塔式光热简介
《塔式光热简介》
蒸汽 530℃
泵
余热
载热工质 太
燕
阳
蒸汽轮机
汽
能
蒸 汽 发 生 器
发
550℃
集
生
热
器
装
发电机
泵
置
烟气
冷凝器
泵
象
290℃
槽式光热发电除聚光部分外，与塔式光热发电工艺流程几乎一致
热发电相关构件供应商
· 反射镜(国内) ·1、大明玻璃
· 2、台玻 · 3、禅德 · 4、圣普
. 国外 ·FLAGBEG采用高反射镜面铝
2、 挟带废热的冷却水，在冷却塔中将其热量传给空气
塔式热发电项目包含的软件
· OPC软件—镜场控制管理软件 .图像处理软件一采样、 BCS体检、能量校验 ·DCS— 吸热器、电力部分、全系统控制 。以上三个软件均有各自独立的服务器，另还
需家一台数据服务器
槽式太阳能热发电系统图
空气燃气
燃气轮机及发电机 燕汽 540℃
镜场一硬件功能
·定日镜控制 .单镜驱动一步进电机 .零位 ·定日镜二维度转动 ·故障报警
镜场-软件功能
。全镜场控制、批量控制、单元控制 ·找零—复位
·预备开场 ·追日 ·采样 ·清洗
· BCS体检
。数据处理
口士
镜场 - 算法
·计算太阳轨迹 ·提高镜场追日精度 ·追日 ·采样
· BCS体检
镜场 - 仿真
·东芝 日本
.横河 日本 .日立 日本
·东方锅炉 .哈尔滨锅炉 ·上海锅炉
· 杭锅
锅炉系统
汽轮机厂家
·上海电气 ·东方汽轮机 ·南京汽轮 .杭汽轮
蒸灌储热
太阳过热器
塔式光热发电系统介绍及研究
塔式光热发电系统介绍及研究发布时间：2021-12-31T03:13:14.757Z 来源：《中国科技人才》2021年第25期作者：邹旋[导读] 塔式光热发电厂的基本原则就是把太阳能转化成电能，其通过定日镜厂区，位于中心塔上的太阳能接收器，具有储热能力的熔盐热能存储系统，一套额定出力的汽轮发电组。
简单的项目示意图如下：山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100摘要：塔式光热发电是新能源利用的一个重要方向。
塔式光热发电是指利用大规模阵列镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。
采用光热发电技术，可大大降低发电的成本降低二氧化碳排放。
而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即热量可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。
本文对主要系统功能及配置进行了描述分析。
关键词：光热、塔式、系统塔式光热发电厂的基本原则就是把太阳能转化成电能，其通过定日镜厂区，位于中心塔上的太阳能接收器，具有储热能力的熔盐热能存储系统，一套额定出力的汽轮发电组。
简单的项目示意图如下：塔式光热电厂的集热系统包含定日镜厂区，用以反射和聚焦太阳辐射到中心塔的接收器上。
收集器有管墙（作用相当于换热器）组成的。
太阳辐射反射到收集器上被转化为热能加热硝酸盐熔盐（是一种混合的硝酸盐（60%硝酸钠和40%硝酸钾），以流体的状态在工作温度方位存在与接收器中。
混合熔盐的高熔点为220℃。
本系统作用是进口缓冲罐接受来自冷盐泵熔盐，并送入吸热器，吸热器吸收来自镜场的能量，被加热后的熔盐存储到出口缓冲罐，并经下降管送入热盐储罐储存。
吸热器主要部件有吸热器面板、炉箱、面板支撑结构、进口缓冲罐、出口缓冲罐、应急空气系统等，进口容器是一个立式碳钢压力容器，位于接收器面板的上游。
其配置有伴热和热绝缘以便在熔盐进入前对容器预热。
冷熔盐在到达接收器前，先从冷盐罐中被传送到进口容器。
太阳能塔式光热镜场光学效率
太阳能塔式光热镜场光学效率太阳能塔式光热镜场是一种利用太阳能转化为热能的技术。
它通过聚光镜将太阳光线集中在一个接收器上，从而产生高温热能。
光学效率是衡量光热镜场能量转换效率的重要指标之一。
光学效率是指光热镜场将太阳光线聚焦到接收器上的能量转换效率。
这个效率与镜面反射、光线损失以及接收器热损失等因素密切相关。
