CN109268800A - 一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，针对印染过程中使用的高额蒸汽，运用碟式太阳能集热场使导热油吸收大量太阳能，与冷水换热产生大量高温蒸汽，既可用于印染，也可将多余的蒸汽用于发电，减少火力发电过程中产生的污染，同时对印染中产生的热废水所携带热能进行再利用，进一步有效提高了热能的利用率。

Description

一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统
技术领域
本发明涉及太阳能技术应用领域，尤其涉及一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统。
背景技术
随着近年来国内天然气消费需求的明显提升和国家促进能源结构转型，燃气发电项目逐渐增多，为了满足电力供应的需求，太阳能等新型能源得到了有效开发，有效满足电力需求增长，使能源结构更加合理，为社会发展提供动力支持的同时创造出可观的经济效益和社会效益。
印染行业是高水耗、高能耗的行业，其能耗约占整个纺织工业的58％左右。能源消耗是印染行业重点关注的问题，也是印染行业发展的瓶颈。面对能源短缺的现状，节能降耗和资源的有效利用成为印染行业可持续发展的关键。传统印染厂每年的蒸汽需求量极大，并且蒸汽大多直接从蒸汽管网购买，价格昂贵，压缩了印染厂的利润空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种可高效利用太阳能，低程度消耗、不产生直接环境破坏，并将太阳能与天然气进行联合供热，有效地缓解经济发展与环境保护之间的矛盾，并可产生可观的电力的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，包括供热装置，所述供热装置包括碟式太阳能集热场、集热器和设置在集热器下方的燃气锅炉，所述太阳能集热场包括碟式太阳能集热器，所述集热器与碟式太阳能集热器之间通过导热油管道管路连通并形成回路，所述导热油管道上设有导热油管道循环泵；所述的集热器上设有温度控制器，所述集热器下端管路连接有冷水输入管、上端管路连接有高温蒸汽管道，所述高温蒸汽管道一端与集热器上端连接另一端连接有分气缸，所述分气缸分别管路连接有发电装置和印染装置，所述的冷水输入管一端与集热器下端管路连接、另一端连接有冷水供水泵，所述的冷水输入管上还连接有印染热废水再利用装置，所述印染装置与印染热废水在利用装置之间管路连通有印染热废水管道，所述的印染热废水再利用装置上管路连通有印染热废水排出管。
太阳光由碟式太阳能集热器的聚光镜聚光照射到接收器上，使接收器中布置的导热油管道中的热媒加热。从冷水供水泵送入的冷水进入集热器与碟式太阳能集热场加热的热媒进行热交换。温度控制器监控集热器内部温度，当碟式太阳能集热场加热的热媒与冷水供水泵输送过来的冷水进行高效的换热后得到的蒸汽达不到预定温度时，将会自动开启燃气锅炉给集热器加热，实现能源的耦合利用，当温度达到设定温度后蒸汽通过高温蒸汽管道送入分气缸中，使一部分接到印染设备，多余的蒸汽进入发电装置用来发电。印染设备产生的印染热废水则通过印染热废水管道对冷水输入管输入冷水进行换热，实现印染热废水中热能的再利用，进一步提高能量利用率，减少消耗。
碟式太阳能集热场包括至少两个碟式太阳能集热器，所述碟式太阳能集热器固定在支撑支架上，导热油管道排布在支撑架上并将碟式太阳能集热器并联，在支撑支架上布置导热油管可有效提高导热油管的稳定性。
进一步的，碟式太阳能集热场内的热媒为导热油，导热油具有良好的热稳定性。
集热器内具有集热管，所述集热器对应集热管上方活动连接有隔板，所述隔板将集热器内部上段分隔处储存隔间，所述隔板上固定有气动阀，所述的高温蒸汽管道连接在储存隔间处的集热器上。当温度达到设定温度后，蒸汽会自动顶起气动阀，使得达到设定温度的蒸汽输送到隔板上方的储存隔间中，并使其送入分气缸中进行下一步分配操作。
进一步的，印染热废水再利用装置为换热器。
更进一步的，换热器为逆流蛇形折流板换热器，所述的逆流蛇形折流板换热器内具有折流板和冷流体管道，所述冷流体管道为蛇形盘管状并与折流板交错布置，所述的冷流体管道一端与冷水供水泵输出端连接、一端与冷水输入管输入端连接。输入换热器的印染热废水为热流体，热流体方向与冷流体方向为逆向，采用逆流式换热，可使热流体与冷流体充分换热。
