太陽能槽式聚光集熱系統(tǒng)方案,太陽能集熱實訓(xùn)系統(tǒng)
2024-10-20 09:23太陽能槽式聚光集熱系統(tǒng)方案
一、系統(tǒng)簡介
太陽能光熱蒸汽系統(tǒng)原理如圖1所示。太陽光經(jīng)過槽式反射鏡(由跟蹤器跟蹤太陽光)匯聚到集熱管上,加熱集熱管內(nèi)的導(dǎo)熱油,導(dǎo)熱油將熱能傳遞給儲熱池中的儲熱模塊,需要產(chǎn)生蒸汽或熱水時,由導(dǎo)熱油將儲熱模塊中的熱能傳遞到蒸汽發(fā)生器或熱交換器,產(chǎn)生蒸汽供給熱能使用設(shè)備使用。系統(tǒng)的綜合效率77%左右,按每平米800瓦(實際最高1000瓦)的直射太陽光能量計算,每平米集熱器功率為615瓦。日照時間6小時,產(chǎn)生1噸蒸汽需要220平米。此教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計開口3m,長6米,共18㎡。一天約產(chǎn)生0.1噸蒸汽或800kg85℃熱水。
圖1
太陽能蒸汽系統(tǒng)的主要技術(shù)構(gòu)成如表1所示:
表1
圖2所示的槽式聚光集熱器由反射鏡、集熱管和太陽跟蹤系統(tǒng)組成。太陽能(中高溫)集熱管由不銹鋼內(nèi)管和高硼玻璃外管通過可乏合金封接,內(nèi)管和外管之間為真空,以達(dá)到透光和隔熱的目的。太陽能跟蹤器是用光電或時間控制的自動機械裝置,其主要由鋼鐵材料制成。太陽能儲熱池(圖5)是將儲熱模塊置于保溫池內(nèi),通過儲熱模塊進行儲熱的。儲熱模塊(選配)是由天然石墨添加結(jié)合劑構(gòu)成,并按照特定的傳熱原理加工成型的,導(dǎo)熱油通過儲熱模塊表面的金屬保護層將熱能傳遞給儲熱模塊。儲熱模塊的儲熱能力為每立方米儲熱724兆焦(200KWH),相當(dāng)于24平米太陽能集熱器一天6小時的集熱量(儲熱溫差240°C)。
蒸汽發(fā)生器是一種標(biāo)準(zhǔn)的熱工設(shè)備。
系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖:
1、集熱槽開口尺寸:3*6m
2、聚光鏡玻璃厚度為5mm鏡背保護漆為三層氟碳漆,保證15年耐候性的需要
3、直通式真空管:外徑為100mm,內(nèi)徑為42mm
4、鏡場支架金屬主梁設(shè)計采用單跨式桁架結(jié)構(gòu)
5、側(cè)翼鏡片支架均采用方管焊接結(jié)構(gòu)
6、導(dǎo)熱油容積:0.5m
三、集熱器控制(參照圖3):
1、配置照度計用于控制槽式太陽能集熱器的跟蹤的啟動與否,配置流量計不得顯示流量中斷,否則系統(tǒng)提示需要補充導(dǎo)熱油,或者檢查故障,系統(tǒng)停止工作;
2、配置限位開關(guān)1和限位開關(guān)2,用于限制槽式聚光器的轉(zhuǎn)角范圍,傾角傳感器用于與跟蹤程序配合控制跟蹤驅(qū)動電機使槽式聚光器實時跟蹤太陽;
3、配置溫度計-1(T1)、溫度計-3(T3)組合控制集熱循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速,;
4、配置西門子PLC控制系統(tǒng)實時監(jiān)控控制聚光器是否對準(zhǔn)太陽。當(dāng)監(jiān)控到系統(tǒng)對準(zhǔn)太陽時(+/-1度),如果集熱循環(huán)泵沒有工作,需要強制偏轉(zhuǎn)集熱器,防止集熱管內(nèi)過熱。
5、配置零間隙蝸輪蝸桿跟蹤驅(qū)動機構(gòu)
6、配置無刷控制伺服減速機構(gòu)
四、蒸汽發(fā)生器(或選配熱交換器):
1、產(chǎn)生蒸汽的必要條件:T3>110°C 以及液位計的水位在指定位置以上。水位低于要求時,補水閥門開啟,水位達(dá)到要求后,補水閥門關(guān)閉。
2、滿足第1條的情況下,啟動蒸汽產(chǎn)生,此時蒸汽換熱閥門開啟,蒸汽換熱循環(huán)泵啟動,當(dāng)壓力計的壓力顯示達(dá)到0.3Mpa或者溫度計-2顯示達(dá)到144°C時,蒸汽換熱循環(huán)泵停止,蒸汽換熱閥門關(guān)閉。蒸汽閥門由用戶控制開啟或關(guān)閉。
五、控制系統(tǒng)介紹
1 面板
2 電控箱
3 控制點位表
1)數(shù)字來輸入DI
2)數(shù)字量輸出DQ