在设计和制造过程中，需要考虑这些因素，以提高光学效率。
镜面反射是影响光学效率的重要因素之一。
镜面反射是指太阳光线在镜面上的反射损失。
为了减少镜面反射损失，可以采用高反射率的镀膜材料，提高反射率，使更多的太阳光线能够被聚焦到接收器上。
光线损失也会降低光学效率。
光线损失是指太阳光线在传输过程中的损失。
为了减少光线损失，可以采用优质的反射镜材料，减少光线的散射和吸收。
此外，合理设计光路，减少光线的传输距离，也可以降低光线损失。
接收器热损失是影响光学效率的重要因素之一。
接收器热损失是指在热能转换过程中由于热辐射和传导而造成的能量损失。
为了降低接收器热损失，可以采用高温抗辐射的材料，提高接收器的热阻值，减少热损失。
除了以上几个因素外，还有一些其他因素也会影响光学效率。
例如，镜面的形状和精度、镜面的清洁程度、镜面的稳定性等。
这些因素都需要在设计和制造过程中予以考虑，以提高光学效率。
总的来说，提高太阳能塔式光热镜场的光学效率是一个综合性的问题，需要在多个方面进行优化。
通过合理选择材料、设计光路和提高接收器的热阻值等措施，可以有效提高光学效率，提高光热镜场的能量转换效率。
这对于太阳能的利用和可持续发展具有重要意义。
集热塔式光热发电技术
第一节 概述
一、什么是集热塔式光热发电
简称塔式光热发电。 塔式光热发电技术
以面聚焦方式，在地面建立集热塔，塔顶安装 吸热器，集热塔周围安装定日镜，数千面定日镜将 太阳光聚集到塔顶吸热器腔体内，通过加热工质产 生高温蒸汽，推动燃气轮发电机组发电。
工质可以用水或熔盐。
光热发电技术基础
• 书名：光热发电技术 基础
塔式太阳能热发电系统中聚光技术采用面聚焦技 术，通过建立高塔架设吸热器使得可以铺设数千上万 面聚光镜，其镜面采用平面或微曲面，利用刚性金属 结构支持并跟踪太阳光线，通过控制系统进行方位角 度调整。
光热发电技术基础
由于定日镜场的规模宏大，使得塔式太阳能 热发电系统与槽式太阳能热发电系统相比, 其集 塔式光热发电技术 热温度更高, 易生产高参数蒸汽, 因此,其热动装置 的效率相应提高。
到防风稳定镜面的作用，但其结构复杂，而且其底座轨 道防沙问题需要进一步解决。
而独臂支架式定日镜具有体积小、结构简单、较 易密封等优点, 但其稳定性、抗风性却较差, 为了达到 足够的机械强度, 防止被大风吹倒, 必须消耗大量的钢材 和水泥材料为其建镜架和基座, 其机构及其控制 定日镜需对太阳进行追踪，方可获得较大的聚光比。
光热发电技术基础
2. 定日镜场
数千面定日镜组成定日镜场，每面定日镜通过独 立的跟踪系统集体将太阳光聚焦于吸热器上，获得较 高的聚光比，得以加热集热介质得到高参数的蒸汽驱 塔式光热发动电汽技轮术机做功发电。
光热发电技术基础
定日镜场的布置主要考虑： （1）布置方式：定日镜场一般多采用辐射网 络排列，避免定日镜之间的光学阻挡损失； 塔式光热发电技（术2）定日镜之间间距：需保证每个定日镜有 足够的追踪空间，避免机械相撞，同时还需考虑在 定日镜安装、维修所需的操作空间； （3）定日镜场需与吸热器之间进行配合：依 照吸热器开口大小，倾斜角度确定定日镜场范围。
光热发电方案
光热发电方案是一种新型的清洁能源，它利用太阳能将光能转化为热能，再将热能转化为电能。
这种能源不仅具有环保特点，还具有可持续发展、可再生、无污染等诸多优点。
本文将介绍三种：塔式光热发电、槽式光热发电以及盘式光热发电。
一、塔式光热发电塔式光热发电是一种将镜面反射所得的太阳光能集中到反射镜上，然后再将集中的太阳光能通过一系列的管道输送到塔顶的热交换器内。
在热交换器内，热能可以转化为蒸汽，进而驱动涡轮机发电。
这种方法需要在太阳能集中的范围内建造一个高塔，然后将反射板放置在地面上，采用微调系统控制反射板的角度，以使太阳光能集中在塔的顶部。
二、槽式光热发电槽式光热发电是将太阳能通过一系列的玻璃槽集中，使其转化为热能，然后将热能输送到发电站的热交换器中。
这个过程需要在一个向东-西方向排列的、对太阳光线有最大接收效果的槽中安装反射板和镜面反射板，使太阳能始终处于最优的角度。
