15转换成高温蒸汽。导热油从导热油储油罐13经循环油泵14泵入集热器12中，被太阳热能加热后送入光热转换装置15中对光热转换装置15中的饱和水加热产生饱和蒸汽，换热后的导热油经冷却装置16冷却至与导热油储油罐13中导热油相同的温度，在进入下一循环中。为了保证防止天气过冷时导热油凝固或温度过低，导热油储油罐13设有加热器(图中未示出)。
作为一种可选的实施方式，上述生物质供给系统包括顺次连接的生物质发生装置31、净化脱硫装置32以及生物质储存罐33，生物质储存罐33通过生物质阀24与生物质蒸汽锅炉3入口相连。当太阳能集热装置1经过光热转换装置15换热后的蒸汽温度不能满足汽轮机4发电时，控制器2则控制生物质阀24打开，向生物质蒸汽锅炉3中充入生物质，再次对蒸汽进行加热，产生满足汽轮机4发电的蒸汽。
作为一种可选的实施方式，为了保证生物质蒸汽锅炉3内的生物质燃烧更加充分，限定了生物质蒸汽锅炉3还连接有空气吸入装置5，空气吸入装置5与生物质蒸汽锅炉3之间连接有空气阀23，空气阀23与控制器2连接。
作为一种可选的实施方式，为了保证生物质蒸汽锅炉3燃烧后的废气对空气的污染降到最小，限定了生物质蒸汽锅炉3连接有废气处理装置，废气处理装置包括废气冷却装置34，废气回收装置35，废气回收装置25与生物质发生装置31连接。
在上述实施方式中，控制器2连接有供电装置，供电装置包括发电机41的供电分支，供电分支为发电机41产生的分流入控制器的电能，为控制器供电。
在上述实施方式中，生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物；主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质，这些生物质可以就地取材，运输方便、快捷。生物质能主要是沼气。
本发明提供的发电系统具有以下优点：
1、本发明能将资源十分丰富的低密度太阳能与生物质能互补的方式高效地转化为电能，同时经冷却装置、光热装换装置和生物质能蒸汽锅炉换热后的热水可以供用户使用，或取暖；
2、本发明能极大地降低发电过程中对环境有害的COX、SOX的产生与排放；
3、采用太阳能热发电和生物质能发电相结合的方式，能提高太阳能热发电效率，节约材料及成本；
4、本发明的发电系统，适合对一些不宜集中供电或电力供应不足地区提供电力，如山区、牧区、零星岛屿、散居农家、偏远地质公园、对供电安全要求极高的军事基地等。
5、生物质能供给系统的投入成本较低，能够产生很多的附加效应，例如，采用能够产生沼气的生物质能系统，不仅能为居民提供燃气、热能等，而且产生的沼液、沼渣又可以面向反季节蔬菜大棚用户提供电能和无公害绿色废料，既能产生较好的经济效益，又能产生良好的环境效益。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光热发电与生物质能互补发电系统，其特征在于，包括太阳能光热发电单元和生物质发电单元，所述太阳能光热发电单元包括顺次连接的太阳能集热装置、光热转换装置、汽轮机、发电机，所述光热转换装置与所述汽轮机之间依次连接有温度传感器和流向控制阀，所述流向控制阀包括与所述汽轮机连接的第一出口和与生物质蒸汽锅炉连接的第二出口，所述生物质发电单元包括所述生物质蒸汽锅炉入口连接生物质供给系统，所述生物质蒸汽锅炉出口连接所述汽轮机，所述生物质供给系统与所述生物质蒸汽锅炉之间连接有生物质阀，所述温度传感器、所述流向控制阀以及所述生物质阀均与控制器连接，所述控制器根据所述温度传感器检测的温度数据控制所述第一出口的导通或关闭以及所述第二出口的导通或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种光热发电与生物质能互补发电系统，其特征在于，所述太阳能集热装置包括串联或并联连接的多个聚光器、设于所述槽式聚光器的聚光处的集热器，所述聚光器为槽式聚光器或管式聚光器。
3.根据权利要求2所述的一种光热发电与生物质能互补发电系统，其特征在于，所述集热器的入口通过循环油泵连接有导热油储油罐，所述集热器的出口连接所述光热转换装置的入口，所述光热转换装置通过冷却装置连接所述导热油储油罐，所述导热油储油罐、循环油泵、集热器、光热转换装置以及冷却装置形成导热油循环回路，将经过集热器加热后的油温通过光热转换装置转换成高温蒸汽。
4.根据权利要求1所述的一种光热发电与生物质能互补发电系统，其特征在于，所述生物质供给系统包括顺次连接的生物质发生装置、净化脱硫装置以及生物质储存罐，所述生物质储存罐通过所述生物质阀与所述生物质蒸汽锅炉入口相连。
5.根据权利要求1或4所述的一种光热发电与生物质能互补发电系统，其特征在于，所述生物质蒸汽锅炉还连接有空气吸入装置，所述空气吸入装置与所述生物质蒸汽锅炉之间连接有空气阀，所述空气阀与所述控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种光热发电与生物质能互补发电系统，其特征在于，所述生物质蒸汽锅炉连接有废气处理装置，所述废气处理装置包括废气冷却装置，废气回收装置，所述废气回收装置与所述生物质发生装置连接。
7.根据权利要求1所述的一种光热发电与生物质能互补发电系统，其特征在于，所述控制器连接有供电装置，所述供电装置包括所述发电机的供电分支，所述供电分支为所述发电机产生的分流入所述控制器的电能，为所述控制器供电。
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