太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及其關(guān)鍵設(shè)備問(wèn)題畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 級(jí) 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號(hào)： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見：（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱意見表 學(xué)生姓名： xx填寫 學(xué)號(hào)： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究 評(píng)閱意見：

2、（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。）修改意見：（針對(duì)上面提出的問(wèn)題和不足之處提出具體修改意見。評(píng)閱成績(jī)合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱成績(jī) （百分制）： 評(píng)閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評(píng)閱人姓名所在單位評(píng)閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過(guò)的材料。對(duì)論文的完成提供過(guò)幫助的有關(guān)人員已在文中說(shuō)明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒(méi)有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒(méi)有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及其關(guān)鍵設(shè)備問(wèn)題摘? 要：本文主要介紹了目前主流太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)聚光器、吸熱器、儲(chǔ)熱器、輔助設(shè)備等主要設(shè)備在運(yùn)行中易發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以供相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者和技術(shù)人員參考。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能;光熱發(fā)電技術(shù);關(guān)鍵設(shè)備1太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)是通過(guò)集熱裝置采集、吸收聚焦裝置表面上的太陽(yáng)輻射

4、能，并將其轉(zhuǎn)化成熱能用以加熱水、空氣和其他介質(zhì)，間接產(chǎn)生水蒸氣帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，其具有規(guī)?；?、清潔能源等優(yōu)勢(shì)1。根據(jù)聚光方式不同太陽(yáng)能光熱發(fā)電類型也不同，其中最為典型的是通過(guò)反射鏡將太陽(yáng)能反射至集熱器，集熱器加熱熔鹽、導(dǎo)熱油等介質(zhì)，進(jìn)而與水進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)做功。常見的光熱發(fā)電技術(shù)有四種：槽式、塔式、線性菲涅爾式、蝶式，其中槽式光熱發(fā)電技術(shù)最為成熟。2太陽(yáng)能光熱發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代初期，前蘇聯(lián)研發(fā)出塔式光熱發(fā)電裝置，隨后，西班牙、美國(guó)等國(guó)家研發(fā)出槽式光熱發(fā)電裝置，到20世紀(jì)末期，塔式光熱發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大幅突破，光熱發(fā)電效率大大提高。從塔式光熱發(fā)電裝置的研發(fā)到應(yīng)用，

5、光熱發(fā)電站呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢(shì)，特別是在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，各類型的光熱發(fā)電站成為競(jìng)相發(fā)展的重點(diǎn)。近幾年，太陽(yáng)能光熱發(fā)電的商業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)日趨加快，其中美國(guó)和西班牙是全球太陽(yáng)能光熱發(fā)電站數(shù)量最多的國(guó)家，而其在我國(guó)的發(fā)展正處在加速發(fā)展階段。2.1塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電主要有水工質(zhì)和熔鹽介質(zhì)兩種，目前比較流行的為熔鹽介質(zhì)技術(shù)，本文以熔鹽介質(zhì)為例進(jìn)行介紹。定日鏡將太陽(yáng)光反射到光塔頂部的吸熱器來(lái)加熱吸熱器中的熔鹽，加熱后熔鹽（約565）通過(guò)蒸汽發(fā)生器（SGS）產(chǎn)生高溫高壓蒸汽帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，從而產(chǎn)生電能。在塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中，配置有大量的定日鏡，定日鏡實(shí)時(shí)自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，保證太陽(yáng)光始終聚

6、焦于吸熱器上。目前，以熔鹽作為傳熱、儲(chǔ)熱介質(zhì)是塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電的主要方式，且發(fā)電站總裝機(jī)容量也呈快速上升趨勢(shì)2。2.2槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電1973年，墨西哥成為最先建立槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站的國(guó)家，容量為100MW，其也是最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的太陽(yáng)能光熱電站。隨后美國(guó)相繼建立SEGS槽式導(dǎo)熱油無(wú)儲(chǔ)熱太陽(yáng)能光熱發(fā)電站，共有9座，最小為14MW，最大為90MW。進(jìn)入21世紀(jì)后，摩洛哥、西班牙等國(guó)家對(duì)槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，尤其是西班牙，在2010年建立全球第一個(gè)以熔鹽為儲(chǔ)熱介質(zhì)的槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站。配置熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)后，槽式光熱電站在實(shí)現(xiàn)白天發(fā)電的同時(shí)也可以儲(chǔ)熱。白天拋物線反射鏡將太陽(yáng)光聚焦于

7、集熱管上加熱內(nèi)部的導(dǎo)熱油，加熱后的導(dǎo)熱油一部分通過(guò)蒸汽發(fā)生器加熱水產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，另一部分導(dǎo)熱油通過(guò)油鹽換熱器加熱熔鹽，加熱后的熔鹽儲(chǔ)存在熱熔鹽罐中。在夜間或者多云及陰雨天氣時(shí)，熱熔鹽罐中的熔鹽通過(guò)油鹽換熱器加熱導(dǎo)熱油，加熱后的導(dǎo)熱油通過(guò)蒸汽發(fā)生器加熱水產(chǎn)生主蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組。這是在儲(chǔ)熱能力匹配的情況下，光熱電站能保證24h平穩(wěn)發(fā)電的原因。當(dāng)前其已投入商業(yè)運(yùn)行，配置熔鹽儲(chǔ)熱的槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站的最大單機(jī)容量為200MW。2.3 線性菲涅爾式太陽(yáng)能光熱發(fā)電與槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)相比，線性菲涅爾式太陽(yáng)能光熱發(fā)電簡(jiǎn)化了其形式，通過(guò)將大型拋物反射轉(zhuǎn)化成多個(gè)離散小鏡面，實(shí)現(xiàn)跟蹤條件反

