槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

0 引言

隨著以燃煤為主的火力發(fā)電煙氣排放的環(huán)保要求愈來(lái)愈高，以及國(guó)家環(huán)境治理力度的加大，可再生能源的開發(fā)與應(yīng)用受到了重視。在太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，雖然國(guó)內(nèi)尚處于示范階段，多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)屬于空白，技術(shù)設(shè)計(jì)缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能熱發(fā)電站投入商業(yè)運(yùn)行的還很少，但在此情況下，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)在國(guó)內(nèi)仍得到了越來(lái)越多專家學(xué)者的高度重視。

通過(guò)對(duì)目前國(guó)際上聚光集熱太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析，在槽式、塔式、碟式和菲涅爾式等太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中，槽式、塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)較成熟，尤其是槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)更成熟，采用槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的項(xiàng)目最多。在槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站中，集熱場(chǎng)單元集熱器熱載體利用導(dǎo)熱油與汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)交換熱能的方案占主流，采用除鹽水作為熱載體直接產(chǎn)生蒸汽的方案不多。因此，研究槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)方案，對(duì)于更好地開發(fā)利用太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)意義重大。

國(guó)電新疆吐魯番槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站中試項(xiàng)目的裝機(jī)容量為180 kW，集熱器集熱面積為2300 m2，儲(chǔ)能裝置蓄熱能力為200萬(wàn)kcal/h，集熱效率為45%，汽輪機(jī)主蒸汽壓力為0.8～1.2 MPa、溫度為260～320 ℃，綜合光熱發(fā)電效率為13%；工程全部設(shè)備采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，并于2011年6月26日完成了國(guó)內(nèi)首臺(tái)槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站中試機(jī)組的并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域槽式熱發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目“零”的突破。

本文結(jié)合國(guó)電新疆吐魯番槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的示范工作實(shí)踐，著重探討了槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)，并結(jié)合筆者多年設(shè)計(jì)及研究經(jīng)驗(yàn)，與諸位學(xué)者共享并探討槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，共同提高我國(guó)槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，更好地保護(hù)環(huán)境，造福人類。

1 槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)方案及各分系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)方案

槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)是將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，再將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電方法；其利用數(shù)組串聯(lián)的拋物面槽式聚光單元集熱器吸收太陽(yáng)光能，然后將聚光集熱管內(nèi)的導(dǎo)熱油加熱到高溫，通過(guò)一系列油水、油汽換熱裝置產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，從而推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；也就是以槽式太陽(yáng)能集熱裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤鍋爐設(shè)備的發(fā)電站。

全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)是槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的核心系統(tǒng)之一，承擔(dān)著向太陽(yáng)能集熱場(chǎng)單元集熱器循環(huán)供油、補(bǔ)油，并產(chǎn)生連續(xù)的高溫導(dǎo)熱油，為汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)提供熱源等重要任務(wù)。本文擬采用Helisol 5A太陽(yáng)能熱發(fā)電專用有機(jī)硅導(dǎo)熱油作為熱載體，該導(dǎo)熱油是透明液體，具有無(wú)刺激性、極難被引燃、粘度極低、穩(wěn)定性強(qiáng)、持久耐高溫等特點(diǎn)，其液相的適用溫度為-40～425 ℃。因此，汽輪機(jī)主汽溫度不能超過(guò)415 ℃。

槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)常規(guī)涵蓋卸油系統(tǒng)、循環(huán)導(dǎo)熱油吸熱系統(tǒng)、循環(huán)導(dǎo)熱油放熱系統(tǒng)、導(dǎo)熱油與熔鹽換熱系統(tǒng)、膨脹溢油系統(tǒng)、事故放油系統(tǒng)、污油處理系統(tǒng)、充氮保護(hù)及滅火系統(tǒng)、輔助熱源系統(tǒng)等9個(gè)主要分系統(tǒng)[1]。圖1為全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)圖。

圖1 全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)圖

1.2 全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)各分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.2.1 卸油系統(tǒng)

