[发明专利]一种太阳能和生物质能综合互补的联合热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电系统，具体涉及一种投资成本低、发电效率高、系统稳定性好 的太阳能和生物质能综合互补的联合热发电系统。

背景技术

能源是经济和社会发展的重要基础。随着世界经济的不断发展，能源需求快速增长， 化石能源的大量消费，导致资源短缺和环境污染及气候变化问题日益突出，严重影响了 人类的生存环境和生存质量。为了减少对化石能源的依赖，各国纷纷加大力度开发利用 清洁的新能源和可再生能源。我国也提出，到2020年，非化石能源占一次能源消费的 比重将达到15％左右。

在新能源中，太阳能是未来最具应用前景的可再生能源。目前，太阳能热发电技术 是人类开发利用太阳能的一个主要手段，该技术是指聚集太阳光将其转化为热能，再转 化成电能。早期的太阳能热发电技术多采用单纯太阳能热发电模式，首先是利用聚光集 热装置将太阳能收集起来，并加热集热工质到一定温度，经过换热器将热能传递给动力 回路中循环做功的工质，或产生过热蒸汽，驱动汽轮机带动发电机发电；或产生高温高 压的空气，驱动汽轮机，再带动发电机发电。由于太阳能供应不稳定、不连续，特别是 在夜间或太阳辐射不充足的时候，系统频繁的启停和负荷波动，严重影响了单纯太阳能 热发电的发电效率和机组寿命。

为解决以上问题，常规太阳能热发电系统在单纯太阳能热发电系统的基础上，配置 化石燃料补燃系统和蓄能子系统，前者采用燃烧油或天然气等化石燃料来提供蒸汽循环 所需热量，保持汽轮机连续运行，但高价的化石燃料增加了系统的发电成本，而且化石 燃料系统频繁启停和负荷波动，也影响了热发电系统的稳定运行；后者采用蓄热介质将 太阳能的部分热量暂时存储起来，在太阳辐射不足时，提供补充能量，但是，由于蓄热 系统复杂、价格昂贵，也增加了太阳能热发电的投资成本，并且使用熔盐(硝酸盐)作 为蓄热介质，还存在一定安全问题(遇水爆炸)。同时，太阳能集热温度由于效率的限 制，一般加热工质温度不高，汽轮机入口参数低导致整个系统的太阳能热发电效率较低。

综上所述，常规太阳能热发电系统普遍存在投资成本高、技术复杂、热发电效率低、 系统稳定性差的缺点，而且该发电系统在短期内很难通过内在技术创新来有效地解决以 上问题，因此，迫切需要寻求新的思路，打破常规太阳能热发电模式，从多种可再生能 源综合互补的角度，开发出一种新的太阳能热发电系统。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种将太阳能热利用系统 合理地集成到生物质发电系统中，并且具有投资成本低、发电效率高、系统稳定性好等 优势的太阳能和生物质能综合互补的联合热发电系统。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的一种太阳能和生物质能综合互补的联合热 发电系统，包括生物质循环流化床燃烧锅炉系统、太阳能热吸收转化系统和汽轮机发电 系统。在有太阳辐射情况下，生物质循环流化床燃烧锅炉系统和太阳能热吸收转化系统 与汽轮机发电系统联合运行，所述太阳能热吸收转化系统通过热吸收单元将太阳能辐射 热吸收转化用于加热导热油，导热油再通过换热器将热量传递给给水，给水转变为饱和 蒸汽，饱和蒸汽通过给水管路进入生物质循环流化床燃烧锅炉系统的混合器中，与低温 过热器产生的过热蒸汽和一部分用于调节过热汽温的给水混合，混合后的蒸汽再进入高 温过热器加热，产生的中温中压或高温高压蒸汽通过给水管路进入汽轮机发电系统发 电。在没有太阳辐射或太阳能热吸收转化系统发生故障需要检修的情况下，太阳能热吸 收转化系统被解列，而生物质循环流化床燃烧锅炉系统和汽轮机发电系统仍保持正常运 行。

所述的生物质循环流化床燃烧锅炉系统主要包括料仓、进料口、点火燃烧器、水冷 风室、排渣管、布风板、炉膛、二次风口、水冷壁、下降管、汽包、旋风分离器、返料 器、高温过热器、对流管束、灰斗、低温过热器、省煤器、混合器、二次风空气预热器、 二次风送风机、一次风空气预热器、一次风送风机、布袋除尘器、排灰管、引风机、烟 囱。该锅炉的具体运行方式可参见我们已经获得授权的发明专利“一种新型生物质循环 流化床燃烧锅炉”(专利号：ZL200610069689.9)。

所述的太阳能热吸收转化系统包括热吸收单元、一级换热器和二级换热器，所述热 吸收单元、一级换热器和二级换热器通过导热油主管路依次串接，所述一级换热器和二 级换热器通过给水管路分别与汽轮机发电系统和生物质循环流化床燃烧锅炉系统连接。