由于槽内所接受到的光照范围相对较小，因此槽式光热发电的发电效率相对较低。
三、盘式光热发电盘式光热发电是将太阳光能聚集到平板反射器上，然后反射到盘状聚光器内部。
聚光器内部通过缩小反射面积，使得反射的太阳光能更加聚焦。
这种方法是将太阳光能聚集到一个小区域内，提高了光能利用率，但是天气条件的变化会对光能收集造成较大影响。
综合来看，光热发电技术虽然具有许多优点，但是也存在一些缺陷。
例如，光热发电系统需要有稳定的太阳能供应，否则会影响发电量。
此外，建造光热发电系统需要大面积的土地，造价昂贵。
但是，光热发电在未来的清洁能源和环保事业中具有广泛的应用前景和市场潜力。
在目前的清洁能源中，光热发电是一种非常重要的能源，它可以有效避免化石燃料发电的排放问题。
我们要重视这种清洁能源技术，为实现节能减排的目标，做出自己的贡献。
2023塔式及槽式光热发电技术分析及设计参考资料
研究如何做到布局紧凑、合理，管线连接短捷、整齐。
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7. 编写光热发电技术方案主要内容
7. 光热发电储热系统设计 光热储热系统的系统组成、储热形式、关键技术、性能参数和技术指标进行设计研究，一方面对熔融盐储 热系统进行分析，主要包括熔融盐泵、熔融盐蒸汽发生器、熔融盐系统伴热等，另一方面对熔融盐储热系 统的相关计算进行研究，确定设计方案。 8. 光热工艺系统集成设计
《太阳能熔盐(硝基型)国家标准》（GB∕T 36376-2018 ）
《太阳能光热发电站调度命名规则》（GB/T 40866-2021）
《太阳能热发电厂储热系统设计规范》（DL∕T 5622-2021）
《光热发电站性能评估技术规范》（GB/T 40614-2021）
《太阳能热发电站储热系统性能评价导则》（GB/T 41308-2022）
《太阳能热发电厂蒸汽发生系统设计规范》（DL/T 5605—2021）
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9. 世界部分大型光热电站汇总
项目名称 Noor Energy I
Ivanpah Solana Ashalim Cerro Dominador 乌拉特中旗 敦煌 Xina Solar One
项目地 阿联酋
美国 美国 以色列 智利 中国 中国 南非
➢ 为了降低安装难度，提高装配效率，大尺寸集热器必然 朝向部件标准化、轻量化、坚固化来发展。
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6. 熔盐储热
光热发电在发电稳定性优于光伏发电，靠的就是拥有储热系 统。储热系统用的储热介质多为熔盐，常见的光热熔盐品种 有 二 元 盐 （ 40%KNO3+60%NaNO3 ） 、 三 元 盐 （53%KNO3+7%NaNO3+40%NaNO2）和低熔点熔盐产 品等。对于光热发电而言，二元熔盐的应用较为广泛及成熟。 技术优势
塔式光热发电技术介绍
塔式光热发电技术介绍太阳能热发电是利用聚光太阳能集热器把太阳能辐射能聚集起来，加热工质推动原动机发电的一项太阳能利用技术。
按太阳能采集方式不同，主要分为塔式、槽式、碟式、线性菲涅尔式四种。
其中，塔式太阳能光热发电以其在规模化、光电转化效率以及投资成本等多方面具有槽式、蝶式以及线性菲涅耳式等难以媲美的综合优势，而具有更好的发展前景，目前各国都越来越关注塔式光热发电技术的发展和研究。
一、塔式光热发电技术介绍1．基本原理塔式系统主要由多台定日镜组成定日镜场，将太阳能反射集中到镜场中间高塔顶部的高温接收器上，转换成热能后，传给工质升温，经过蓄热器，再输入热力发动机，驱动发电机发电。
塔式光热发电系统由聚光子系统，集热子系统，发电子系统，蓄热子系统，辅助能源子系统五个子系统组成。
其中，聚光子系统与集热子系统为其组成核心技术。
2．塔式光热发电的优势由于槽式聚光器的几何聚光比低及集热温度不高，使得抛物槽式太阳能光热发电系统中动力子系统的热转功效率偏低，通常在35％左右。