卸油系統(tǒng)宜采用母管制，通常設(shè)置2座儲(chǔ)油罐、2臺(tái)卸油泵和2臺(tái)補(bǔ)充油泵。在儲(chǔ)油罐附近設(shè)置2臺(tái)補(bǔ)充油泵，為系統(tǒng)補(bǔ)充油量至膨脹緩沖油灌。儲(chǔ)油罐最高點(diǎn)設(shè)置安全排氣，底部設(shè)置排污水油口，在運(yùn)行中冷卻系統(tǒng)輸送來(lái)的導(dǎo)熱油，不斷地進(jìn)行二次油氣分離并排氣。為了保證系統(tǒng)中的油質(zhì)及設(shè)備的正常運(yùn)行，不論來(lái)油品質(zhì)如何、采用何種卸油方式，在卸油泵入口前均加裝油過(guò)濾器，每臺(tái)油過(guò)濾器的清洗均采用蒸汽反吹掃和反沖洗水。

在符合GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求后，儲(chǔ)油罐的臺(tái)數(shù)應(yīng)考慮油源的供應(yīng)情況，如油源保證性、油源的遠(yuǎn)近、運(yùn)輸方式及能力等，通常可設(shè)置1～2臺(tái)儲(chǔ)油罐。

1.2.2 循環(huán)導(dǎo)熱油吸熱系統(tǒng)

循環(huán)導(dǎo)熱油吸熱系統(tǒng)采用單元制，冷母管至N組槽式單元集熱器可按枝狀結(jié)構(gòu)的方式設(shè)計(jì)。其中，膨脹緩沖油罐下端引出一路低溫油管道，先經(jīng)過(guò)細(xì)網(wǎng)濾油器，再經(jīng)導(dǎo)熱油循環(huán)泵提升壓頭； 提升了壓頭的導(dǎo)熱油流經(jīng)漸縮型冷母管，被分配進(jìn)入枝狀油管道，最后流入N組槽式單元集熱器方陣進(jìn)行輻射換熱。在導(dǎo)熱油循環(huán)泵出口止回閥后的管道上，裝設(shè)了至導(dǎo)熱油膨脹緩沖油罐的再循環(huán)管道。在導(dǎo)熱油循環(huán)泵再循環(huán)管道節(jié)點(diǎn)后方，泵出口至槽式單元集熱器方陣的管道上，裝設(shè)了導(dǎo)熱油供油操作臺(tái)，通過(guò)調(diào)節(jié)供油操作臺(tái)可適應(yīng)機(jī)組各種工況下進(jìn)入集熱器的導(dǎo)熱油流量。控制集熱器方陣出口的導(dǎo)熱油的溫度約為425 ℃(運(yùn)行中可調(diào))，N組槽式單元集熱器出口分別通過(guò)管道連接至1根管徑逐漸增大的導(dǎo)熱油熱母管。符合以上吸熱過(guò)程的系統(tǒng)稱為循環(huán)導(dǎo)熱油吸熱系統(tǒng)。

循環(huán)導(dǎo)熱油吸熱系統(tǒng)每臺(tái)機(jī)組應(yīng)設(shè)置4臺(tái)調(diào)速油泵，其中2臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)運(yùn)行備用，1臺(tái)檢修備用。

1.2.3 循環(huán)導(dǎo)熱油放熱系統(tǒng)

循環(huán)導(dǎo)熱油放熱系統(tǒng)采用單元制。從N組槽式單元集熱器出口分別相連匯合至1根管徑逐漸增大的導(dǎo)熱油熱母管上，分3路送出，且在去高溫過(guò)熱器及再熱器2條支路的管道上設(shè)置了自動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

第1路高溫導(dǎo)熱油首先經(jīng)過(guò)機(jī)組熱力系統(tǒng)的高溫(油汽)過(guò)熱器，使蒸汽側(cè)加熱到410±5 ℃、9 MPa的過(guò)熱蒸汽去推動(dòng)汽輪機(jī)做功。從高溫(油汽)過(guò)熱器流出來(lái)的高溫導(dǎo)熱油接著流經(jīng)蒸汽發(fā)生器，然后在蒸汽發(fā)生器內(nèi)又一次進(jìn)行對(duì)流放熱，使在發(fā)生器內(nèi)的蒸汽側(cè)蒸汽加熱到一定的過(guò)熱度；經(jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生器的高溫導(dǎo)熱油繼續(xù)流經(jīng)一級(jí)或兩級(jí)高壓加熱器，使在高壓加熱器內(nèi)的高壓給水進(jìn)一步加熱達(dá)到設(shè)計(jì)值。這時(shí)，高溫循環(huán)導(dǎo)熱油溫度已降至接近給水的飽和溫度，然后流入導(dǎo)熱油膨脹緩沖油罐內(nèi)。

