一种光热电站用导热油模拟动态运行系统的制作方法

本技术属于油品分析测试，具体属于一种光热电站用导热油模拟动态运行系统。

背景技术：

1、太阳能光热发电作为新能源利用的一个重要方向，其原理是利用聚光集热系统将太阳的直接辐射能聚集在集热器上，加热集热器中的传热流体，即导热油，使其具有极高的热能；再利用吸收热能的导热油加热蒸汽发生系统中的水、产生高温高压蒸汽；利用高温高压蒸汽推动汽轮机叶片旋转、带动发电机发电，从而实现热能到机械能再到电能的转换。

2、光热发电的主流技术有导热油槽式光热发电、线性菲涅尔式光热发电、熔盐塔式光热发电及蝶式光热发电技术，导热油槽式光热发电技术是目前光热发电应用最广泛的技术，使用联苯-联苯醚混合物作为导热油，进行热能传递，该导热油工作温度可达400℃，最高油膜温度为420℃，是目前导热油槽式光热发电领域中应用最成熟的传热流体。然而，导热油在运行过程中由于自身热裂解或外界污染等因素均会劣化变质，从而生成不溶物甚至积碳影响聚光集热系统的传热效率，严重时甚至会造成流通管道堵塞、发生事故。光热电站的导热油系统只能监测和调整其系统本身的运行工况，并不能对导热油在不同运行工况下的油质变化情况做出预测，也无法对可能发生的油质劣化提供预警，另外也无法对运行中的导热油进行寿命评价。

技术实现思路

1、为了研究导热油在不同运行工况下劣化变质的过程及其产物，提供油质劣化预警和寿命评估，本实用新型提供一种光热电站用导热油模拟动态运行系统，用于模拟导热油的各种运行工况，获得不同工况下导热油产生的劣化产物。该装置需要模拟导热油在聚光集热管中流动受热的状态，即动态运行；满足导热油从20℃到400℃范围内的升温和精准控温能力，控温精度±1℃；具有导热油温度、压力采集、显示和存储功能；具备导热油超温、超压以及电动机过载自动停机保护功能；为方便观察加热装置运行情况，还需具有运行数据远程查询功能。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光热电站用导热油模拟动态运行系统，包括：

3、动态老化试验装置，用于盛装导热油并模拟太阳能光热电站用导热油的运行状态，对导热油进行模拟老化试验；

4、温度控制装置，设置在动态老化试验装置上，用于控制动态老化试验装置的升温速率和加热温度；

5、温度压力监测装置，设置在动态老化试验装置上，用于监测动态老化试验装置中温度和压力；

6、电流控制装置，设置在动态老化试验装置上，用于控制动态老化试验装置的旋转速度；

7、串口继电器，设置在温度控制装置和电流控制装置与上位机之间，用于实现温度控制装置和电流控制装置的启闭；

8、上位机，与温度控制装置、温度压力监测装置、电流控制装置连接，用于接收动态老化试验装置的加热温度、旋转速度、内部温度和压力实现动态老化试验装置中导热油超温、超压以及过载自动停机保护功能；

9、电源与动态老化试验装置、温度控制装置、温度压力监测装置、电流控制装置、串口继电器和上位机连接。

10、进一步的，所述动态老化试验装置包括加热炉、受热管、电动机，受热管转动设置在加热炉中，受热管其一侧端盖与电动机驱动轴相连，用于驱动受热管转动，模拟导热油动态运行状态，受热管上设有2个取样口用于试验过程中气样及油样的定期采集及后续分析测试及导热油性能研究。

11、进一步的，所述加热炉为卧式可开启式加热炉，加热方式为电热丝或硅碳棒，最高加热温度为600℃；受热管为不锈钢材质，承压不小于2.5mpa。

12、进一步的，所述加热炉上设置温度控制装置，受热管另一侧端盖上设置温度压力监测装置，电动机上设置有电流控制装置，温度控制装置与电流控制装置通过串口继电器与上位机连接。