3)模擬量輸入AI
4 控制界面
一、系統(tǒng)簡介
太陽能光熱蒸汽系統(tǒng)原理如圖1所示。太陽光經(jīng)過槽式反射鏡(由跟蹤器跟蹤太陽光)匯聚到集熱管上,加熱集熱管內(nèi)的導(dǎo)熱油,導(dǎo)熱油將熱能傳遞給儲熱池中的儲熱模塊,需要產(chǎn)生蒸汽或熱水時,由導(dǎo)熱油將儲熱模塊中的熱能傳遞到蒸汽發(fā)生器或熱交換器,產(chǎn)生蒸汽供給熱能使用設(shè)備使用。系統(tǒng)的綜合效率77%左右,按每平米800瓦(實際最高1000瓦)的直射太陽光能量計算,每平米集熱器功率為615瓦。日照時間6小時,產(chǎn)生1噸蒸汽需要220平米。此教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計開口3m,長6米,共18㎡。一天約產(chǎn)生0.1噸蒸汽或800kg85℃熱水。
圖1
太陽能蒸汽系統(tǒng)的主要技術(shù)構(gòu)成如表1所示:
表1
太陽能蒸汽 | |
能源采集 | 槽式聚光集熱器 |
能源轉(zhuǎn)化 | 光熱轉(zhuǎn)換 |
能源儲存 | 儲熱池 |
能源傳輸利用 | 熱力管道、蒸汽發(fā)生器 |
能源傳遞介質(zhì) | 導(dǎo)熱油 |
控制 | 控制器 |
圖2所示的槽式聚光集熱器由反射鏡、集熱管和太陽跟蹤系統(tǒng)組成。太陽能(中高溫)集熱管由不銹鋼內(nèi)管和高硼玻璃外管通過可乏合金封接,內(nèi)管和外管之間為真空,以達(dá)到透光和隔熱的目的。太陽能跟蹤器是用光電或時間控制的自動機械裝置,其主要由鋼鐵材料制成。太陽能儲熱池(圖5)是將儲熱模塊置于保溫池內(nèi),通過儲熱模塊進行儲熱的。儲熱模塊(選配)是由天然石墨添加結(jié)合劑構(gòu)成,并按照特定的傳熱原理加工成型的,導(dǎo)熱油通過儲熱模塊表面的金屬保護層將熱能傳遞給儲熱模塊。儲熱模塊的儲熱能力為每立方米儲熱724兆焦(200KWH),相當(dāng)于24平米太陽能集熱器一天6小時的集熱量(儲熱溫差240°C)。
蒸汽發(fā)生器是一種標(biāo)準(zhǔn)的熱工設(shè)備。
系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖:
1、集熱槽開口尺寸:3*6m
2、聚光鏡玻璃厚度為5mm鏡背保護漆為三層氟碳漆,保證15年耐候性的需要
3、直通式真空管:外徑為100mm,內(nèi)徑為42mm
4、鏡場支架金屬主梁設(shè)計采用單跨式桁架結(jié)構(gòu)
5、側(cè)翼鏡片支架均采用方管焊接結(jié)構(gòu)
6、導(dǎo)熱油容積:0.5m
三、集熱器控制(參照圖3):
1、配置照度計用于控制槽式太陽能集熱器的跟蹤的啟動與否,配置流量計不得顯示流量中斷,否則系統(tǒng)提示需要補充導(dǎo)熱油,或者檢查故障,系統(tǒng)停止工作;
2、配置限位開關(guān)1和限位開關(guān)2,用于限制槽式聚光器的轉(zhuǎn)角范圍,傾角傳感器用于與跟蹤程序配合控制跟蹤驅(qū)動電機使槽式聚光器實時跟蹤太陽;
3、配置溫度計-1(T1)、溫度計-3(T3)組合控制集熱循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速,;
4、配置西門子PLC控制系統(tǒng)實時監(jiān)控控制聚光器是否對準(zhǔn)太陽。當(dāng)監(jiān)控到系統(tǒng)對準(zhǔn)太陽時(+/-1度),如果集熱循環(huán)泵沒有工作,需要強制偏轉(zhuǎn)集熱器,防止集熱管內(nèi)過熱。
5、配置零間隙蝸輪蝸桿跟蹤驅(qū)動機構(gòu)
6、配置無刷控制伺服減速機構(gòu)
四、蒸汽發(fā)生器(或選配熱交換器):
1、產(chǎn)生蒸汽的必要條件:T3>110°C 以及液位計的水位在指定位置以上。水位低于要求時,補水閥門開啟,水位達(dá)到要求后,補水閥門關(guān)閉。
2、滿足第1條的情況下,啟動蒸汽產(chǎn)生,此時蒸汽換熱閥門開啟,蒸汽換熱循環(huán)泵啟動,當(dāng)壓力計的壓力顯示達(dá)到0.3Mpa或者溫度計-2顯示達(dá)到144°C時,蒸汽換熱循環(huán)泵停止,蒸汽換熱閥門關(guān)閉。蒸汽閥門由用戶控制開啟或關(guān)閉。
