一种光热电站集热器的给水量控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供的一种光热电站集热器的给水量控制方法及其系统，通过测量太阳法向直射辐射值，计算该时刻集热器蒸发段吸收的有效热功率，并通过测量该时刻集热器蒸发段入口处的给水温度、给水压力及集热器蒸发段出口处的蒸汽压力，计算该时刻集热器蒸发段的理论给水量，进而通过测量该时刻集热器蒸发段的实际给水量，调节集热器蒸发段的给水量。从而可根据太阳辐射强度的变化及时、有效地调节集热器蒸发段的给水量，便于获得所需参数的蒸汽品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集热器控制领域，尤其涉及一种光热电站集热器的给水量控制方法及其系统。
技术介绍
光热发电系统包括集热器及用于将太阳光反射聚集于集热器上的反射镜。其中，集热器包括蒸发段和过热段，输送至集热器蒸发段的水在蒸发段中吸收热量，温度升高产生高温蒸汽，并继续通过过热段实施高温蒸汽的过热，从而获得所需蒸汽品质的过热蒸汽，进而驱动发电机组发电。目前，以水直接作为换热介质的集热器多采用再循环模式，该模式高度可控，能够保证末端出口过热蒸汽的参数。由于不同天气、不同时刻下，太阳辐射强度不同，而太阳辐射强度直接影响到集热器输出的过热蒸汽的品质，因此，为保证过热段出口的蒸汽品质，需调节蒸发段的给水量。目前，多通过测定蒸发段出口的温度，根据蒸发段出口的温度与预设的温度进行比较，从而调节蒸发段的给水量。由于集热管蒸发段管道较长，导致了给水调节有很大的滞后性，而且需要操作人员判断的参数较多，整体效果并不理想，无法根据太阳辐射强度的变化及时调节蒸发段的给水量，从而很难保证集热器输出所需品质的过热蒸汽。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光热电站集热器的给水量控制方法，可根据太阳辐射强度的变化及时、有效地调节集热器蒸发段的给水量。本专利技术的目的还在于提供一种光热电站集热器的给水量控制系统，可根据太阳辐射强度的变化及时、有效地调节集热器蒸发段的给水量。本专利技术提供的光热电站集热器的给水量控制方法，包括：测量太阳法向直射辐射值，并根据该太阳法向直射辐射值计算出该时刻集热器蒸发段吸收的有效热功率；测量该时刻所述集热器蒸发段入口处的给水温度以及给水压力，并计算出当前的给水焓值；测量该时刻所述集热器蒸发段出口处的蒸汽压力，并得到该蒸汽压力下的干饱和蒸汽温度值；通过该蒸汽压力和该干饱和蒸汽温度值计算出干饱和蒸汽的理论焓值；利用所述给水焓值、所述干饱和蒸汽的理论焓值以及所述集热器蒸发段吸收的有效热功率计算出该时刻所述集热器蒸发段的理论给水量；测量该时刻所述集热器蒸发段的实际给水量，并调节所述集热器蒸发段的给水量。进一步地，所述根据该太阳法向直射辐射值计算出该时刻的集热器蒸发段吸收的有效热功率，具体为：根据该时刻的太阳法向直射辐射值，计算所述集热器蒸发段吸收的理论热功率；计算经过反射镜后的可利用的热功效率和计算所述集热器蒸发段的有效吸收的热功效率；利用所述集热器蒸发段吸收的理论热功率、所述经过反射镜后的可利用的热功效率和所述集热器蒸发段的有效吸收热功效率计算出该时刻所述集热器蒸发段吸收的有效热功率。进一步地，所述计算经过反射镜后的可利用的热功效率包括：计算所述反射镜的入射有效热功效率、计算所述反射镜的反射有效热功效率和计算所述反射镜被遮挡造成的热功损失效率。进一步地，所述计算反射镜被遮挡造成的热功损失效率包括：计算所述反射镜被安装结构遮挡造成的热功损失效率、计算所述反射镜被集热器蒸发段遮挡造成的热功损失效率和计算相邻的所述反射镜之间相互遮挡造成的热功损失效率。进一步地，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率包括：计算所述集热器蒸发段的端部损失效率、计算所述集热器蒸发段的吸收效率和计算所述集热器蒸发段的外部辐射及对流损失效率。进一步地，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率还包括：计算复合抛物面聚光器的二次反射效率。