13、进一步的，温度控制装置包括温控器和接触器，温控器与动态老化试验装置连接用于接收上位机的温度控制参数，并通过pid控制实现动态老化试验装置的升温与恒温；接触器为交流接触器，安装在串口继电器和温控器之间用于控制动态老化试验装置的高负载电流。

14、进一步的，温度压力监测装置包括无线压力表、无线温度表和无线网关，无线压力表和无线温度表安装在动态老化试验装置上，无线网关用于接收无线压力表和无线温度表监测得到动态老化试验装置中的温度和压力数据并传输至上位机进行数据记录显示并和预设值进行对比。

15、进一步的，电流控制装置包括热磁断路器、电流互感器，电流互感器与动态老化试验装置连接用于实时检测动态老化试验装置的工作电流，并将测量值发送给上位机进行记录和显示；热磁断路器安装在串口继电器和电流互感器之间用于对动态老化试验装置进行过载保护。

16、进一步的，串口继电器为两路i/o控制继电器，串口继电器8的#1触点用于与电动机连接；串口继电器的#2触点用于与加热炉连接，串口继电器与上位机连接，用于根据上位机传输的信号控制串口继电器与电动机和加热炉电路的通断。

17、进一步的，电源包括交流电源和直流开关电源，交流电源与直流开关电源、串口继电器、上位机、温度控制装置和动态老化试验装置连接；直流开关电源与串口继电器、电流控制装置和温度压力监测装置连接。

18、进一步的，还包括数据上传装置，数据上传装置包括无线传输模块、网络服务器、远程查询终端，无线传输模块用于将上位机采集到的数据上传至网络服务器，查询终端用于进行设备运行数据查询。

19、与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

20、本实用新型提供一种光热电站用导热油模拟动态运行系统，通过动态老化试验装置盛装导热油并模拟太阳能光热电站用导热油的运行状态对导热油进行模拟老化试验；在动态老化试验装置上设置温度控制装置和温度压力监测装置，精准控制动态老化试验装置中导热油运行压力、运行温度，使其与太阳能光热电站聚光集热系统中导热油实际运行状态一致；通过设置电流控制装置控制动态老化试验装置的旋转速度，等效替代导热油在太阳能光热电站聚光集热系统管道中的流动状态，从而实现精准模拟太阳能光热电站用导热油的运行状态；通过上位机对动态老化试验装置的加热温度、运行温度、运行压力、转速、电流等进行实时采集、传输来实现动态老化试验装置中导热油超温、超压以及过载自动停机保护功能，实现了导热油在不同运行工况下劣化变质的过程及其产物的研究，还可以进一步进行油质劣化预警和寿命评估。

21、进一步的，本实用新型动态老化试验装置包括加热炉、受热管、电动机，受热管上的无线压力表、无线温度表获取受热管中的温度和压力数据并通过无线网关传输至上位机，温控器接收上位机的温度控制参数并通过pid控制实现加热炉的升温与恒温，保证受热管中的导热油温度和压力达到预设值；电动机上连接的电流互感器实时检测电动机工作电流，并将测量值发送给上位机进行记录和显示。

22、进一步的，本实用新型中上位机将获取的数据与预设值进行比较，当其中任何一项超过预设值时上位机向串口继电器发送指令切断设备电源，同时通过无线传输模块发出报警，保证设备安全；

23、进一步的，为防止出现设备受热膨胀、变形摩擦力增大导致电机过载的情况，该装置在配备有电流互感器采集电机电流的同时还安装了热磁断路器，当电机电流超过设定值时，通过机械方式自动切断电源，防止设备损坏。

24、进一步的，上位机对动态老化试验装置的加热温度、运行温度、运行压力、转速、电流等信息通过无线传输模块传输至网络服务器，方便远程随时查看，无需人员现场值守。