CN104912757A - 槽式太阳能光热与天然气联合发电*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种槽式太阳能光热与天然气联合发电***，包括燃气轮机发电***、余热锅炉、槽式太阳能光热转换***、汽轮机。汽轮机和第二发电机相连，燃气轮机排烟***和余热锅炉烟气及补燃***相连通，余热锅炉汽水***的主蒸汽出口与汽轮机的进汽***相联，整个***的补水直接进入凝汽器。本发明将天然气发电***和槽式太阳能光热发电***有机地结合在一起，共同发电，同时，还可根据需要对外供汽。这一联合发电***既能调整电负荷，以满足电力供应的需求，缓解供电压力，减少燃气的消耗，又解决了槽式太阳能光热发电***夜间不易储能的问题，并且，降低了成本投入，同时，本发电***还可以常年连续运行，从而提高项目的整体经济效益。

Description

槽式太阳能光热与天然气联合发电***

技术领域

本发明涉及发电***，特别是涉及一种槽式太阳能光热与天然气联合发电***。

背景技术

天燃气发电是最稳定的分布式供能方式之一，优秀的冷热电三联供发电***能够把燃气发电效率提高到95％以上。从世界发达国家和一些东南亚国家发展经验来看，发展分布式燃气发电***是实现节能减排和能源供应可持续发展的必由之路，具有高效、节能、减排、环保、提高供能安全性、电力与燃气供应削峰填谷及促进循环经济发展等众多的优势，是现代能源领域发展的不可逆转的潮流，是最具发展前景的能源供应方式。

但是，天然气资源毕竟是属于易消耗的不可再生的能源，而且天然气资源也不是取之不尽用之不竭的，所以应该尽量节省使用减少消耗。这就需要尽量开发和使用一些可再生的清洁能源来作为天然气的替代或补充，如太阳能、风能、地热能等。

太阳能是一种遍布全球取之不尽用之不竭的最好的可再生能源，但太阳能资源的利用也有它受约束之处，其中最大的受约之处就是太阳能只有白天晴天才能利用，阴天和晚上无法利用，这就导致能源利用的不连续性。为了实现太阳能的连续发电，则需要花费巨大的财力做工程浩大的储能***，不仅储能用的设备和材料非常昂贵，而且还具有各种不易实现的制约，实现难度比较大。如太阳能槽式发电***，需要利用导热油作为中间循环介质，还要用熔融盐作为储能介质，无形中多增加了两个循环***和设备，***复杂，工程庞大，材料昂贵，耗电量大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种槽式太阳能光热与天然气联合发电***，将天然气发电***和槽式太阳能光热发电***有机的结合在一起，能够减少天然气资源的消耗，降低运营成本，同时，能够有效地利用可再生能源太阳能进行发电，并且在槽式太阳能光热发电***无需设置耗资巨大的储能***的情况下保证整个***连续发电供能，以减少每天机组启停所带来的汽水和热量损失，延长设备使用寿命，提高***整体运行效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种槽式太阳能光热与天然气联合发电***，包括燃气发电***、余热锅炉、槽式太阳能光热转换***、汽轮机和第二发电机；汽轮机和第二发电机相连，燃气发电***和余热锅炉的烟气***相连通，汽轮机的汽水***与余热锅炉的汽水***相连通，槽式太阳能光热转换***经汽水循环通道及余热锅炉和汽轮机相连通。其中，槽式太阳能光热转换***采用水作为循环工质，可以解决导热油温度限制及熔融盐工质的低温凝固所带来的循环和存储的问题。并且，水相对于导热油和熔融盐来说成本更低，更容易获得，***更简化。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，燃气发电***包括空压机、燃烧室、燃气轮机和第一发电机，空压机、燃烧室和燃气轮机依次连通，燃气轮机和第一发电机相连，燃气轮机和余热锅炉的烟气***相连通。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，太阳能光热转换***是槽式，槽式太阳能光热发电***采用水做循环工质，取消导热油***，不设储能***。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，还包括余热锅炉补燃***，余热锅炉补燃***和余热锅炉相连通。补燃***用于当太阳不足或没有光照时，采用天然气补燃的方式满足冷热电负荷的需求。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，还包括余热锅炉尾部热水加热***，余热锅炉尾部热水加热***位于余热锅炉的烟道末端。通过设置余热锅炉尾部热水加热***可以充分的利用余热锅炉尾部烟气的余热，将产生的热水用于供给用户作为生活热水，并且可以降低余热锅炉排烟温度。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，余热锅炉补燃***、汽水循环通道和余热锅炉尾部热水加热***沿余热锅炉的排烟方向依次布置。将汽水循环通道设置在余热锅炉尾部热水加热***的上游，是为了能够将热量集中供应给汽水循环通道，而余热锅炉尾部热水加热***只是为了更加充分地利用余热锅炉尾部排烟的余热。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，余热锅炉上设有汽包，汽水循环通道与汽包相连通。其作用是在余热锅炉内产生蒸汽。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，还包括除氧器，除氧器和汽水循环通道相连通，其作用是除去工质中的氧气，防止设备及管道被氧化腐蚀，延长设备及管道***的使用寿命。同时，加热给水。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，还包括凝汽器，凝汽器和汽轮机相连通，凝汽器位于汽轮机的下游。其作用是降低汽轮机排汽压力，提高汽轮机排汽真空，回收工质，保证汽轮机的正常高效运行。