第2路高溫循環(huán)導(dǎo)熱油(約425 ℃)直接流經(jīng)再熱器進(jìn)行換熱，使從汽輪機(jī)出來(lái)的冷再熱蒸汽加熱達(dá)到再熱熱段工作溫度后，放熱后的導(dǎo)熱油流入導(dǎo)熱油膨脹緩沖油罐內(nèi)。高溫(油汽)過(guò)熱器、蒸汽發(fā)生器、高壓加熱器的導(dǎo)熱油油側(cè)及再熱器導(dǎo)熱油油側(cè)均設(shè)有小旁路，在機(jī)組起動(dòng)或發(fā)生故障時(shí)，可直接流入導(dǎo)熱油膨脹緩沖油罐內(nèi)或下一級(jí)換熱器。

第3路高溫導(dǎo)熱油(約425 ℃)是在光照較強(qiáng)期間，直接流經(jīng)熔鹽蓄熱器進(jìn)行熱交換，放熱后的導(dǎo)熱油通過(guò)調(diào)壓后，再注入導(dǎo)熱油循環(huán)泵出口管道內(nèi)，流入N組槽式單元集熱器方陣重新再加熱。

1.2.4 導(dǎo)熱油與熔鹽換熱系統(tǒng)

導(dǎo)熱油與熔鹽換熱系統(tǒng)設(shè)有熔鹽冷儲(chǔ)罐、熔鹽熱儲(chǔ)罐、熔鹽油換熱器，還設(shè)有2臺(tái)熔鹽熱泵、2臺(tái)熔鹽冷泵，均為1臺(tái)運(yùn)行、1臺(tái)備用。自太陽(yáng)能聚光集熱場(chǎng)加熱的高溫導(dǎo)熱油流經(jīng)熔鹽油換熱器，將約425 ℃的導(dǎo)熱油與冷熔鹽進(jìn)行熱交換，使低溫熔鹽加熱至蓄熱溫度后，再儲(chǔ)存到熔鹽熱儲(chǔ)罐。當(dāng)夜間或陰雨天時(shí)，通過(guò)熔鹽油換熱器將熔鹽系統(tǒng)的蓄熱量傳遞給機(jī)組熱力系統(tǒng)，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電[2]。

1.2.5 導(dǎo)熱油膨脹溢油系統(tǒng)

導(dǎo)熱油膨脹溢油系統(tǒng)通常設(shè)置有膨脹緩沖油罐、導(dǎo)熱油溢油罐、溢油泵等，膨脹緩沖油罐出口管道上需裝設(shè)油過(guò)濾器[3]。

本系統(tǒng)中的膨脹緩沖油罐和導(dǎo)熱油溢油罐起到中轉(zhuǎn)輸油樞紐的作用，共同擔(dān)負(fù)著在各種運(yùn)行工況下，接收來(lái)自導(dǎo)熱油放熱系統(tǒng)、事故放油系統(tǒng)的回油，以及卸油系統(tǒng)的補(bǔ)充油等工作。導(dǎo)熱油膨脹溢油系統(tǒng)具有緩沖消化導(dǎo)熱油加熱膨脹增容的能力，同時(shí)還應(yīng)按照工況運(yùn)行要求，不斷地將系統(tǒng)內(nèi)的各種無(wú)用氣體用氮?dú)庵脫Q出來(lái)，排入污油處理系統(tǒng)。