本发明的有益效果是，本发明提供的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，针对印染过程中使用的高额蒸汽，运用碟式太阳能集热场使导热油吸收大量太阳能，与冷水换热产生大量高温蒸汽，既可用于印染，也可将多余的蒸汽用于发电，减少火力发电过程中产生的污染，同时对印染中产生的热废水所携带热能进行再利用，进一步有效提高了热能的利用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例的结构示意图(箭头方向表示流体流动方向)。
图2是本发明最优实施例换热器的结构示意图。
图3是本发明最优实施例集热器的结构示意图。
图中1、碟式太阳能集热器2、集热器2-1、蒸汽储存隔间2-2、隔板2-3、气动阀3、温度控制单元4、高温蒸汽管道5、分气缸6、发电装置7、印染装置8、印染热废水管道9、冷水供水泵10、印染热废水排出管11、换热器11-1、冷流体管道11-2、折流板12、冷水输入管13、燃气锅炉14、导热油管道循环泵15、导热油管道。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1至图3所示的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，是本发明最优实施例，包括供热装置。
所述供热装置包括碟式太阳能集热场、集热器2和设置在集热器2下方的燃气锅炉13，所述太阳能集热场包括碟式太阳能集热器1。碟式太阳能集热场包括至少两个碟式太阳能集热器1，所述碟式太阳能集热器1固定在支撑支架上，导热油管道15排布在支撑架上并将碟式太阳能集热器1并联，在支撑支架上布置导热油管可有效提高导热油管的稳定性。碟式太阳能集热场内的热媒为导热油，导热油具有良好的热稳定性。
碟式太阳能集热场，由两个碟式太阳能集热器1并联组成，用于收集太阳能。碟式太阳能集热器1呈内凹状，当光线从不同角度射入时，由内凹状的表面不断反射聚焦到顶端的接收器上，加热布置在接收器内部的导热油管中的导热油，使得导热油温度大幅度升高，碟式太阳能集热器1的效率较高、灵活性较强。
所述集热器2与碟式太阳能集热器1之间通过导热油管道15管路连通并形成回路，所述导热油管道15上设有导热油管道15循环泵14；所述的集热器2上设有温度控制器，所述集热器2下端管路连接有冷水输入管12、上端管路连接有高温蒸汽管道4，所述高温蒸汽管道4一端与集热器2上端连接另一端连接有分气缸5，所述分气缸5分别管路连接有发电装置6和印染装置7，所述的冷水输入管12一端与集热器2下端管路连接、另一端连接有冷水供水泵9，所述的冷水输入管12上还连接有印染热废水再利用装置，所述印染装置7与印染热废水在利用装置之间管路连通有印染热废水管道8，所述的印染热废水再利用装置上管路连通有印染热废水排出管10。
集热器2内具有集热管，所述集热器2对应集热管上方活动连接有隔板2-2，所述隔板2-2将集热器2内部上段分隔处储存隔间，所述隔板2-2上固定有气动阀2-3，所述的高温蒸汽管道4连接在储存隔间处的集热器2上。当温度达到设定温度后，蒸汽会自动顶起气动阀2-3，使得达到设定温度的蒸汽输送到隔板2-2上方的储存隔间中，并使其送入分气缸5中进行下一步分配操作。
印染热废水再利用装置为换热器11。换热器11为逆流蛇形折流板11-2换热器11，所述的逆流蛇形折流板11-2换热器11内具有折流板11-2和冷流体管道11，所述冷流体管道11为蛇形盘管状并与折流板11-2交错布置，所述的冷流体管道11一端与冷水供水泵9输出端连接、一端与冷水输入管12输入端连接。输入换热器11的印染热废水为热流体，热流体方向与冷流体方向为逆向，采用逆流式换热，可使热流体与冷流体充分换热。
导热油的温度会得到大幅度的升高，温度升高后由管道送入集热器2中，印染过程结束后将会产生大量印染热废水，将印染热废水通过管道送入换热器11中，把水泵送入的冷水进行一次预热，进行印染的余热回收，换热后印染热废水从排出管排出，预热后的冷水送入集热器2与高温导热油进行高效的换热得到高温蒸汽。分气缸5将印染过程用不到的高温蒸汽送入发电装置6进行发电。
