5.2工程概述
1)工程单位:诸城桑莎集团(如图2所示);
2)工程规模:一期太阳能面积5600?;
3)工程用热性质:印染工业中低温用热;
4)工程水质要求:不得有铁锈生成;
5)集热器温度:45℃~120℃;
6)集热循环方式:多温度段定温放水;
7)热水储热温度:大于60℃;
8)储热箱容积:220m3;
9)用热地点:染整车间;
10)辅助热源形式:170℃蒸汽;
11)控制与监视:远程监控、远程热计量。
5.3工程创新点
1)定温放水:众所周知,常用的一组太阳能集热模组,流体通路上相对都有一个进水口、一个出水口;当我们把这些进出口依次首尾连接时,它只有一条通路。称为“串联”。如图2所示,就是集热器“串联”的一种方式。其特征是若干个集热器“串联”后,它只有一个进口和一个出口。我们发现:水平安装的集热器模组,其当集热器内温度接受阳光并升温。当温度升高到一定值时。如果“串联”集热器的进水口压入低温水,高温水便从出水口流出。此时热水放水温度,是我们可以根据储热温度以及末端用热温度来设定的“定温值”称为“定温放水”。
2)无动力多温度段定温放水:如图3所示,该工程把整个太阳能集热器分为五个独立的集热单元。每个单元设定不同的放水温度。就形成了多温度段放水系统(如图4所示)。它能够适合于末端不同温度的用热需求。这里的无动力是相对于采用循环水泵循环集热而言。
5.4定温放水设计要点
1)混流缓冲:进入独立集热单元的水,一般为常温水,温度较低;当设定放水温度较高时,初始进水口部分集热器由于温差较大,容易使真空管爆裂。(如图5所示)
为此,在每一个独立单元系统的进水口设计有混流缓冲箱。混流缓冲箱在正常情况下处于静止导热吸热状态。放水时箱内热水首先与常温水混合,使得进入集热器的水温得到部分提升。
2)混流箱容积:原则上混流后的水温与集热器热水温度差不大于20℃。因此,混流箱的容积与放水温度值有关,与放水流量有关。
3)系统防冻:由于系统无动力集热放水,不能采用“防冻循环”。从结构上看,屋面太阳能部分连接管路较少,而且所有管路都处于集热器的有效保护范围之内,不需要外加防冻。该工程储热水箱低于太阳能集热器,集热器总进水、总回水管段均采用“排回排空”防冻。
4)防过压:由于某个独立单元系统具有高温集热的设置,系统间隔型安装排气阀与安全泄压阀。同时防止因停电等其他原因造成系统过热过压。
5.5定温放水与低水位放水
由于太阳光的离散性、间歇性等原因,势必会造成某个时间段内太阳能集热器达不到放水温度。有时候甚至一天下来也达不到设定的放水温度。
为保证最大优化利用太阳能,系统设计定温放水与储热箱低水位放水相结合的模式。即当储热箱水位降低到一定程度或者末端急需用水时,集热器单元温度相对较高的首先启动放水。
6结语
热水和热汽是工业用热的两大主要介质。太阳能为工业生产用热提供70℃左右的热水。预示着太阳能热利用从生活热水时代,跨入了工业热水时代。
本文介绍了强胜新能源在山东省“工业绿动力”计划中,实施完成的印染工业热水工程;着眼于理论和实践、产品和技术各个层面,就工程案例的系统构成、关键技术方案、控制技术等要点进行了详细的阐述。具有工程技术参考和推广价值;此文为同行业以及类似工业用热企业提供了详实的技术基础范例。
责任编辑:易承双