因此，单纯的抛物槽式太阳能光热发电系统在进一步提高热效率、降低发电成本方面的难度较大；线性菲涅尔式太阳能热发电系统效率不高；碟式太阳能热发电系统单机规模受到限制，造价昂贵。
与另外三种光热发电方式相比，塔式塔式太阳能热发电系统可通过熔盐储热，且具有聚光比和工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，是最为理想的发电方式。
二、太阳能光热发电发展现状日前，全世界已建成十余个塔式太阳能光热发电试验示范电站。
代表性的塔式光热电站有美国的Ivanpah电站，西班牙的PS10、PS20以及Gema Solar电站、2016年2月刚投入运营的南非Khi Solar One塔式电站、新月沙丘电站。
我国光热发电技术研究起步相对较晚，目前没有投入运营的商业电站，截止至目前为止，仅有几个示范项目。
我国具有代表性的示范项目为德令哈50MW项目的一期10MW项目。
熔盐塔式光热
熔盐塔式光热发电技术熔盐塔式光热发电技术是一种新型的太阳能利用方式，它可以将太阳辐射能转化为热能，再将热能转化为电能。
该技术利用了太阳能的优点，不仅可以实现清洁环保的电力生产，还可以在夜间或阴天继续发电。
下面将从原理、构成、优点和应用等方面详细介绍这种新型的光热发电技术。
一、原理熔盐塔式光热发电技术的原理是利用镜面反射聚集太阳辐射能，将其转化为高温热能，然后通过传导或对流等方式传递给工作介质。
在工作介质中，高温热能被吸收并转化为蒸汽或气体动力，驱动涡轮机旋转产生电能。
二、构成1.反射器：由大量镜面组成的反射器可以将太阳辐射集中到一个点上，并提供足够高的温度来生成高温蒸汽或气体。
2.储存系统：由于太阳辐射不稳定，在晴天时可能会产生过量的热能，因此需要一个储存系统来存储多余的热能，以便在阴天或夜间继续发电。
3.工作介质：通常使用的工作介质是熔盐或沸点较低的液体，它们可以在高温下吸收热能并转化为动力。
4.涡轮机和发电机：涡轮机是将高温蒸汽或气体动力转化为机械能的设备，而发电机则将机械能转化为电能。
三、优点1.清洁环保：与传统火力发电相比，熔盐塔式光热发电技术不会产生任何废气、废水和固体废物等污染物，可以实现真正意义上的清洁环保。
2.可持续性：太阳辐射是一种可再生资源，不会因为消耗而减少。
因此，熔盐塔式光热发电技术具有很强的可持续性。
3.适应性强：该技术适用于各种气候条件和地形地貌，在全球范围内都具有广泛的应用前景。
四、应用目前，熔盐塔式光热发电技术已经在全球范围内得到了广泛应用。
例如，西班牙的索拉尔塔太阳能电站是世界上最大的熔盐塔式光热发电站之一，它可以为20万户家庭提供电力。
此外，中国也在积极推广这种清洁能源技术，并计划在未来几年内建设多个熔盐塔式光热发电站。
总之，熔盐塔式光热发电技术是一种新型的清洁能源利用方式，具有很强的可持续性和适应性。
随着人们对环境保护和可再生能源利用的重视程度不断提高，相信这种技术将会得到更广泛的应用和推广。
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• OPC软件—镜场控制管理软件 • 图像处理软件—采样、BCS体检、能量校验 • DCS—吸热器、电力部分、全系统控制 • 以上三个软件均有各自独立的服务器，另
还需家一台数据服务器
A
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槽式太阳能热发电系统图
槽式光热发电除聚光部分外，与塔式光热发电工艺流程几乎一致
• 塔式太阳能热发电—镜场
镜场
吸热塔
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1
• 塔式太阳能热发电– 电力部分
A
2
系统原理图分
镜场
吸热蓄热
A
电力
3
组织架构
• 机械部门：镜面、支撑、传动 • 硬件部门：控制、通讯、数据采集 • 软件部门：系统管理、追日、定日、采样、