8、射的目的，且具有較強(qiáng)的適應(yīng)性3。上世紀(jì)末期，澳大利亞悉尼大學(xué)設(shè)計(jì)出緊湊型發(fā)電系統(tǒng)，得到廣泛的認(rèn)可和推廣，于是在21世紀(jì)，西班牙和美國(guó)分別建立了線性菲涅爾式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站。2.4蝶式太陽(yáng)能光熱發(fā)電比較前幾種光熱發(fā)電方式，蝶式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)的聚光效果最高，聚光比高達(dá)3000，聚光溫度在7501500之間，是目前效率最高的太陽(yáng)能光熱發(fā)電方式，高達(dá)29.4%。但該技術(shù)尚未成熟，目前主要以小規(guī)模試驗(yàn)發(fā)電為主。在21世紀(jì)，西班牙和美國(guó)相繼建立蝶式太陽(yáng)能光熱發(fā)電，由于存在各種技術(shù)限制，尚未大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電，目前國(guó)內(nèi)也正在研究、建設(shè)蝶式示范光熱電站。3太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備存在的問(wèn)題從能量轉(zhuǎn)換方式看，

9、太陽(yáng)能光熱發(fā)電是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。從發(fā)電原理來(lái)看，太陽(yáng)能光熱發(fā)電原理基本上與煤炭發(fā)電相似或者是相同。因此在常規(guī)設(shè)備使用上具有數(shù)量多，應(yīng)用范圍廣的特征，為了有效提高發(fā)電量，必須要提高太能輻射經(jīng)熱能，輻射經(jīng)熱能則是通過(guò)提高能流密度方式實(shí)現(xiàn)的，因此對(duì)應(yīng)的設(shè)備，包括儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換、熱能接受、跟蹤和聚光等。在太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)中，關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和安裝水平均會(huì)在一定程度上影響到發(fā)電機(jī)組的性能，甚至影響到整個(gè)太陽(yáng)能光熱發(fā)電的競(jìng)技性、可靠性和安全性。3.1聚光器/定日鏡聚光器是將太陽(yáng)光集中到位于吸熱塔頂部吸熱器表面的反射裝置。由于地球自轉(zhuǎn)原因，太陽(yáng)光處于相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)使用雙軸實(shí)時(shí)跟蹤，可將太陽(yáng)光投射到

10、聚光器表面上。由于聚光器是太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)的核心設(shè)備，因此對(duì)聚光器的定位精度要求較高，同時(shí)要求運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、平整度誤差小和反射率高，工作壽命長(zhǎng)。此外還要滿足易于安裝維護(hù)、操作靈活、產(chǎn)量高、機(jī)械強(qiáng)度高和全天候工作等要求。3.2吸熱器吸熱器是接受聚光器投射過(guò)來(lái)的太陽(yáng)輻射能，并通過(guò)管屏吸熱將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為熱能。故吸熱器設(shè)備材料必須要具有較高的換熱系數(shù)，耐高溫、耐腐蝕和耐疲勞，耐高溫能力在1200以上。滿足這種要求的材料只有鎳基合金材料，但該材料具有加工難度大，價(jià)格昂貴等特征。3.3儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)備太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)最為重要的一個(gè)系統(tǒng)是雙罐儲(chǔ)熱系統(tǒng)，主要包括一個(gè)冷熔鹽管、一個(gè)熱熔鹽罐。在大規(guī)模太陽(yáng)能光熱發(fā)

11、電中比較常見，且熱熔鹽罐和冷熔鹽罐都是單獨(dú)放置。3.4蒸汽發(fā)生器設(shè)備（SGS）目前塔式光熱電站普遍采用的傳熱介質(zhì)為熔鹽，由于熔鹽特殊的化學(xué)特性及工作溫度要求，蒸汽發(fā)生器設(shè)備（省煤器、蒸發(fā)器、再熱器、過(guò)熱器）普遍采用347H不銹鋼材質(zhì)。即使如此，由于熔鹽的腐蝕性及上述設(shè)備在日常運(yùn)行中內(nèi)部管束的溫度變化速率較大，蒸發(fā)器設(shè)備的內(nèi)部管束易受損造成熔鹽泄漏事故，進(jìn)而造成停機(jī)。解決辦法：進(jìn)一步優(yōu)化蒸發(fā)器設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造，關(guān)注內(nèi)部管束的熱膨脹因素。4結(jié)語(yǔ)在科技高速發(fā)展的背景下，光熱發(fā)電技術(shù)向長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱、高參數(shù)和大規(guī)模方向發(fā)展。在投資光熱發(fā)電項(xiàng)目時(shí)，技術(shù)路線的選擇至關(guān)重要，如風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電、光熱與光伏發(fā)電互補(bǔ)、槽式儲(chǔ)熱光熱發(fā)電技術(shù)、塔式熔鹽光熱發(fā)電技術(shù)等。我國(guó)西北地區(qū)擁有豐富的太陽(yáng)能資源，但同時(shí)也有多項(xiàng)不利因素，如西北地區(qū)環(huán)境惡劣，需進(jìn)一步系統(tǒng)驗(yàn)證環(huán)境問(wèn)題對(duì)降低鏡面反射率及光照強(qiáng)度的影響。另外在太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)中，我國(guó)存在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、性能考核以及光熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)等不足，通過(guò)借鑒西方技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提升太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)的性能，并加大相關(guān)設(shè)備的研發(fā)和制造能力，提高設(shè)備性能，降低關(guān)鍵設(shè)備的生產(chǎn)成本，從而加速我國(guó)太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)的整體發(fā)展水平。參考文獻(xiàn)1何志瞧，童家麟.太陽(yáng)能光熱發(fā)電現(xiàn)狀及超臨界CO2光熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用前景J.華電技術(shù)，2020，42