[发明专利]一种太阳能与生物质能互补的发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，尤其是一种太阳能与生物质能互补的发电系统，特别是一种利用生物质燃料补燃提高动力蒸汽参数的发电系统。

背景技术

21世纪能源结构的变革势在必行，可再生能源以其取之不尽和清洁环保等优势将逐渐取代化石能源，其中太阳能热发电和生物质能发电是两种重要的可再生能源利用方式，得到了国际学术界和工业界的高度关注。

太阳能热发电技术是利用太阳能聚光技术将太阳辐射能转换成热能，然后通过热力循环进行发电。根据聚光技术的不同将太阳能热发电系统分为槽式、塔式和碟式三类，目前槽式太阳能热发电技术较为成熟，已有商业化电站运行。但因受导热油高温分解变质的限制，目前通常使用的导热油的最高工作温度不宜高于400℃，汽轮机入口主蒸汽参数最高约为370℃至380℃，主蒸汽参数较低严重制约了系统发电效率的提高，很大程度导致了槽式太阳能热发电技术大规模开发利用成本居高不下，在经济上上无法与常规的化石能源相竞争。

生物质能发电是通过锅炉燃烧生物质加热工质，然后通过朗肯循环进行发电。生物质通过光合作用将大气中的二氧化碳转化为含碳组分燃料，因此生物质燃烧不会造成地球大气中二氧化碳总量的增加。但是由于生物质本身热值较低，单纯生物质能发电原料需求量很大，而生物质资源收集、运输和储存成本较高，导致单纯生物质能发电规模较小且成本较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种太阳能与生物质能互补的发电系统，以解决槽式太阳能单独热发电系统主蒸汽参数低的问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种太阳能与生物质能互补的发电系统，该系统包括槽式太阳能集热子系统、生物质补燃子系统和动力发电子系统，其中：所述槽式太阳能集热子系统包括太阳能集热场1、油水换热器10和导热油泵2，用于接收聚集太阳辐射能量，通过油水换热器将给水加热为一定温度的水或蒸汽，并利用导热油余热代替蒸汽轮机的部分或全部高压缸加热低温给水；所述生物质补燃子系统包括生物质锅炉11、过热器12、再热器13和空气预热器14，用于产生高温烟气并将油水换热器10出口产物和高压缸15出口蒸汽加热为500℃以上的高温高压蒸汽；所述动力发电子系统包括蒸汽轮机的高压缸15、中压缸16、低压缸17和发电机组18，用于将接收的热能转化为电能并输出。

上述方案中，导热油经槽式太阳能集热场被加热后进入油水换热器10，将油水换热器10中的给水加热成一定温度的水或蒸汽。给水经过油水换热器10，通过导热油间接吸收太阳能变为一定温度的水或蒸汽，再进入过热器12，被生物质锅炉11产生的高温烟气加热转变为500℃以上高温高压蒸汽，该高温高压蒸汽进入蒸汽轮机的高压缸15膨胀作功，高压缸15出口蒸汽进入再热器13，被高温烟气加热转变为500℃以上再热蒸汽，该再热蒸汽依次通过蒸汽轮机是中压缸16和低压缸17膨胀作功，然后通过发电机组18进行发电。

上述方案中，该系统还包括冷凝器9、凝结水泵8、低压给水加热器组7、除氧器6、高压水泵5、第二级高压给水加热器4和第一级高压给水加热器3；导热油在油水换热器10中放热后再通过第一级高压给水加热器3，代替第一级高压缸抽气加热给水，或者依次通过第一级高压给水加热器3和第二级高压给水加热器4，代替全部高压缸抽气加热给水，因换热而温度下降的导热油再经导热油泵2进入槽式太阳能集热子系统，实现导热油路的循环；高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀作功后变为乏汽，该乏汽经冷凝器9凝结成水，由凝结水泵8加压后依次通过低压给水加热器组7、除氧器6、高压水泵5、第二级高压给水加热器4和第一级高压给水加热器3，再进入油水换热器10，实现水路的循环。

上述方案中，所述太阳能集热场1通过导热油回路间接加热给水，或者通过直接蒸汽产生技术直接加热给水。

上述方案中，生物质锅炉11产生的高温烟气依次通过过热器12、再热器13和空气预热器14后排入环境。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、利用本发明，给水经过油水换热器，通过导热油间接吸收中低温太阳能或直接进入太阳能集热场吸收中低温太阳能变为一定温度的水或蒸汽，再由生物质锅炉产生的高温烟气加热变为500℃以上高温高压蒸汽，实现了能的高效利用，减少了利用过程中的热量损失。