一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统的制作方法

本发明涉及太阳能光热发电技术领域，具体涉及一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统。

背景技术：

槽式太阳能光热发电技术为目前应用最为成熟的太阳能光热发电技术，相较于国外已拥有运行多年的商业化电站，我国的太阳能光热发电技术起步较晚，至今仍然处于初步发展阶段。光热电站在建设过程中分为设计，建设，调试及运行四个阶段，其中调试阶段为光热电站整体建设过程中最为敏感的阶段，调试工作的好坏直接关系到电站在运行阶段的工作性能，设备的可靠性等多方面情况，并影响电站的经济效益；调试工作不仅需要工作人员具有深厚的技术功底及理论知识，丰富的工程调试经验，同时也需要借助专业性的设备。就我国目前的情况而言，由于缺乏专业的设备支持，槽式光热电站的调试工作一般都在整体电站建设完成之后开始，分为系统测试，系统清洗及系统性能调试等几个阶段，由于此时槽式电站镜场内的所有集热回路，例如50mw的槽式电站镜场约存在192条集热回路，均由连接管网连接在一起，在系统完成注油工作，系统清洗开始后，导热油将在整体系统中不间断的循环流动，因此，在调试的过程中处理存在如泄露，阀门损坏等问题，由于集热回路结构复杂将非常麻烦，需要完成回路离线，切割分离，更换设备，焊接接入，重新测试等相关工作，将耗费大量的经济成本及时间、人工成本，同时整个过程由于高温导热油的存在，有具有一定施工安全风险，另外，在系统性能调试阶段，由于整体镜场所有的集热回路都连接在一起，因此无法判断整体运行过程中的单体集热回路的工作性能和工作效率情况，同时无法判断集热回路直接性能变化的相互作用性，即镜场在工作效率和工作性能，当系统输出功率和输出温度无法达到设计标准时，难以判断其根本原因出现在哪部分的集热回路以及具有的问题的集热回路数量，只能通过大量的假定尝试调试去逐个验证，这将使得调试工作周期和调试工作量大大增加，耗费大量的人力物力财力。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统，工作基本原理为：集热回路在设备安装完成后，移动调试系统可开始进行调试工作，首先对集热回路进行空气气密性测试，该测试达标后进而开展回路冲洗工作，确保回路满足启动运行条件后，开始对回路设备，控制回路，功能性及工作效率等各方面进行调试直至回路整体性能达到设计指标为止，最后通过油氮置换的方式清空回路中的导热油，并对成品回路进行封存保护。该调试系统针对槽式电站镜场内的集热回路的特点，集成有拖运系统，导热油存储/循环/过滤系统，导热油加热/冷却系统，仪器仪表及控制系统，环境监测系统，空气吹扫系统，氮气系统及发电系统等多个子系统，为式聚光集热单回路进行全方位的调试检测，问题定位快，调试工作效率高，解决了使用传统方法进行大量的假定尝试、逐个验证带来的调试工作周期和调试工作量大大增加，耗费大量的人力物力财力的问题。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统，包括拖运系统、导热油存储/循环/过滤系统、导热油加热/冷却系统、仪表系统、控制系统、环境监测系统、空气吹扫系统、氮气系统、发电系统、冷却水供水系统；所述的拖运系统包括拖车a、拖车b、拖车c；所述的仪表系统包括仪表系统a和仪表系统b；所述的控制系统包括主控制柜、控制柜a、控制柜b；所述的导热油存储/循环/过滤系统、导热油加热/冷却系统、氮气系统、仪表系统a、主控制柜安装于拖车a上，所述的发电系统、冷却水供水系统、空气吹扫系统、仪表系统b、控制柜a承载于拖车上，所述的环境监测系统、控制柜b承载于拖车c上,所述的发电系统为其它子系统提供电能，所述的主控制柜与控制柜a和控制柜b连接。主控制柜、控制柜a、控制柜b内部控制核心为plc控制系统；其作用主要为监测导热油储存罐进/出口导热油温度，流量，压力等参数，以判断集热回路的性能状况，同时需要对其他子系统相关参数同时进行监测并反馈至控制组件处，使控制组件根据各子系统运行状况进行运行模式切换和运行工艺控制。