前述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***中，还包括轴封加热器，轴封加热器与汽轮机的轴封抽气管道相连通。其作用是回收汽轮机轴封抽气的热量，用以加热凝结水提升凝结水的温度。

与现有技术相比，本发明将天然气发电***和槽式太阳能光热发电***有机地结合在一起，实现连续供电和供热，两种能源能够优势互补，取长补短，使***更安全经济稳定地运行，同时取消了中间循环***，并解决了槽式太阳能光热发电***夜间不易储能的问题，大大减少了储能设备的投资，降低了投入成本，简化了***。本发电***可以常年连续高效稳定运行，从而大大提高项目的整体经济效益。

本发明将槽式太阳能和天然气联合起来进行发电和供热，恰好弥补了此两种资源利用的各自不足，以使两种资源优势互补，取长补短，实现能源联合利用的最完美的结合。本发明的槽式太阳能发电***采用水为循环工质，无需中间循环***和储能***，***简单，耗电量低，工质非常容易获得。

通常白天是电力消耗比较大比较集中的时段，此时，正是太阳能比较充足的时间，所以可以使锅炉给水更多地进入太阳能加热***，用太阳能作为天然气能量的替代或补充，尽量减少天然气的消耗。到了晚上或阴天没有太阳能或太阳能不足时，则可以通过***阀门的控制将给水逐渐切换至余热锅炉汽水***，用燃气轮机的余热及补燃天然气的燃烧热量来弥补太阳能的不足，实现连续发电和供热，以保证连续不断的供能需求。

极为重要的是，这种太阳能与天然气结合，是在能够保证全天连续发电供能的前提下，完全取消槽式太阳能发电***中的导热油循环***和熔融盐储能两大***，所用的工质也非常简单，仅使用一种最容易获得的水介质即可。这种太阳能与天然气结合，不仅极大地简化了槽式太阳能发电***，节省了工程投资费用，缩短了工程建设周期，减少了每天启停工质及热量的损耗，减少了中间循环***和储能***的电力消耗，延长了设备使用寿命，节省了运行维护费用，提高了整体运行效率，还极大地减少了天然气资源的消耗，降低了生产运营成本，对提高整个项目的经济效益具有极其重要的意义。同时，这种太阳能与天然气结合真正实现了节能减排，保护了环境。可谓是一举多得，一次投资终生受益。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的***示意图。

附图标记：1-空压机，2-燃烧室，3-燃气轮机，4-第一发电机，5-余热锅炉补燃***，6-汽水循环通道，7-槽式太阳能光热转换***，8-汽包，9-余热锅炉，10-除氧器，11-余热锅炉尾部热水加热***，12-轴封加热器，13-凝汽器，14-第二发电机，15-汽轮机，16-燃气发电***。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：如图1所示，一种槽式太阳能光热与天然气联合发电***，包括燃气发电***16、余热锅炉9、槽式太阳能光热转换***7、汽轮机15和第二发电机14；汽轮机15和第二发电机14相连，燃气发电***16和余热锅炉9的烟气***相连通，汽轮机15的汽水***与余热锅炉9的汽水***相连通，槽式太阳能光热转换***7经汽水循环通道6及余热锅炉9和汽轮机15相连通。燃气发电***16包括空压机1、燃烧室2、燃气轮机3和第一发电机4，空压机1、燃烧室2和燃气轮机3依次连通，燃气轮机3和第一发电机4相连，燃气轮机3和余热锅炉9的烟气***相连通。

