[发明专利]一种将太阳能热发电与生物质发电相结合的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电方法及系统，特别是关于一种将太阳能热发电与生物质发电结合的方法及系统。

背景技术

太阳能热发电与生物质发电是两种重要的可再生能源利用方式，受到世界各国能源研究人员密切关注。其中：

太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电。根据聚光方式的不同，太阳能热发电系统大致分为三类：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。目前槽式太阳能热发电系统商业化最为成功，但是它的聚光倍数较低，产生的水蒸汽温度一般不超过400℃，因此导致系统只能采用饱和蒸汽发电，发电效率较低，并且机组只能采用专用的饱和蒸汽汽轮机，机组价格昂贵，故障率高；其次，由于太阳能资源的季节性差异较大、连续阴雨天无法发电等因素，导致系统设备利用率较低。

生物质发电是通过燃烧玉米、小麦等农作物茎秆或林木枝条加热蒸汽进行热发电。据统计，每吨生物质秸秆的热值约相当于标准煤50％，平均含硫量只有3.8‰，而且在生物质秸秆的再生利用过程中，排放的CO₂与生物质秸秆再生时吸收的CO₂达到碳平衡，具有CO₂零排放的作用。生物质秸秆容易收购管理，属于废弃物再利用，如果利用它发电不仅有利于减少燃烧生物质秸秆而引起的烟尘排放，也有利于提高农民的经济收入。但是由于生物质本身热值较低，采用单一的生物质发电系统虽然能够保证24小时发电，但是原料用量庞大，其来源和存储占地都可能有一些问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种将太阳能热发电与生物质发电相结合的方法及系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种将太阳能热发电与生物质发电结合的方法，其包括以下运行状态：1)白天发电时，在太阳能集热系统中高温油泵带动导热油循环流动，利用太阳能加热的导热油一路用于加热太阳能过热器、蒸汽发生器和预热器中反向流动的水，使其升温成为360℃～380℃的过热蒸汽；另一路通过熔盐储热系统的换热器使加热的熔盐从熔盐冷罐泵入熔盐热罐储能；在生物质燃烧系统中生物质锅炉水冷壁内的水被加热进入汽包经汽水分离器分离后，蒸汽与360℃～380℃的过热蒸汽一起进入生物质锅炉继续加热形成535℃～545℃的过热蒸汽，再送入热电转换系统的汽轮机，带动发电机发电送入公共电网；2)夜间发电时，关闭太阳能集热系统中集热场的管路，熔盐储热系统的热罐熔盐泵驱动熔盐从熔盐热罐反向流入熔盐冷罐释放能量，为换热器的换热管中的导热油加热，再利用导热油的循环加热反向流动的水，使其升温成为360℃～380℃的过热蒸汽，在生物质系统和热电转换系统的运行过程与白天发电相同；3)连续阴雨天气发电时，太阳能集热系统和熔盐储热系统停止工作，仅靠生物质燃烧系统单独为热电转换系统提供热蒸汽。

在熔盐储热系统中设置一电加热器，当采用第2)种发电状态，且在夜间接受电力调谷时，利用热电转换系统的自发电为所述电加热器供电加热熔盐，使熔盐从熔盐冷罐流向熔盐热罐，既维持生物质锅炉的最小稳燃状态，又为熔盐热罐进行二次储能，当恢复向公共电网供电时，再通过所述换热器将热能释放出来。

实现上述方法的一种将太阳能热发电与生物质发电结合的系统，其特征在于：它包括太阳能集热系统、熔盐储热系统、生物质燃烧系统、热电转换系统和控制系统；所述太阳能集热系统包括采用槽式线聚焦系统的集热场，所述集热场的导热油出口管路顺序连接太阳能过热器、蒸汽发生器、预热器、高温油泵和集热场的导热油进口管路，所述太阳能过热器、蒸汽发生器和预热器的换热管串联连接；所述熔盐储热系统包括一换热器，所述换热器通过管路分别连接一熔盐冷罐和一熔盐热罐，所述换热器的换热管一端连接所述集热场的导热油出口管路，另一端通过另一三通阀跨接在所述高温油泵的进、出口两端；所述生物质燃烧系统包括一生物质锅炉，所述生物质锅炉的水冷壁出汽口依次连接一汽包和一汽水分离器，所述汽水分离器的出汽口与所述太阳能过热器换热管的出口通过管路并联后穿过所述生物质锅炉炉膛内的过热器，连接所述热电转换系统的汽轮机进汽口；所述热电转换系统的所述汽轮机采用入口蒸汽温度为535℃，压力为8.38MPa的高参数单缸汽轮机，所述汽轮机的机械输出端连接一发电机，所述发电机发出的电送入一变电站后送入公共电网；所述汽轮机底部的两出水管路，一路依次连接一低压加热器和一水泵，另一路依次连接一凝汽器、所述水泵、一低压加热器的换热管、一除氧器、另一水泵和所述太阳能集热系统的预热器的换热管进口。