进一步的，所述的导热油存储/循环/过滤系统包括阀门a、阀门b、导热油过滤器组件、阀门c、阀门d、阀门e、导热油进管、阀门f、阀门g、导热油泵a、导热油泵b、导热油出管、阀门h、导热油储存罐；该系统主要功能包括导热油储存功能；导热油循环功能；通过导热油泵a、导热油泵b将导热油泵送入集热回路中，完成打压测试、回路油冲洗或集热回路调试等相关工作；导热油过滤器组件的过滤功能，主要用于回路油冲洗工作进行时，对回流导热油中夹杂的沉淀物，焊渣等杂志进行过滤。所述的导热油加热/冷却系统包括导热油水冷组件、电加热器、热电偶；其主要作用为导热油预热及冬季保温功能，即在系统调试之前将导热油预热至调试基本温度，同时，由于导热油凝固点为12℃，因此在冬季时，加热系统应在整体系统不工作的情况下通过反复加热的方式将导热油的温度维持在凝固点以上；导热油水冷组件主要冷却方式为敞口水汽化冷却，其主要作用为在进行集热回路性能调试工作时冷却集热回路加热的导热油。所述的氮气系统包括氮气储存罐及氮气定压组件；该系统主要作用为对导热油储存罐进行氮气密封，即使用氮气将导热油储存罐内的空气挤压排出，并在罐内形成正压（约0.02mpa）以防止空气进入，该举措主要为了避免高温导热油与空气直接接触进而发生燃烧甚至爆炸等风险。所述的仪表系统a包括压力表a、液位计、压力表b、温度表、流量计；所述的电加热器安装在导热油储存罐上，所述的热电偶安装在导热油储存罐内，所述的电加热器、导热油泵a、导热油泵b的电源控制端与主控制柜连接，所述的热电偶通信端与主控制柜连接；所述的阀门c安装在导热油进管的管口处，所述的导热油进管与导热油过滤器组件上部连通，靠近导热油过滤器组件一端安装阀门d，所述的导热油进管与导热油水冷组件上部连通，靠近导热油水冷组件一端安装阀门f；所述的导热油过滤器组件下部与导热油储存罐顶部连通，靠近导热油过滤器组件下部连通处安装阀门e；所述的导热油水冷组件下部与导热油储存罐顶部连通，靠近导热油水冷组件下部连通处安装阀门g，所述的导热油储存罐底部安装两个管道上面分别安装阀门a、导热油泵a和阀门b、导热油泵b，所述的导热油泵a和导热油泵b后端与导热油出管连接，所述的导热油出管上依次安装压力表b、温度表、流量计、阀门h；所述的压力表a、液位计安装在导热油储存罐上。

进一步的，所述的发电系统包括发电机油箱、柴油发电机、稳压器、配电柜，所述的发电机油箱与柴油发电机连接，所述的柴油发电机电源输出端与稳压器连接，所述的配电柜与稳压器后端连接；所述的冷却水供水系统包括冷却风扇、凉水塔、储水箱、水温表，所述的冷却风扇位于凉水塔内，所述的储水箱与凉水塔内连接，所述的水温表安装在凉水塔上；所述的空气吹扫系统包括空压机、储气罐、气压表，所述的空压机与储气罐连接，将空气加压存储在储气罐中，气压表安装在储气罐上；所述的空压机、冷却风扇电源控制端与控制柜a连接，可根据水温表、气压表的读数控制冷却风扇和空压机工作；所述的冷却水供水系统与导热油水冷组件以及导热油泵a、导热油泵b的水冷系统连通。所述的空气吹扫系统主要作用为开展集热回路气密性测试工作，该测试为集合回路的基础性测试，在该测试达标后，集热回路才可以开展后续调试工作。

进一步的，所述的环境监测系统包括太阳辐照数据收集器、全天空成像仪、数据处理模块、辐射仪、直射辐射仪、太阳辐照遮挡球、温湿度传感器、太阳能电池板、环境数据收集器、风速传感器；所述的辐射仪为全辐射仪或散射辐射仪；所述的太阳辐照数据收集器的数据接口与辐射仪和直射辐射仪连接，所述的辐射仪上安装有太阳辐照遮挡球，所述的风速传感器、温湿度传感器与环境数据收集器连接，所述的环境数据收集器通过太阳能电池板供电，所述的数据处理模块的通讯接口与全天空成像仪、太阳辐照数据收集器、环境数据收集器连接，数据处理模块与控制柜b连接。主要作用为太阳能辐照度，项目地周边环境情况等数据的监测，由于太阳能热发电系统对太阳辐照度和环境数据的敏感度较高，因此在系统调试的过程中需保持对上述两个参数列表进行严密监控，并将太阳能数据与环境数据相结合，匹配至集合回路的工作性能参数中，形成完整的运行参数列表。

