太陽能光熱發電
太陽能光熱發電(Concentrated Solar Power,簡稱“CSP”)是一種太陽能聚光熱發電技術,依靠各種聚光鏡面將太陽的直接輻射(DNI)聚集,通過加熱導熱介質,再經過熱交換產生高溫蒸汽,推動汽輪機發電。
近幾十年,環境污染和溫室效應讓地球越來越不堪重負。溫度上升和環境的惡化,讓清潔能源的需求變得更加迫切。尤其是深受霧霾折磨的中國,更需要清潔的能源來取代眾多的火電站。
在清潔能源中,太陽能光熱電站(以下簡稱CSP)特點非常明顯:
熱能能源可存儲
發電輸出穩定、持續,借助儲罐可以持續發電至夜間21:00~23:00
蒸汽輪機發電技術成熟穩定
與光電池直流發電相比,CSP發電對電網完全沒有有諧波干擾及電壓、頻率擾動
CSP目前主流的幾種技術路線都是按照太陽能采集方式來劃分的,主要有塔式、槽式、菲涅爾式和碟式等四類。目前..范圍內已建成或在建的項目,以槽式為非常多。
與其他類型的光熱發點相比,塔式電站聚光倍數更高,達到的工作溫度較高,在陣列中如果定日鏡數目越多,聚光比就越大,接收器的集熱溫度也就越高。但由于該發電系統關鍵技術尚未成熟,代價高昂,在一定程度上限制了它的推廣應用,還處于科技研發和示范工程階段。槽式系統技術已經成熟,也基本實現了商業化。槽式系統目前的技術標準、運營經驗以及分析數據都是比較成熟的。
槽式太陽能熱發電
槽式太陽能熱發電即利用槽式拋物面反射鏡進行太陽能熱發電。它是將眾多的槽型拋物面聚光集熱器,經過串并聯的排列,從而可以收集較高溫度的熱能,加熱工質產生蒸汽,驅動汽輪發電機組發電。槽式太陽能熱發電主要由四部分組成:鏡場、換熱系統、儲熱裝置和汽輪發電裝置等部分組成。
塔式太陽能熱發電
塔式太陽能熱發電也稱集中型太陽能熱發電。它的形式是利用一定數量的反射鏡陣列,將太陽輻射反射到安置于塔頂端的太陽能接收器上,通過加熱工質而產生過熱蒸汽,驅動汽輪機發電機組發電,而將吸收的太陽能轉化為電能。塔式太陽能熱發電主要由四部分構成:鏡場、換熱系統、儲熱裝置和汽輪發電裝置。
太陽能光熱發電對閥門的要求:
相對于常規的火電機組,聚光太陽能發電機組的汽水系統溫度、壓力參數都要低一些(融鹽集熱機組的主蒸汽參數約為520~550C,壓力13~16MPa),這很容易讓用戶(包括設計院、工程公司以及項目業主)認為CSP機組參數很低,配套閥門要求不高。其實聚光太陽能發電因其特點,對配套閥門的要求并不低,甚至更加嚴苛。
CSP具有每天早間啟動,晚上停機的特點,這就和燃氣輪機(CCPP)發電更加接近。另外CSP機組早間啟動時,主蒸汽及再熱蒸汽參數較低甚至含水,這就讓配套設備包括管道、閥門的要求就更加苛刻。也讓從系統設計之初,就要考慮到耐沖刷、耐汽蝕等問題。
對于常規燃煤電廠汽輪機組平均每年啟停1~2次,30年壽命期內平均啟停40~60次的頻次,聚光太陽能發電機組年設計啟停次數約為400~420次,遠高于常規火電機組的啟停頻率,并且由于啟停機期間蒸汽參數普遍不高,更易于造成飽和蒸汽,甚至含水運行,由此帶來的對管道閥門的要求非常嚴苛。
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