进一步地，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率还包括：计算所述复合抛物面聚光器的玻璃盖板透射效率。进一步地，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率还包括：计算所述集热器蒸发段的玻璃套管透射效率。进一步地，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率还包括：计算所述集热器蒸发段的玻璃套管透射效率。进一步地，在所述利用所述给水焓值、所述干饱和蒸汽的理论焓值以及所述集热器蒸发段吸收的有效热功率计算出该时刻所述集热器蒸发段的理论给水量后，还包括：对所述集热器蒸发段的理论给水量进行动态补偿调节。进一步地，所述对所述集热器蒸发段的理论给水量进行动态补偿调节，具体为：实时测量所述集热器蒸发段的出口处的蒸汽压力，并得到与蒸汽压力相对应的干饱和蒸汽温度值；实时测量所述集热器蒸发段的出口处的蒸汽温度测量值；利用得到的干饱和蒸汽温度值和蒸汽温度测量值得到动态的实际过热度值；在预设补偿给水量的范围内，对所述集热器蒸发段的理论给水量进行动态补偿调节，直至所述实际过热度值与预设过热度值趋于相等。进一步地，所述预设补偿给水量的范围为±α，所述α的值为所述集热器蒸发段的最大给水量值的5％～15％。进一步地，所述预设过热度值为7～12℃。进一步地，本专利技术提供的一种光热电站集热器的给水量控制系统，包括：设置在集热器蒸发段的入口处的给水压力测量装置和给水温度测量装置；设置在所述集热器蒸发段的出口处的蒸汽压力测量装置；设置在水箱和所述集热器蒸发段之间管路上的流量控制装置及流量监测装置；以及第一数据处理模块和第一比例-积分-微分控制器；其中，所述给水压力测量装置、所述给水温度测量装置和所述蒸汽压力测量装置与所述第一数据处理模块相连；所述第一数据处理模块的输出端和所述流量监测装置均与所述第一比例-积分-微分控制器的输入端相连；所述第一比例-积分-微分控制器的输出端与所述流量控制装置相连。进一步地，还包括设置在所述集热器蒸发段的出口处的蒸汽温度测量装置、第二数据处理模块和第二比例-积分-微分控制器；其中，所述蒸汽压力测量装置和所述蒸汽温度测量装置均与所述第二数据处理模块相连；所述第二数据处理模块的输出端与所述第二比例-积分-微分控制器的输入端相连；所述第二比例-积分-微分控制器的输出端与所述第一比例-积分-微分控制器的输入端相连。与现有技术相比，本专利技术提供的光热电站集热器的给水量控制方法，根据太阳法向直射辐射值，判断集热器蒸发段所处环境的太阳辐照强度，并可根据不同时刻太阳辐射强度的不同，及时、有效地调节集热器蒸发段的给水量，从而提升集热器蒸发段的出口蒸汽的稳定性，进而保证集热器过热段出口蒸汽的品质。在进一步的技术方案中，通过引入影响集热器蒸发段吸收的有效热功率的多个因素，进一步明确了该光热电站集热器的给水量控制方法的可靠性、及时性，通过该多个影响因素的综合判定，可较精确地判断该光热电站集热器的给水量随太阳法向直射辐射值的变化，进而及时、有效地明确不同时刻不同太阳法向直射辐射值下该光热电站集热器的给水量。在进一步的技术方案中，通过对集热器蒸发段的理论给水量进行动态补偿调节，调节至至集热器蒸发段出口的实际过热度值与预设过热度值趋于相等，更进一步提高了该光热电站集热器的给水量控制方法的准确度，便于获得所需参数的蒸汽品质。与现有技术相比，本专利技术提供的光热电站集热器的给水量控制系统，利用该给水量控制系统可及时、准确地调节集热器蒸发段的给水量，便于获得所需参数的蒸汽品质。附图说明在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1为本专利技术实施例一提供的光热电站集热器的给水量控制方法的流程图。图2、3、4为本专利技术实施例二提供的光热电站集热器的给水量控制方法的流程图。图5为本专利技术实施例三提供的光热电站集热器的给水量控制方法的流程图。