Применение в солнечной энергетике
В области солнечной фотоэлектрики применение клапанов делится на две части.Первый, контролировать охлаждающую воду, циркулирующую воду и другие среды в системе солнечной энергетики для обеспечения нормальной работы системы; иСистема очистки фотоэлектрических панелей. Второе, солнечная электростанция.
Фотоэлектрические панели позволяют нам генерировать электроэнергию устойчивым способом, преобразуя солнечную энергию в электричество. Однако для обеспечения высокоэнергетической работы фотоэлектрических систем необходимо точно контролировать поток жидкости по системе для поддержания температуры и охлаждения панелей и других критически важных компонентов.
Фотоэлектрическая система охлаждения:
В фотоэлектрических системах охлаждения клапаны используются для управления движением охлаждающей жидкости; Это помогает поддерживать температуру фотоэлектрических панелей в безопасном диапазоне, обеспечивая высокую производительность системы.
Регулировка температуры:
Температура фотоэлектрических панелей существенно влияет на их производительность, и клапаны могут использоваться для регулирования потока охлаждающей жидкости с целью поддержания постоянной температуры, максимизируя эффективность панелей.
Система очистки:
Фотоэлектрические панели будут накапливать пыль и грязь во время работы, что влияет на их производительность. Клапан используется для контроля распыления очищающей жидкости, чтобы фотоэлектрические панели оставались чистыми и максимизировали эффективность генерации электроэнергии.
Клапаны должны обеспечивать постоянный теплообмен и поток жидкости, а также выдерживать экстремальные температуры, давления и расходы, которые могут усугубляться из-за низких наружных температур. Материалы набухают, изгибаются и деформируются, что требует обслуживания и снижает производственный выпуск.
С точки зрения производительности и надёжности термомеханические напряжения будут наиболее важными факторами
1. CУстойчивость к оррозию
Способны адаптироваться к длительному использованию на солнце, влажности и дождливых условиях без повреждений; Первый выбор — материал из нержавеющей стали.
2. HТемпературная толерантность к igh
Фотоэлектрические панели генерируют высокие температуры в процессе генерации электроэнергии, поэтому для поддержания температуры в подходящем диапазоне требуется система охлаждения. Клапаны должны стабильно работать в условиях высокой температуры, чтобы обеспечить эффективность системы охлаждения.
3. Energy-saving
Электрические клапаны обычно работают на электричестве, что позволяет им обеспечивать высокий уровень контроля энергии и снижать энергопотребление. По сравнению с традиционными ручными клапанами, электрические клапаны могут более точно регулировать поток, что снижает энергетические потери.
4. RКонтроль эмоций
Клапаны с функциями дистанционного управления могут сделать работу и мониторинг более удобными. Состояние клапана можно контролировать и контролировать в любое время и в любом месте через удалённую систему для лучшего управления работой фотоэлектрической электростанции.
1.1 Солнечная тепловая электростанция Троу
Солнечная тепловая электростанция с желобом представляет собой последовательное и параллельное расположение нескольких параболических концентрирующих коллекторов в форме желоб для нагрева теплового масла. Высокотемпературное тепловое масло передаёт тепло пару через теплообменник, тем самым приводя в движение паровую турбину для генерации электроэнергии.
Благодаря зрелости и надёжности технологии через CSP, в настоящее время около 90% солнечных CSP-электростанций в мире являются электростанциями с желобами.
Рабочей средой на электростанции с желобом обычно является тепловое масло. Поскольку теплообменное масло разлагается при высоких температурах, его максимальная рабочая температура обычно ограничена примерно 395°C. После обмена теплом с паром температура теплообменного масла опускается примерно до 295°C.
Поскольку термическое масло горючее и взрывоопасное, внешнее герметизация оборудования обычно строгая, а утечка термического масла строго запрещена в окружающую среду, чтобы избежать риска горения и взрыва.
Для обеспечения непрерывной выработки электроэнергии в дождливые дни или ночью провальные электростанции обычно оснащены системами хранения тепла на расплавленной соли. Система теплового хранения в основном состоит из горячих баков, холодных резервуаров, рабочего раствора с расплавленной солью и другого оборудования. Когда днём хорошая погода, высокотемпературное тепловое масло, нагреваемое солнечной энергией, нагревает расплавленную соль примерно до 385°C и хранит её в горячем соляном резервуаре. Ночью или при облачной погоде высокотемпературная расплавленная соль в резервуаре с горячей солью используется для нагрева пара с целью выработки электроэнергии. Таким образом, солнечная тепловая электростанция, оснащённая системой накопления тепла, может обеспечивать круглосуточную непрерывную выработку электроэнергии.