五、控制系統(tǒng)介紹
1 面板
2 電控箱
3 控制點位表
1)數(shù)字來輸入DI
Name | Path | Data Type | Logical Address |
北限位 | DI | Bool | %I3.2 |
南限位 | DI | Bool | %I3.3 |
急停 | DI | Bool | %I1.0 |
F_集熱油閥開位 | DI | Bool | %I2.0 |
F_集熱油閥關(guān)位 | DI | Bool | %I2.1 |
F_蒸汽油閥開位 | DI | Bool | %I2.2 |
F_蒸汽油閥關(guān)位 | DI | Bool | %I2.3 |
F_出蒸汽閥開位 | DI | Bool | %I2.4 |
F_出蒸汽閥關(guān)位 | DI | Bool | %I2.5 |
F_加熱油閥A開位 | DI | Bool | %I2.6 |
F_加熱油閥A關(guān)位 | DI | Bool | %I2.7 |
F_加熱油閥B開位 | DI | Bool | %I3.0 |
F_加熱油閥B關(guān)位 | DI | Bool | %I3.4 |
CYC自動 | DI | Bool | %I0.5 |
CYC暫停 | DI | Bool | %I0.7 |
CYC啟動 | DI | Bool | %I0.6 |
Track自動 | DI | Bool | %I1.1 |
Track啟動 | DI | Bool | %I1.2 |
Track暫停 | DI | Bool | %I1.3 |
MA打開 | DI | Bool | %I1.4 |
MA關(guān)閉 | DI | Bool | %I1.5 |
LL | DI | Bool | %I0.0 |
L | DI | Bool | %I0.1 |
H | DI | Bool | %I0.2 |
HH | DI | Bool | %I0.3 |
upsON | DI | Bool | %I3.7 |
Name | Path | Data Type | Logical Address |
電機1正轉(zhuǎn) | DQ | Bool | %Q3.0 |
電機1反轉(zhuǎn) | DQ | Bool | %Q3.1 |
Y_集熱油閥開 | DQ | Bool | %Q2.0 |
Y_集熱油閥關(guān) | DQ | Bool | %Q2.1 |
Y_蒸汽油閥開 | DQ | Bool | %Q2.2 |
Y_蒸汽油閥關(guān) | DQ | Bool | %Q2.3 |
Y_加熱油閥開 | DQ | Bool | %Q2.6 |
Y_加熱油閥關(guān) | DQ | Bool | %Q2.7 |
Y_出蒸汽閥開 | DQ | Bool | %Q2.4 |
Y_出蒸汽閥關(guān) | DQ | Bool | %Q2.5 |
電機2正轉(zhuǎn) | DQ | Bool | %Q3.2 |
電機2反轉(zhuǎn) | DQ | Bool | %Q3.3 |
電機3正轉(zhuǎn) | DQ | Bool | %Q3.4 |
電機3反轉(zhuǎn) | DQ | Bool | %Q3.5 |
電機4反轉(zhuǎn) | DQ | Bool | %Q3.6 |
進水閥 | DQ | Bool | %Q3.7 |
H_Track自動燈 | DQ | Bool | %Q0.5 |
H_CYC自動燈 | DQ | Bool | %Q0.6 |
H_故障燈 | DQ | Bool | %Q0.7 |
H_蜂鳴燈 | DQ | Bool | %Q1.0 |
H_低液位燈 | DQ | Bool | %Q1.1 |
Name | Path | Data Type | Logical Address |
傾角AI0 | AI | Word | %IW112 |
T_集熱回油溫AI3 | AI | Word | %IW118 |
T_箱體油溫AI2 | AI | Word | %IW116 |
T_蒸汽回油溫AI4 | AI | Word | %IW120 |
照度AI8 | AI | Word | %IW128 |
T_蒸汽溫度AI5 | AI | Word | %IW122 |
P_蒸汽壓力AI6 | AI | Word | %IW124 |
液位AI7 | AI | Word | %IW126 |