1)全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)啟動(dòng)或運(yùn)行中，循環(huán)導(dǎo)熱油最終被加熱到425 ℃，由于受熱體積增大，致使膨脹緩沖油罐的油位達(dá)到溢油水平時(shí)，導(dǎo)熱油將通過(guò)膨脹緩沖油罐與溢油罐相聯(lián)的溢流管自流進(jìn)入溢油罐，在正常工況時(shí)可借助溢油泵送入儲(chǔ)油罐，當(dāng)系統(tǒng)處于事故狀態(tài)時(shí)，可直接將導(dǎo)熱油溢油排放至事故油罐。

2)導(dǎo)熱油膨脹緩沖油罐設(shè)置有高高位、高位、正常位、低位、低低位的液位指示裝置，該裝置實(shí)時(shí)將各種信號(hào)遠(yuǎn)程傳送到機(jī)組單元控制室，通過(guò)遠(yuǎn)程操控使膨脹緩沖油罐液位處于正常狀態(tài)。當(dāng)膨脹緩沖油罐液位降低較大、發(fā)生漏油時(shí)，來(lái)自液位指示裝置的指令將自動(dòng)解列吸熱系統(tǒng)油汽(油水)換熱器；當(dāng)膨脹緩沖油罐液位增高較大、發(fā)生滿油時(shí)，來(lái)自液位指示裝置的指令將自動(dòng)起動(dòng)溢油排油泵，將多余的溢油排入儲(chǔ)油罐。

3)當(dāng)系統(tǒng)油溫接近結(jié)晶溫度時(shí)，起動(dòng)輔助熱源系統(tǒng)，導(dǎo)熱油借助循環(huán)泵的壓升，將系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)熱油加熱，達(dá)到防凝目的，保證機(jī)組正常運(yùn)行。

1.2.6 事故放油系統(tǒng)

全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)發(fā)生的常見故障之一是泄漏現(xiàn)象，常見的現(xiàn)象如太陽(yáng)能集熱場(chǎng)單元集熱器元件、油泵類密封、閥門及法蘭、膨脹緩沖油罐接口處滲漏等，嚴(yán)重的現(xiàn)象如過(guò)熱器、蒸汽發(fā)生器、高壓加熱器、再熱器管程破裂等。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生上述泄漏或故障時(shí)，直接將導(dǎo)熱油排放到事故油罐中，防止事故的擴(kuò)大，并盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

導(dǎo)熱油事故放油系統(tǒng)中，通常設(shè)置1個(gè)導(dǎo)熱油事故油罐、2臺(tái)事故油泵、濾油器等設(shè)備。事故油罐的容積可按系統(tǒng)管道及設(shè)備中所容納導(dǎo)熱油的數(shù)值大小來(lái)選取，并考慮一定余量。

1.2.7 導(dǎo)熱油污油處理系統(tǒng)

導(dǎo)熱油污油處理系統(tǒng)采用母管制，即2臺(tái)或多臺(tái)機(jī)組設(shè)置1套污油處理系統(tǒng)裝置。污油處理系統(tǒng)裝置裝設(shè)于膨脹緩沖油罐與導(dǎo)熱油循環(huán)泵之間的旁路管道系統(tǒng)中。

導(dǎo)熱油循環(huán)泵、卸油泵、補(bǔ)充油泵、溢油泵等設(shè)備入口濾油器排除出來(lái)的污油水、油渣，以及系統(tǒng)設(shè)備檢修時(shí)吹掃出來(lái)的污油等，均進(jìn)入到污油處理系統(tǒng)裝置進(jìn)行深度處理，處理合格后的導(dǎo)熱油再返回到儲(chǔ)油罐。

導(dǎo)熱油污油處理系統(tǒng)配置的設(shè)備設(shè)施包括污油泵、污油池、溢流式隔油池、集油池、污油水處理裝置、油凈化裝置等。

1.2.8 充氮保護(hù)及滅火系統(tǒng)

按照運(yùn)行工況要求，在運(yùn)行過(guò)程中為了隔絕高溫導(dǎo)熱油與空氣相接觸進(jìn)而發(fā)生氧化反應(yīng)，防止高溫導(dǎo)熱油乳化變質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生，在系統(tǒng)中采取的主要措施是給膨脹緩沖油罐充氮密封并維持一定數(shù)值的壓力；同時(shí)，本系統(tǒng)還具有兼顧惰性氣體滅火的功能。本系統(tǒng)設(shè)置了氮?dú)饣炝髋叛b置，配備一定數(shù)量的氮?dú)馄俊?/p>