图6、7、8为本专利技术实施例四提供的光热电站集热器的给水量控制系统的结构示意图。附图说明：1-集热器蒸发段，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，测量太阳法向直射辐射值，并根据该太阳法向直射辐射值计算出该时刻集热器蒸发段吸收的有效热功率；测量该时刻所述集热器蒸发段入口处的给水温度以及给水压力，并计算出当前的给水焓值；测量该时刻所述集热器蒸发段出口处的蒸汽压力，并得到该蒸汽压力下的干饱和蒸汽温度值；通过该蒸汽压力和该干饱和蒸汽温度值计算出干饱和蒸汽的理论焓值；利用所述给水焓值、所述干饱和蒸汽的理论焓值以及所述集热器蒸发段吸收的有效热功率计算出该时刻所述集热器蒸发段的理论给水量；测量该时刻所述集热器蒸发段的实际给水量，并调节所述集热器蒸发段的给水量。

【技术特征摘要】
1.一种光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，测量太阳法向直射辐射值，并根据该太阳法向直射辐射值计算出该时刻集热器蒸发段吸收的有效热功率；测量该时刻所述集热器蒸发段入口处的给水温度以及给水压力，并计算出当前的给水焓值；测量该时刻所述集热器蒸发段出口处的蒸汽压力，并得到该蒸汽压力下的干饱和蒸汽温度值；通过该蒸汽压力和该干饱和蒸汽温度值计算出干饱和蒸汽的理论焓值；利用所述给水焓值、所述干饱和蒸汽的理论焓值以及所述集热器蒸发段吸收的有效热功率计算出该时刻所述集热器蒸发段的理论给水量；测量该时刻所述集热器蒸发段的实际给水量，并调节所述集热器蒸发段的给水量。2.根据权利要求1所述的光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，所述根据该太阳法向直射辐射值计算出该时刻的集热器蒸发段吸收的有效热功率，具体为：根据该时刻的太阳法向直射辐射值，计算所述集热器蒸发段吸收的理论热功率；计算经过反射镜后的可利用的热功效率和计算所述集热器蒸发段的有效吸收的热功效率；利用所述集热器蒸发段吸收的理论热功率、所述经过反射镜后的可利用的热功效率和所述集热器蒸发段的有效吸收热功效率计算出该时刻所述集热器蒸发段吸收的有效热功率。3.根据权利要求2所述的光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，所述计算经过反射镜后的可利用的热功效率包括：计算所述反射镜的入射有效热功效率、计算所述反射镜的反射有效热功效率和计算所述反射镜被遮挡造成的热功损失效率。4.根据权利要求3所述的光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，所述计算反射镜被遮挡造成的热功损失效率包括：计算所述反射镜被安装结构遮挡造成的热功损失效率、计算所述反射镜被集热器蒸发段遮挡造成的热功损失效率和计算相邻的所述反射镜之间相互遮挡造成的热功损失效率。5.根据权利要求2至4任一项所述的光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率包括：计算所述集热器蒸发段的端部损失效率、计算所述集热器蒸发段的吸收效率和计算所述集热器蒸发段的外部辐射及对流损失效率。6.根据权利要求5所述的光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率还包括：计算复合抛物面聚光器的二次反射效率。7.根据权利要求6所述的光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功效率还包括：计算所述复合抛物面聚光器的玻璃盖板透射效率。8.根据权利要求6所述的光热电站集热器的给水量控制方法，其特征在于，所述计算集热器蒸发段的有效吸收热功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维，李建平，郭晓光，王芳，
申请(专利权)人：北京兆阳光热技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11