进一步的，所述的导热油储存罐的最高工作温度为420℃，最大工作压力为0.6mpa，导热油泵a和导热油泵b最大工作流量为10kg/s，泵出口最大压力为2.2mpa。

进一步的，所述的电加热器的工作功率为20kw，导热油水冷组件主要冷却方式为敞口水汽化冷却，最大冷却功率为1400kw。

进一步的，所述的柴油发电机的输出功率为100kw。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)将集热回路测试，冲洗和调试三大功能集成进入一套设备（系统）中，为我国目前唯一的集成上述三大集热回路调试功能的专业调试设备。

2)系统灵活度高，将不同功能的子系统分为a、b、c三个拖车，可根据系统调试的不同阶段将不同的子系统运载至需要调试的集热回路进行相关工作，同时，由于整体设备（系统）均可移动，各设备的运输较为方便，使得一套设备可以同时开展多条集热回路的调试工作。

3)解决了单套集热回路的单体设备调试问题，使得电站在建设过程可实现边建设边调试，即集热回路在建设完成一部分后即可开展单回路调试而不必等到整个电站建设完成后再开展调试工作，此举可极大地减少电站调试周期，大幅降低时间及经济成本。

4)降低整体电站联合调试难度，由于单体回路在整体电站进行联合调试前已完成相关的性能调试工作，形成较为完整的数据链，因此在整体调试进行的过程中，其性能参数的变化不可控性将会大幅降低，对调试中出现相关问题后的原因探究也将更为简单。

附图说明

图1为本发明一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统的结构组成示意图；

图2为本发明一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统承载在拖车a上的部分系统结构示意图；

图3为本发明一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统承载在拖车b上的部分系统结构示意图；

图4为本发明一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统承载在拖车c上的部分系统结构示意图；

图中：

拖车a-1、拖车b-2、拖车c-3、导热油存储/循环/过滤系统-11、导热油加热/冷却系统-12、氮气系统-13、仪表系统a-14、主控制柜-15、发电系统-21、冷却水供水系统-22、空气吹扫系统-23、仪表系统b-24、控制柜a-25、环境监测系统31、控制柜b-32、阀门a-111、阀门b-112、导热油过滤器组件-113、阀门c-114、阀门d-115、阀门e-116、导热油进管-117、阀门f-118、阀门g-119、导热油泵a-1110、导热油泵b-1111、导热油出管-1112、阀门h-1113、导热油储存罐-1114、导热油水冷组件-121、电加热器-122、热电偶-123、所述的仪表系统a-14包括压力表a-141、液位计-142、压力表b-143、温度表-144、流量计-145、发电机油箱-211、柴油发电机-212、稳压器-213、配电柜-214，冷却风扇-221、凉水塔-222、储水箱-224、水温表-223，空压机-232、储气罐-234、气压表-233、太阳辐照数据收集器-311、全天空成像仪-312、数据处理模块-313、辐射仪-314、直射辐射仪-315、太阳辐照遮挡球-316、温湿度传感器-317、太阳能电池板-318、环境数据收集器-319、风速传感器-3110。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；

如图1所示，在本发明的一个实施例中，一种槽式聚光集热单回路导热油移动调试系统，包括拖运系统、导热油存储/循环/过滤系统11、导热油加热/冷却系统12、仪表系统、控制系统、环境监测系统31、空气吹扫系统23、氮气系统13、发电系统21、冷却水供水系统22；所述的拖运系统包括拖车a1、拖车b2、拖车c3；所述的仪表系统包括仪表系统a14和仪表系统b24；所述的控制系统包括主控制柜15、控制柜a25、控制柜b32；所述的导热油存储/循环/过滤系统11、导热油加热/冷却系统12、氮气系统13、仪表系统a14、主控制柜15安装于拖车a1上，所述的发电系统21、冷却水供水系统22、空气吹扫系统23、仪表系统b24、控制柜a25承载于拖车b2上，所述的环境监测系统31、控制柜b32承载于拖车c3上,所述的发电系统21为其它子系统提供电能，所述的主控制柜15与控制柜a25和控制柜b32连接，可相互通信，所述的主控制柜15、控制柜a25、控制柜b32均以plc为控制器。

