基于防腐特性的太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)采暖運(yùn)行模式

尹 爽

（大慶油田熱源服務(wù)公司熱力技術(shù)分公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

從我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中看出，以煤炭為主導(dǎo)，天然氣占有的比例明顯低于世界的平均水平。但是，在能源結(jié)構(gòu)中，提高天然氣的比重，對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等具有重要意義。根據(jù)發(fā)改委調(diào)查，以上海為例，在2015年，天然氣的消費(fèi)量就達(dá)到了120億立方米，然而氣源不足，只有80億立方米，缺少40億立方米[1]。我國(guó)采取先進(jìn)的技術(shù)對(duì)太陽(yáng)能加以開(kāi)發(fā)，研發(fā)了防腐特性的太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)，最大限度的節(jié)省了燃料。

1 防腐特性的太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)系統(tǒng)

以防腐特性角度為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，可以了解到主要包含了太陽(yáng)能熱水儲(chǔ)熱系統(tǒng)和太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)，水作為可儲(chǔ)存顯熱的有用工質(zhì)，具有良好的熱力性和化學(xué)等性質(zhì)，所以在集熱器中，其作為吸熱流體和防腐的傳熱介質(zhì)。考慮直燃機(jī)位置和系統(tǒng)的防凍等因素，對(duì)于太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)聯(lián)合供暖系統(tǒng)，在安裝時(shí)，采取的是儲(chǔ)熱水箱比集熱器位置低的方式[2]。

2 對(duì)防腐特性的太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)采暖運(yùn)行模擬分析

串聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型

在熱防腐以及氣象條件變化的條件下，供暖系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行工況也隨之發(fā)生變化，執(zhí)行變工況運(yùn)行。

（1）太陽(yáng)保障率的數(shù)學(xué)模型。采取太陽(yáng)能供暖，主要是為了節(jié)約能源，降低了生態(tài)環(huán)境的污染，也達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的目的。針對(duì)于太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的供暖熱防腐，只有一部分是由太陽(yáng)能提供的，因而需要選取比較小的尺寸，采用其它燃料作為輔助熱源，可以提高太陽(yáng)能保障率；

（2）串聯(lián)系統(tǒng)集熱器運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。對(duì)于集熱器輸出的能量，受到熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器與全玻璃真空管等本身熱容量的影響，因?yàn)榇嬖诩療崞鳠崛萘浚趯?shí)際供熱過(guò)程中，導(dǎo)致集熱器實(shí)際輸出的熱量降低。集熱器在供暖運(yùn)行期間，所吸收的太陽(yáng)輻射能部分儲(chǔ)存于集熱器的構(gòu)件材料與流動(dòng)傳熱介質(zhì)中，另外部分隨著工質(zhì)的流動(dòng)，儲(chǔ)存在熱水箱中用于供暖。由于儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的水溫不超過(guò)45.6℃，當(dāng)太陽(yáng)輻射比較充足，儲(chǔ)熱水箱和集熱器予以循環(huán)，在供暖結(jié)束或者是集熱器出口水溫不高于5℃的條件下，儲(chǔ)存于集熱器中的水流將倒流回儲(chǔ)熱水箱，最終集熱器停止運(yùn)行。

3 太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)供暖系統(tǒng)的運(yùn)行情況分析

（1）集熱器類(lèi)型、采光面積和系統(tǒng)連接方式影響系統(tǒng)運(yùn)行

太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)供暖系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于集熱器的采光面積逐漸增多，在開(kāi)始階段，系統(tǒng)的年太陽(yáng)能保障率提升明顯，可是當(dāng)采光面積增大時(shí)，對(duì)太陽(yáng)能保障率的影響不會(huì)有明顯的增強(qiáng)。同時(shí)，與并聯(lián)系統(tǒng)相比，串聯(lián)系統(tǒng)的性能更好，太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)供暖系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到50℃時(shí)，串聯(lián)系統(tǒng)不但可以單獨(dú)供暖，并且當(dāng)儲(chǔ)熱水箱沒(méi)有達(dá)到50℃時(shí)，針對(duì)系統(tǒng)回水加以預(yù)熱，進(jìn)而滿(mǎn)足了系統(tǒng)的熱防腐，從而達(dá)到較好的供暖效果；

（2）儲(chǔ)熱水箱容量影響系統(tǒng)運(yùn)行

針對(duì)于太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)供暖系統(tǒng)的運(yùn)行性能而言，其受到儲(chǔ)熱水箱的容量的影響。另外，也影響到系統(tǒng)的造價(jià)。不管是串聯(lián)系統(tǒng)還是并聯(lián)系統(tǒng)，當(dāng)儲(chǔ)熱水箱的容量增加時(shí)，太陽(yáng)能保障率增加，儲(chǔ)熱水箱的容量增大到8L/m2集熱器采光面積時(shí)，系統(tǒng)能夠保證太陽(yáng)能有良好的值，最終提升了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，也在一定程度上提高了太陽(yáng)能的利用率，降低對(duì)可再生能源的利用；

（3）儲(chǔ)熱水箱問(wèn)題分析

系統(tǒng)補(bǔ)水采用除氧水。在發(fā)生氧腐蝕的條件下，氧濃度增加，能加速電池反應(yīng)，所以對(duì)補(bǔ)水要除氧。熱力除氧（或真空除氧）不僅能去除水中的氧氣，而且能去除水中的二氧化碳?xì)怏w，是補(bǔ)水除氧的有效措施?？蛇m當(dāng)采取以下措施，提高熱力除氧器除氧效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)基于防腐特性，對(duì)太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)采暖運(yùn)行模式進(jìn)行分析，可以了解到該系統(tǒng)的性能更為優(yōu)越，在太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)采暖運(yùn)行時(shí)，采取的是對(duì)太陽(yáng)能加以合理利用的方式，不但節(jié)約了能源，降低了對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用，而且減少了集熱設(shè)備的造價(jià)，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)性?？傊?，太陽(yáng)能輔助直燃機(jī)值得廣泛的推廣和應(yīng)用。