体检、运维等功能 • 算法部门：太阳轨迹追踪 • 仿真部门：吸热能量效率仿真
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镜场 –硬件
• 通讯系统图
A
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镜场—硬件功能
• 定日镜控制 • 单镜驱动—步进电机 • 零位 • 定日镜二维度转动 • 故障报警
A
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镜场 –软件功能
• 全镜场控制、批量控制、单元控制
• 找零—复位
• 预备开场
• 追日
• 采样
• 清洗
• BCS体检
• 数据处理
• 日志
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镜场 –算法
• 计算太阳轨迹 • 提高镜场追日精度 • 追日 • 采样 • BCS体检
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全球槽式光热EPC公司
• 西班牙工程公司 TSK 2012年收购了德国光 热发电工程公司Flagsol。和科威特建筑集团 凯拉菲国际（Kharafi National）联合体。
• 其他
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A
8
镜场 –仿真
• 镜场 指向点投射 • 预备指向点投射 • 能量仿真 • 效率计算—红外射线、理论计算两种
A
9
吸热器—蓄热器
吸热器 熔盐、换热、蓄热
A
储水
10
吸热器—蓄热器设备组成
• 储水罐
• 除盐—净化水系统
• 除氧器
• 立式吸热器
• 汽包
• 高温盐罐
• 低温盐罐
• 化盐
• 热交换器
A
11
吸热器—蓄热器工作原理
熔盐的循环过程为： 吸热器 -> 熔盐热罐 -> 加入蒸汽推动汽轮机 -> 再次加热蒸汽推动汽轮 机 -> 熔盐冷罐 -> 吸热器
A
12
电力—动力组成部分
• 启动锅炉 • 过热器 • 汽轮机 • 冷汽器 • 冷却塔 • 升压站
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电力—动力原原理
1、蒸汽经汽轮机作功后的乏汽排入凝汽器，与冷却水进行热交换凝结成水， 再用水泵打回锅炉循环使用 2、挟带废热的冷却水，在冷却塔中将其热量传给空气
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DCS系统—集散控制系统
• 霍尼韦尔 Honeywell 美国 • Balley Control 美国 • ABB 公司 WestingHouse • 东芝 日本 • 横河 日本 • 日立 日本
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锅炉系统
• 东方锅炉 • 哈尔滨锅炉 • 上海锅炉 • 杭锅
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汽轮机厂家
• 上海电气 • 东方汽轮机 • 南京汽轮 • 杭汽轮
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热发电相关构件供应商
• 反射镜（国内） • 1、大明玻璃 • 2、台玻 • 3、禅德 • 4、圣普 • 国外 • FLAGBEG采用高反射镜面铝
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槽式集热用吸热管
• Rioglass研发出了直径90mm的集热管， UVAC90
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DCS系统—集散控制系统
• 北京和利时 • 浙江中控 • 南京科远 • 上海新华 • 北京国电智深 • 新华集团 • 上海自仪