1.2 Башенная солнечная тепловая электростанция
Самое большое отличие между башенными солнечными тепловыми электростанциями и электростанциями типа желоб заключается в различных конструкциях солнечных островов.
Башня-электростанция состоит из тысяч зеркал, отражающих солнце, которые фокусируют солнечный свет на теплопоглощающую башню и нагревают рабочую жидкость. Этот принцип показан на рисунке 2. Нагретая рабочая жидкость обменивается теплом с паром, увеличивая энергию пара.
Башенные солнечные тепловые электростанции обычно используют расплавленную соль в качестве рабочей жидкости, а их максимальная рабочая температура может достигать 565°C. По сравнению с солнечными тепловыми электростанциями с желобами, башенные солнечные электростанции имеют более высокую температуру пара и более высокую эффективность генерации электроэнергии по циклу Ранкина.
Из-за низкой технической зрелости башенных электростанций в настоящее время в мире относительно мало успешно построенных башенных электростанций. Однако по сравнению с типом желоба, тип башни обладает преимуществами низких первоначальных инвестиций и высокой эффективностью. На данном этапе башенные солнечные тепловые электростанции заменили тенденцию к впадине.
Кроме того, для обеспечения непрерывной генерации электроэнергии башни обычно оснащены системой накопления тепла. Структура системы накопления тепла схожа с системой желоба.
2.2 Условия работы клапанов
Условия эксплуатации CSP-установок с различными техническими типами относительно ясны. Рабочие параметры установок CSP с разной мощностью будут различаться.
Для башенных электростанций, из-за высокой высоты теплосборной башни, рабочее давление среды внутри солнечного острова обычно выше, чем среднее давление системы накопления тепла. Рабочее давление системы накопления тепла составляет от 0,7 до 1,1 МПа.
Общее рабочее давление теплообменного масла на желобной электростанции рассчитывается в соответствии с длиной теплообменного нефтепровода. Например, для электростанции мощностью 100 МВт клапан теплопередачи масла обычно выбирает класс 600 фунтов.
2.3 Требования к клапанам
Поскольку рабочая жидкость внутри клапана солнечной тепловой электростанции отличается от обычных клапанов, конструкция и материалы, используемые в клапанах, также отличаются от обычных клапанов.
Для системы сбора тепла на желобной электростанции циркуляционной средой является теплообменное масло с горючими характеристиками, поэтому требования к утечке клапана относительно высоки. Герметизация упаковки обычно представляет собой двойную герметизационную структуру из мехов и графитовой упаковки.
Для клапанов с расплавленной солью, из-за высокой рабочей температуры расплавленной соли и сильного окисляющего свойства расплавленной соли при высоких температурах, это вызывает сильную коррозию металлов и неметаллов. Кроме того, бинарная расплавленная соль затвердеет ниже 220°C. Когда соль не полностью стекает из клапана, он не сможет открываться и закрываться.
Клапаны с расплавленной солью имеют определённые особые требования по сравнению с обычными клапанами:
(1) Нормальная работа клапана может быть обеспечена, когда клапан часто открывается и закрывается, и соль не должна накапливаться в корпусе клапана при удалении соли, чтобы предотвратить замерзание расплавленной соли и невозможность герметизации клапана.
(2) Материал корпуса клапана с расплавленной солью способен выдерживать коррозию расплавленной соли.
(3) Неметаллические прокладки и убирки клапана способны выдерживать коррозию высокотемпературной расплавленной соли.
(4) Система сбора тепла солнечной тепловой электростанции подвергается воздействию солнечного света (когда облака покрывают солнце), поэтому оборудование будет работать с перерывами, чтобы клапан выдержал требования чередующихся горячих и холодных температур.
(5) Чтобы предотвратить замерзание клапана расплавленной соли, клапан расплавленной соли обычно оснащён электрическими требованиями к нагреву.
2.4 Выбор клапанов
Учитывая, что расплавленная соль имеет высокую точку замерзания, при выборе клапана необходимо учитывать влияние её затвердевания на клапан.
Поэтому клапаны, склонные к накоплению жидкости в средней полости (такие как шаровые клапаны и затворники), не подходят для систем с расплавленной солью.
На основе анализа реального опыта использования общий выбор клапанов с расплавленной солью делится на два типа:
1. Клапан гобл мехов, который в основном предназначен для клапанов с меньшим диаметром.
2. Бабочковый клапан: Для трубопроводов с расплавленной солью большого диаметра обычно выбирают бабочки.
Кроме того, учитывая изменчивость температуры в реальных условиях труда и безопасность утечки расплавленной соли на месте, клапаны расплавленной соли обычно используют методы сварного концевого соединения, и нецелесообразно использовать фланцевые конструкции для предотвращения протечки на фланце из-за перепадов температуры.