导热油在管道中经循环泵送入碟式太阳能集热器1中，由于碟式太阳能集热器1的特性，太阳光由碟式太阳能集热器1的聚光镜聚光照射到接收器上，使接收器中布置的导热油管道15中的导热油的温度会得到大幅度的升高，温度升高后由管道送入集热器2中。从冷水供水泵9送入的冷水进入集热器2与碟式太阳能集热场加热的导热油进行热交换。此时集热器2中的温度控制单元3会检测换热后得到的蒸汽温度，当碟式太阳能集热场加热的导热油与水泵输送过来的冷水进行高效的换热后得到的蒸汽达不到预定温度时，通过自控技术会自动开启燃气锅炉13给集热器2加热，使蒸汽的温度提高到设定温度，实现能源的耦合利用。当温度达到设定温度后，蒸汽会自动顶起气动阀2-3，使得达到设定温度的蒸汽输送到隔板2-2上方的蒸汽储存隔间2-1，并通过高温蒸汽管道4使其送入分气缸5中，通过分气缸5将一部分高温蒸汽送入印染装置7。印染过程结束后将会产生大量印染热废水，将印染热废水通过印染热废水管道8送入换热器11中，把冷水供水泵9送入的冷水进行一次预热，进行印染的余热回收，换热后印染热废水从印染热废水排出管10排出，预热后的冷水送入集热器2与高温导热油进行高效的换热得到高温蒸汽。分气缸5将印染过程用不到的高温蒸汽送入发电装置6进行发电，如此循环。
如此设计的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，针对印染过程中使用的高额蒸汽，运用碟式太阳能集热场使导热油吸收大量太阳能，与冷水换热产生大量高温蒸汽，既可用于印染，也可将多余的蒸汽用于发电，减少火力发电过程中产生的污染，同时对印染中产生的热废水所携带热能进行再利用，进一步有效提高了热能的利用率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，其特征在于：包括供热装置，所述供热装置包括碟式太阳能集热场、集热器和设置在集热器下方的燃气锅炉，所述太阳能集热场包括碟式太阳能集热器，所述集热器与碟式太阳能集热器之间通过导热油管道管路连通并形成回路，所述导热油管道上设有导热油管道循环泵；所述的集热器上设有温度控制器，所述集热器下端管路连接有冷水输入管、上端管路连接有高温蒸汽管道，所述高温蒸汽管道一端与集热器上端连接另一端连接有分气缸，所述分气缸分别管路连接有发电装置和印染装置，所述的冷水输入管一端与集热器下端管路连接、另一端连接有冷水供水泵，所述的冷水输入管上还连接有印染热废水再利用装置，所述印染装置与印染热废水在利用装置之间管路连通有印染热废水管道，所述的印染热废水再利用装置上管路连通有印染热废水排出管。
2.如权利要求1所述的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，其特征在于：所述的碟式太阳能集热场包括至少两个碟式太阳能集热器，所述碟式太阳能集热器固定在支撑支架上，所述的导热油管道排布在支撑架上并将碟式太阳能集热器并联。
3.如权利要求1所述的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，其特征在于：所述的碟式太阳能集热场内的热媒为导热油。
4.如权利要求1所述的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，其特征在于：所述的集热器内具有集热管，所述集热器对应集热管上方活动连接有隔板，所述隔板将集热器内部上段分隔处储存隔间，所述隔板上固定有气动阀，所述的高温蒸汽管道连接在储存隔间处的集热器上。
5.如权利要求1所述的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，其特征在于：所述的印染热废水再利用装置为换热器。
6.如权利要求5所述的一种太阳能天然气联合供热蒸汽印染及发电系统，其特征在于：所述的换热器为逆流蛇形折流板换热器，所述的逆流蛇形折流板换热器内具有折流板和冷流体管道，所述冷流体管道为蛇形盘管状并与折流板交错布置，所述的冷流体管道一端与冷水供水泵输出端连接、一端与冷水输入管输入端连接。
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