还包括余热锅炉补燃***5，余热锅炉补燃***5和余热锅炉9相连通。

还包括余热锅炉尾部热水加热***11，余热锅炉尾部热水加热***11位于余热锅炉9的烟道末端。

余热锅炉补燃***5、汽水循环通道6和余热锅炉尾部热水加热***11沿余热锅炉9的排烟方向依次布置。

余热锅炉9上设有汽包8，汽水循环通道6与汽包8相连通。

还包括除氧器10，除氧器10和汽水循环通道6相连通。

还包括凝汽器13，凝汽器13和汽轮机15相连通，凝汽器13位于汽轮机15的下游。

还包括轴封加热器12，轴封加热器12与汽轮机15的轴封抽气管道相连通。

本发明的一种实施例的工作原理：将槽式太阳能发电***的工质水在槽式太阳能光热转换***7内加热到预设温度值，再进入余热锅炉9加热升温、蒸发、过热成为过热蒸汽，然后进入汽轮机15进行发电。同时，天然气直接进入燃气轮机3进行发电，燃气轮机3发电后排出的400～500℃左右的热烟气再进入余热锅炉9，将水加热成过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机15进行发电。当白天太阳光照比较充足时，尽量多地利用槽式太阳能光热转换***7将工质给水加热至预设温度，然后进入余热锅炉9的汽包8，此工质与来自燃气轮机3排烟在余热锅炉9内所产生的热水混合，然后一起在余热锅炉9内被进一步升温、蒸发、过热后进入汽轮机15进行发电。凝汽器13产生的凝结水与补水一起通过凝结水泵升压后，经轴封加热器12升温进入余热锅炉9省煤器加热，然后进入余热锅炉9自带的除氧器10进行除氧。除氧后的低压给水分为两路：一路通过余热锅炉9给水泵升压，进入余热锅炉9内部的受热面继续加热升温，再进入余热锅炉9的汽包8；另一路通过太阳能***给水泵升压，进入太阳能光热转换***继续加热升温，然后也进入余热锅炉9的汽包8，两部分加热后的给水在汽包8内混合。当早晨、傍晚、阴天太阳能光照不充足时，可将部分给水倒至余热锅炉9自身给水***，太阳能的不足加热部分，由余热锅炉补燃***5来补足。当夜间完全没有太阳能加热时，可停运太阳能光热给水***，全部采用燃气发电***16及燃气补燃***5进行发电，可满发，也可以根据用电需求进行部分负荷发电。为了充分利用余热锅炉9的排烟余热，降低排烟温度，在余热锅炉的尾部设置了尾部受热面，生产热水，可用于提供生活热水。

Claims (8)

1.一种槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，包括燃气发电***(16)、余热锅炉(9)、槽式太阳能光热转换***(7)、汽轮机(15)和第二发电机(14)；汽轮机(15)和第二发电机(14)相连，燃气发电***(16)和余热锅炉(9)的烟气***相连通，汽轮机(15)的汽水***与余热锅炉(9)的汽水***相连通，槽式太阳能光热转换***(7)经汽水循环通道(6)及余热锅炉(9)和汽轮机(15)相连通，燃气发电***(16)包括空压机(1)、燃烧室(2)、燃气轮机(3)和第一发电机(4)，空压机(1)、燃烧室(2)和燃气轮机(3)依次连通，燃气轮机(3)和第一发电机(4)相连，燃气轮机(3)和余热锅炉(9)的烟气***相连通。

2.根据权利要求1所述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，还包括余热锅炉补燃***(5)，余热锅炉补燃***(5)和余热锅炉(9)相连通。

3.根据权利要求2所述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，还包括余热锅炉尾部热水加热***(11)，余热锅炉尾部热水加热***(11)位于余热锅炉(9)的烟道末端。

4.根据权利要求3所述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，余热锅炉补燃***(5)、汽水循环通道(6)和余热锅炉尾部热水加热***(11)沿余热锅炉(9)的排烟方向依次布置。

5.根据权利要求4所述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，余热锅炉(9)上设有汽包(8)，汽水循环通道(6)与汽包(8)相连通。

6.根据权利要求5所述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，还包括除氧器(10)，除氧器(10)和汽水循环通道(6)相连通。

7.根据权利要求6所述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，还包括凝汽器(13)，凝汽器(13)和汽轮机(15)相连通，凝汽器(13)位于汽轮机(15)的下游。

8.根据权利要求7所述的槽式太阳能光热与天然气联合发电***，其特征在于，还包括轴封加热器(12)，轴封加热器(12)与汽轮机(15)的轴封抽气管道相连通。