1.2.9 輔助熱源系統(tǒng)

輔助熱源系統(tǒng)主要是供給系統(tǒng)在機(jī)組熱力系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)需用的蒸汽、導(dǎo)熱油系統(tǒng)啟動(dòng)煮油、在夜間或陰雨天時(shí)系統(tǒng)防凝加熱導(dǎo)熱油等。系統(tǒng)中設(shè)置1臺(tái)燃油(燃?xì)?蒸汽鍋爐[4]，額定蒸汽參數(shù)為1.2MPa/194℃，其產(chǎn)生的蒸汽與全廠熱力系統(tǒng)相連，供給機(jī)組汽水系統(tǒng)用汽等；導(dǎo)熱油集熱系統(tǒng)啟動(dòng)煮油，或在夜間和陰雨天單元集熱器方陣油品防凝，對(duì)系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油可利用燃?xì)忮仩t直接循環(huán)加熱。

2 槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需注意的問題

在槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站的施工設(shè)計(jì)中，全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求是保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，這就必須從系統(tǒng)擬定、主要設(shè)備配置等方面進(jìn)行考慮，以保證機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。鑒于此，下文對(duì)系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)中需注意的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

2.1 全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)的擬定

槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)的擬定是非常重要的工作，是影響并決定熱電站是否成功的重要評(píng)定指標(biāo)之一。借鑒國(guó)外槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站較成熟的經(jīng)驗(yàn)，一般可將全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)成并列式、串聯(lián)式兩種形式。兩種形式各有優(yōu)缺點(diǎn)，從國(guó)外投入商業(yè)運(yùn)行的槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站來(lái)看，以串聯(lián)式系統(tǒng)居多，且系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、技術(shù)先進(jìn)。因此，本文前述的系統(tǒng)推薦采用串聯(lián)式全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)。

2.2 導(dǎo)熱油的選擇

導(dǎo)熱油的選擇要與槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站汽輪機(jī)組選型相互適應(yīng)。對(duì)目前國(guó)內(nèi)外導(dǎo)熱油產(chǎn)品的性能進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)熱油使用溫度限制了高溫高壓汽輪機(jī)的使用。因此，不同參數(shù)的汽輪機(jī)組可選用相適應(yīng)溫度的導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)，一定溫度的導(dǎo)熱油可適應(yīng)一定參數(shù)的汽輪機(jī)組，當(dāng)然要盡量選取高參數(shù)的汽輪機(jī)作為槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站汽輪機(jī)機(jī)組。另外，在選取導(dǎo)熱油時(shí)，還應(yīng)考慮無(wú)毒、熱傳導(dǎo)性良好、低溫黏度小等特性。參照相關(guān)資料，導(dǎo)熱油的最高使用溫度必須高于機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定的主蒸汽溫度10 ℃左右[5]。

2.3 系統(tǒng)推薦流速選取及管徑計(jì)算

全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)的管內(nèi)導(dǎo)熱油流速選取主要考慮是否有利于導(dǎo)熱油輻射換熱，防止導(dǎo)熱油加速變質(zhì)產(chǎn)生殘?zhí)级鴤鳠釔夯?。根?jù)工程流體力學(xué)介紹，對(duì)于在平直的圓管中流動(dòng)的流體流態(tài)，可用雷諾數(shù)(Re)的大小判斷。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果分析認(rèn)為，管內(nèi)導(dǎo)熱油流態(tài)屬湍流，即Re≥4000時(shí)比較適合，有利于強(qiáng)化系統(tǒng)導(dǎo)熱油的對(duì)流或輻射換熱。通過(guò)參考相關(guān)資料，建議選取的流速為：導(dǎo)熱油循環(huán)泵入口側(cè)管道為0.5～1.5 m/s，循環(huán)泵出口側(cè)冷母管為1.5～2 m/s，集熱場(chǎng)N組槽式單元集熱器管道為2～3 m/s，集熱場(chǎng)出口側(cè)熱母管為2～3 m/s，熱母管后放熱管道均為2～3 m/s。管道內(nèi)徑選取通常可由式(1)或式(2)確定：