如图2所示是承载在拖车a1上的系统，其中，所述的导热油存储/循环/过滤系统11包括阀门a111、阀门b112、导热油过滤器组件113、阀门c114、阀门d115、阀门e116、导热油进管117、阀门f118、阀门g119、导热油泵a1110、导热油泵b1111、导热油出管1112、阀门h1113、导热油储存罐1114；所述的导热油加热/冷却系统12包括导热油水冷组件121、电加热器122、热电偶123；所述的氮气系统13包括氮气储存罐及氮气定压组件，所述的仪表系统a14包括压力表a141、液位计142、压力表b143、温度表144、流量计145；所述的电加热器122安装在导热油储存罐1114上可加热导热油，所述的热电偶123安装在导热油储存罐1114内用于检测导热油储存罐1114内导热油温度，所述的电加热器122、导热油泵a1110、导热油泵b1111的电源控制端与主控制柜15连接，所述的热电偶123通信端与主控制柜15连接，主控制柜15可根据导热油温控制加热器122工作；所述的阀门c114安装在导热油进管117的管口处，所述的导热油进管117与导热油过滤器组件113上部连通，靠近导热油过滤器组件113一端安装阀门d115，所述的导热油进管117与导热油水冷组件121上部连通，靠近导热油水冷组件121一端安装阀门f118；所述的导热油过滤器组件113下部与导热油储存罐1114顶部连通，靠近导热油过滤器组件113下部连通处安装阀门e116；所述的导热油水冷组件121下部与导热油储存罐1114顶部连通，靠近导热油水冷组件121下部连通处安装阀门g119，所述的导热油储存罐1114底部安装两个管道上面分别安装阀门a111、导热油泵a1110和阀门b112、导热油泵b1111，所述的导热油泵a1110和导热油泵b1111后端与导热油出管1112连接，所述的导热油出管1112上依次安装压力表b143、温度表144、流量计145、阀门h1113；所述的压力表a141、液位计142安装在导热油储存罐1114上。

如图3所示是承载在拖车b2上的系统，其中，所述的发电系统21包括发电机油箱211、柴油发电机212、稳压器213、配电柜214，所述的发电机油箱211与柴油发电机212连接供油，所述的柴油发电机212电源输出端与稳压器213连接，所述的配电柜214与稳压器213后端连接，其它子系统可接入配电柜获取电能；所述的冷却水供水系统22包括冷却风扇221、凉水塔222、储水箱224、水温表223，所述的冷却风扇221位于凉水塔222内，所述的储水箱224与凉水塔222内连接，所述的水温表223安装在凉水塔222上；所述的空气吹扫系统23包括空压机232、储气罐234、气压表233，所述的空压机232与储气罐234连接，将空气加压存储在储气罐234中，气压表233安装在储气罐234上；所述的空压机232、冷却风扇221电源控制端与控制柜a25连接，可根据水温表223、气压表233的读数控制冷却风扇221和空压机232工作。冷却水供水系统22与导热油水冷组件121连通，可用于冷却导热油温，同时，可为导热油泵a1110、导热油泵b1111的水冷系统供水，给导热油泵a1110、导热油泵b1111降温。

如图4所示，是承载在拖车c2上的系统，其中，所述的环境监测系统31包括太阳辐照数据收集器311、全天空成像仪312、数据处理模块313、辐射仪314、直射辐射仪315、太阳辐照遮挡球316、温湿度传感器317、太阳能电池板318、环境数据收集器319、风速传感器3110；所述的辐射仪314为全辐射仪或散射辐射仪；所述的太阳辐照数据收集器311数据接口与辐射仪314和直射辐射仪315连接，所述的辐射仪314上安装有太阳辐照遮挡球316，所述的风速传感器3110、温湿度传感器317与环境数据收集器319连接，所述的环境数据收集器319通过太阳能电池板318供电，所述的数据处理模块313具有数据存、处理及通信功能，其通讯接口与全天空成像仪312、太阳辐照数据收集器311、环境数据收集器319连接，并将数据汇总后传送到控制柜b32，控制柜b32将数据传送至主控制柜15。

上述实施例中所使用的相关设备参数如下：

导热油储存罐1114的最高工作温度为420℃，最大工作压力为0.6mpa，导热油泵a1110和导热油泵b1111最大工作流量为10kg/s，泵出口最大压力为2.0mpa；电加热器122的工作功率为20kw，导热油水冷组件121主要冷却方式为敞口水汽化冷却，最大冷却功率为1400kw。柴油发电机212的输出功率为100kw。