[发明专利]低温太阳能热发电和火力发电相结合的工艺流程

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能发电和环境保护技术领域。更具体地说，是涉及世界首创的低温太阳能 热发电技术领域。

背景技术：

目前利用水蒸气推动汽轮发电机发电的技术是世界上最主要发电技术，占全世界总发电 量的一半以上，如火力发电和核能发电都是采用水蒸气来推动汽轮发电机进行发电的。

火力发电是世界上最大的污染源和工业的第一耗水大户；温室气体的排放量居世界首位。 有充分的证据证明：地球变暖、酸雨增加、灾害性天气增加和加强、大量的物种灭绝、大量 的污染物污染空气、陆地和水源等危害到人类生存环境等极其严重的问题都与火力发电有直 接的关系。

煤炭是我国能源的主力，也是我国污染的主要源头。目前我国约60％以上的煤炭用于发 电。据2001年世界银行列举的世界污染最严重的20个城市中，中国占有16个，我国大气 污染所做成的损失已经占GDP的3％～7％，我国每天最小有几万人因环境污染而发病；每 年因环境污染而引发的癌症患者超出100万人。据04年有关部门统计：中小型煤矿平均生 产100万吨煤，就要夺去7个以上工人的生命。

太阳能是最廉价、最干净和取之不尽用之不竭的最基本的能源。但也存在严重的缺点， 就是极之不稳定，有不少地区存在有长期阴雨季节，而电力供应却时刻不能中断。因此，在 这些地区，太阳能发电很有必要和火力发电相结合以进行互补。

目前火力发电工艺流程已经有近百年的历史，热效率低、浪费和污染严重，就算是当今 世界上最高水平的燃煤发电厂的热效率，也达不到送到锅炉的煤完全燃烧所能发出热量的 1/2。就算是号称世界上科学技术最先进的美国，它90％的电力也是由热电生产的，每年的耗 水量高达2725亿立方米，相当于5条中国黄河的年流水量。

又如哈尔滨汽轮机厂600MW火力发电机组。该机组的锅炉为亚临界一次再热筒锅炉， 最大连续出力1803.6t/h，给水温度273.4℃，主蒸气压力16.67MPa，温度为538℃，再 热蒸气压力为3.323MPa，温度538℃，汽轮机排气温度36.2℃，压力0.006MPa；热耗 率7829.8KJ/(KW.H)，汽耗率3.005Kg/(KW.h)。

由于该机组将其热焓高达2330.9KJ/Kg作功后的低温、低压水蒸气排到凝汽器变成36.2 ℃，其热焓只有151.5KJ/Kg的冷凝水，这不但需要重量达到其50～80倍的冷凝水，通过 凝汽器进行冷凝，做成巨大的热量损失和浪费了大量的水；还有可能由于凝汽器在运行中产 生的铜离子对锅炉水做成污染和凝汽器出现故障时可能会引发严重的事故。

现计算该机组从汽轮机作功后蒸气排放到凝汽器凝结成水所带来的热量损失。

一，锅炉在1小时中产生蒸气的总热焓。

1803.06×1000×(3397.3-1198.8)+1516.84×1000×(3538-3027.3)

＝4738676398KJ

二，作功后的水蒸气在凝汽器中变成水所失去的热量。

1037.54×1000×(2330.9-151.5)+85.88×1000×(2448.8-151.5)

＝2526965200KJ

三，失去的热量与锅炉1小时产生的总热量的百分比。

2526965200÷4738676398×100％＞53％

从600MW火电机组的热系统图中可以看出：锅炉每小时产出1803.6吨，压力为 16.76MPa，温度538℃的水蒸气，但作功后到达凝汽器的水蒸气只有1159.42吨，中途有644.6 吨的高温高压水蒸气变成了凝结水和废蒸气排走。原因是：一，高温高压水蒸气在汽轮机通 流部分流动过程中由于摩擦力等种种原因产生凝结水。二，每小时数量达到1803.6吨，温度 只有36℃左右的水，被这些蒸气加热到273.4℃的高温水进入锅炉，是产生大量凝结水的主要 原因。三，利用蒸气除氧和其他环节也使用了大量的水蒸气。

我国核电机组作功后排放的低温低压水蒸气在凝汽器冷却成水所失去的热量更是惊人。 现计算其热损失：

一，核反应堆在1小时中加热水所产生水蒸气的总热焓。

5808.2×1000×(2773-972.6)＝10457083280KJ

二，作功后的水蒸气在凝汽器变成水所失去的热量。