式中，Di為管道內(nèi)徑，mm；G為介質(zhì)質(zhì)量流量，t/h；v為介質(zhì)比體積，m3/kg；ω為介質(zhì)流速，m/s；Q為介質(zhì)容積流量，m3/h。

2.4 管路系統(tǒng)的嚴(yán)密性

2.4.1 管道附件選擇

為了與汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組主蒸汽溫度相匹配，系統(tǒng)導(dǎo)熱油工作溫度選取較高，在設(shè)計(jì)中必須重視導(dǎo)熱油系統(tǒng)的防泄漏問題，以消除自燃等安全隱患。所以在選擇管道附件時(shí)，應(yīng)考慮以下措施：

1)系統(tǒng)中的自動(dòng)閥門應(yīng)采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，不能采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2)系統(tǒng)中使用的閥門應(yīng)采用鍛制工藝閥門。

3)按照維護(hù)檢修管道要求，管道之間在一定距離需分段時(shí)，宜采用法蘭連接；無(wú)特殊要求時(shí)，應(yīng)采用焊接連接。

2.4.2 管路試壓

導(dǎo)熱油系統(tǒng)管路應(yīng)按照設(shè)計(jì)壓力的1.5倍進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)后應(yīng)將系統(tǒng)管路內(nèi)的水分徹底吹掃干凈，防止產(chǎn)生暴沸噴油事故，危及機(jī)組安全運(yùn)行。

2.5 膨脹緩沖油罐容積及安裝位置

膨脹緩沖油罐的容積主要是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中導(dǎo)熱油的膨脹部分容積，其容積應(yīng)大于系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)熱油從環(huán)境溫度至最高工作溫度時(shí)因受熱膨脹而增加的容積的1.3倍[5]。

膨脹緩沖油罐應(yīng)安裝在導(dǎo)熱油系統(tǒng)的最高點(diǎn)，即高位布置，目的是將其內(nèi)聚集的過(guò)量低沸物、水蒸汽和其他氣體安全排放，同時(shí)給循環(huán)泵入口保持一個(gè)靜壓頭，防止泵的汽蝕。

2.6 儲(chǔ)油罐容積

儲(chǔ)油罐不僅可存放來(lái)自系統(tǒng)外的導(dǎo)熱油，還應(yīng)滿足存放機(jī)組大修期間的導(dǎo)熱油的要求。參照相似工程規(guī)范要求，儲(chǔ)油罐的容積應(yīng)選取導(dǎo)熱油系統(tǒng)內(nèi)管路、設(shè)備設(shè)施全部存油量的1.2倍[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文從工程設(shè)計(jì)角度出發(fā)，通過(guò)介紹全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)的組成，提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體規(guī)劃及分系統(tǒng)的概念，為將來(lái)開發(fā)研編槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)范奠定了基礎(chǔ)；闡述并明確了全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能及要點(diǎn)，以保證各系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用；說(shuō)明了在設(shè)計(jì)全廠導(dǎo)熱油系統(tǒng)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，明確了導(dǎo)熱油的選擇原則、管內(nèi)介質(zhì)流速的選取范圍、管路系統(tǒng)的嚴(yán)密性、管道附件閥門的選取要求等；說(shuō)明了導(dǎo)熱油系統(tǒng)儲(chǔ)油罐、膨脹緩沖油罐在設(shè)計(jì)選取容積時(shí)應(yīng)遵循的原則等。

[1]劉鑒民. 太陽(yáng)能利用·原理·技術(shù)工程[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社, 2010, 418－491.

[2]牛亞楠, 徐二樹. 槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電導(dǎo)熱油傳輸系統(tǒng)防凝方案研究[D]. 北京： 華北電力大學(xué), 2015.

[3]SY/T 0524-2016, 導(dǎo)熱油加熱爐系統(tǒng)規(guī)范[S].

[4]燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社, 2013, 349－416.

[5]GB 24747-2009, 有機(jī)熱載體安全技術(shù)條件[S].

[6]TSG G0001-2012, 鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].